采用预还原预热窑和熔池熔炼炉冶炼镍铁的工艺及其装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107385235A(43)申请公布日2017.11.24(21)申请号201710828133.1C22C35/00(2006.01)(22)申请日2017.09.14C21B13/14(2006.01)(71)申请人长沙有色冶金设计研究院有限公司地址410019湖南省长沙市雨花区木莲东路299号(72)发明人刘燕庭戴学瑜谭荣和董晓伟李有刚甘红祥吴晓松刘雄文魏烈序(74)专利代理机构长沙永星专利商标事务所(普通合伙)43001代理人邓淑红(51)Int.Cl.C22B23/02(2006.01)C22B1/24(2006.01)C22B5/10(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图2页(54)发明名称采用预还原预热窑和熔池熔炼炉冶炼镍铁的工艺及其装置(57)摘要本发明公开了一种采用预还原预热窑和熔池熔炼炉生产镍铁的冶炼工艺及其装置，该工艺先将红土镍矿干燥；将干燥后的红土镍矿、熔剂和粉煤配料并压成球形；将压好的球连续加入预还原预热窑中预还原部分镍和铁；预还原预热窑的出口物料连续加入熔池熔炼炉中熔化和深度还原，往熔池中炉中喷入还原剂和富氧空气，使熔体在强还原气氛下生成含镍10-20％的镍铁合金，同时将熔池熔炼炉的高温烟气送入预还原预热窑中作为主要热源。具有流程短、能耗低、投资省、产品含镍品位高，可实现过程自动化控制、生产效率高等特点。实施该工艺的主体设备预还原预热窑与熔池熔炼炉采取高低自流配置，熔池熔炼炉的高温烟气通过烟道送入预还原预热窑中加热物料。CN107385235ACN107385235A权利要求书1/2页1.一种采用预还原预热窑和熔池熔炼炉生产镍铁的冶炼工艺，其特征在于：预还原预热窑与熔池熔炼炉采取高低自流配置，预还原预热窑出口物料直接从熔池熔炼炉炉顶的下料口连续加入，熔池熔炼炉产生的高温烟气通过烟道进入预还原预热窑作为主要热源，包括以下步骤：(1)将红土镍矿通过干燥器干燥；(2)将干燥后的红土镍矿、熔剂和粉煤进行配料并压球成型；(3)将压好成型的球连续加入预还原预热窑中进行预还原预热；(4)预还原预热窑出口物料连续加入熔池熔炼炉中，还原剂及富氧空气从熔池熔炼炉的两侧喷入熔池中，控制氧对还原剂的过剩系数α，熔体反应生成含镍10～20％(质量)的镍铁合金和炉渣；(5)从熔池熔炼炉的上部鼓入富氧空气，使熔池熔炼炉炉膛上部空间烟气中的CO气体燃烧，燃烧热量中的65％～75％返回熔池。2.根据权利要求1所述的采用预还原预热窑和熔池熔炼炉生产镍铁的冶炼工艺，其特征在于：步骤(1)中干燥器采用回转干燥窑或者立式干燥器，红土镍矿干燥至含水20％～22％(质量)，采用粉煤、天然气或油为燃料，步骤(2)中红土镍矿与无烟煤、石灰或者石灰石配料混匀压球，红土镍矿与无烟煤的配料比为1:0.05～1:0.08，混合料压球的直径为15～25mm；步骤(3)中熔炼渣型为CaO/SiO2＝0.4～1.0(质量)，(CaO+MgO)/SiO2＝1.0～1.2(质量)，还原剂采用粉煤，熔池温度为1400～1700℃。3.根据权利要求1所述的采用预还原预热窑和熔池熔炼炉生产镍铁的冶炼工艺，其特征在于：控制红土镍矿在预还原预热窑中镍的预还原率为70％～80％,铁的预还原率为40％～60％，预还原预热窑出口物料温度为900～1100℃。4.根据权利要求1所述的采用预还原预热窑和熔池熔炼炉生产镍铁的冶炼工艺，其特征在于：往熔池熔炼炉炉膛上部空间鼓入含氧60％～80％(体积)的富氧空气，风嘴出口的风速为180～220m/s，风口压力为0.05Mpa～0.1Mpa；往熔池熔炼炉熔池中鼓入富氧空气的风嘴出口风速为260～320m/s，风口压力为0.1Mpa～0.2Mpa，氧对还原剂的过剩系数α为0.35～0.45。5.根据权利要求1所述的采用预还原预热窑和熔池熔炼炉生产镍铁的冶炼工艺，其特征在于：预还原预热窑的出口物料在熔池熔炼炉内停留时间不小于40min。6.根据利用权利要求1所述的工艺冶炼镍铁的装置，其特征在于：该装置包括预还原预热窑和熔池熔炼炉；预还原预热窑为卧式回转窑，包括窑体，窑体包括依次前高后低布置的预热带、过渡带和烧成带；熔池熔炼炉采用长方形立式结构的富氧侧吹熔炼炉，布置于预还原预热窑烧成带出口端的下方，主要包括从下往上依次布置的炉缸、炉身和炉顶；炉顶有烟道口和下料口，烟道口和预还原预热窑烧成带出口端通过烟道连通，熔池熔炼炉的高温烟气通过烟道送入预还原预热窑中，使高温烟气与物料逆向流动，物料从预还原预热窑烧成带的出口端通过下料管从熔池熔炼炉炉顶的下料口连续加入。7.根据利用权利要求6所述的工艺冶炼镍铁的装置，其特征在于：所述预还原预热窑的预热带采用致密粘土砖砌筑，过渡带