CN110079683A - 一种红土镍矿球团的焙烧方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种红土镍矿球团的焙烧方法，包括如下步骤：1)球团矿预热：将球团矿给入预热设备进行预热，预热结束时球团矿的温度小于400℃；2)间接加热罐式炉复合焙烧：将预热后的球团矿给入间接加热罐式炉中进行复合焙烧，焙烧温度为900～1100℃，焙烧反应时间为30～90min；3)放料：经罐式炉焙烧后的高温焙砂球进入罐式炉下部带有水套的冷却箱冷却至小于200℃后由出料机排出。本发明采用球团矿预热‑间接加热焙烧炉进行复合焙烧系统，可有效控制红土镍矿复合焙烧所需的反应气氛，余热得到充分利用，氯化剂循环利用，从而有利于降低生产成本，具有广阔应用前景。

Description

一种红土镍矿球团的焙烧方法

技术领域

本发明涉及冶金领域，具体涉及一种红土镍矿球团的焙烧方法。

背景技术

目前，在诸多红土镍矿处理工艺中，火法工艺占主导地位，回转窑预还原-电炉熔炼法(RKEF)已成功用于工业生产。采用湿法工艺虽有建厂案例，但因多种原因面临成本和环保的双重压力。

近年来，随着研究的深入，氯化离析工艺显示出能有效富集红土镍矿中的镍和钴，该工艺被认为是处理红土镍矿最经济的方法，具有广阔前景。然而，采用直接加热物料的焙烧方法一直未能取得预期效果，致使氯化离析工艺至今未能实现大规模处理红土镍矿的工业应用。氯化离析过程需要在弱还原气氛和一定氯化氢气氛中完成，而采用燃气直接加热物料的方式，燃气及其生成物组分会影响焙烧气氛，特别是会降低体系中氯化剂分解组分的分压，造成氯化离析反应不完全。因此，对氯化离析焙烧气氛的有效控制，成为该工艺工业化应用的关键。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种红土镍矿球团的焙烧方法，它采用球团矿预热-间接加热焙烧方式进行复合焙烧，有效控制红土镍矿复合焙烧所需的反应气氛，余热得到充分利用，氯化剂循环利用，从而有利于降低生产成本，具有广阔的应用前景

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：一种红土镍矿球团的焙烧方法，包括如下步骤：

1)球团矿预热：将球团矿给入预热设备进行预热，预热结束时球团矿的温度小于400℃；

2)间接加热罐式炉复合焙烧：将预热后的球团矿给入间接加热罐式炉中进行复合焙烧，焙烧温度为900～1100℃，焙烧反应时间为30～90min；

3)放料：经罐式炉焙烧后的高温焙砂球进入罐式炉下部带有水套的冷却箱冷却至小于200℃后由出料机排出，冷却后的物料成为后续选矿作业的原料。

本发明进一步的技术方案为：步骤2)中的间接加热罐式炉的罐体为由碳化硅、硅砖和高铝砖中的一种或多种砌成上窄下宽或上下一样宽的结构，每4个罐体为一组，一台罐式炉由6～12组构成，罐式炉的罐体两侧均设有5～12层加热火道。

进一步，步骤2)中的间接加热罐式炉包括炉膛、炉膛外部的保温层、炉膛下部固接的冷却水套、冷却水套下部固接的排料装置和支架，所述炉膛和保温层均设置在支架上方，所述炉膛上部设有给料斗，炉膛内设有炉膛排烟通道、火道排烟通道、若干个烧嘴和若干个火道挡板，炉膛内的烟气从炉膛排烟通道排出，炉膛两侧设有加热火道，火道内的烟气从火道排烟通道排出，燃料经烧嘴在火道内燃烧，所产生的热量通过炉膛的炉壁传递给球团矿。

进一步，若干个所述火道挡板左右间隔排列，形成波浪形火焰通道，若干个所述烧嘴位于一侧的炉膛的炉壁上，并位于两个相邻火道挡板之间；所述间接加热焙烧炉包括逆流型和顺流型，所述逆流型间接加热焙烧炉物料向下移动，热量自下而上迂回运动，火道烟气从上方的火道排烟通道排出，所述顺流型间接加热焙烧炉物料向下移动，热量自上而下迂回运动，火道烟气从下方的火道排烟通道排出。

进一步，所述步骤2)中的间接加热罐式炉的火道烟气进入余热利用系统(用于物料干燥或余热发电)；余热发电系统排出的尾气可用于物料(粉料或球团矿)干燥；罐式炉罐内排出的烟气经稀酸吸收或冷凝-碱液喷淋塔处理，可回收氯化氢，尾气直接排空。

进一步，所述步骤1)中的，预热设备为链篦机或回转窑，预热设备排出的尾气可用于红土镍矿粉料的干燥或经除尘脱硫、换热处理后排空。

进一步，所述步骤1)和步骤2)中均采用输送机进行给料，所述输送机为链式输送机或斗式提升机或两者的组合。

进一步，所述步骤2)中的罐式炉罐内排出的烟气经稀酸吸收或冷凝-碱液喷淋塔处理后，回收的盐酸可直接返回选矿系统使用或制备成粉状氯化钙返回造球系统使用；氯化钙溶液或制备成粉状氯化钙返回造球系统使用。

进一步，所述步骤1)、步骤2)和步骤3)中产生的粉尘由收尘系统收集。

进一步，所述步骤2)中的罐式炉的加热热源为煤气、天然气、重油或其它满足焙烧温度的燃料中的一种。

进一步，所述步骤1)中所用球团矿通过如下步骤制得：先将粒度小于400mm的红土镍矿给入第一段磨机，其排矿经分级设备A分级，大于10mm的物料经破碎后返回第一段磨机或进入第二段磨机；小于10mm的物料进入分级设备B分级，大于0.5mm的物料进入第二段磨机，其排矿返回分级设备B，小于0.5mm的细粒级即为合格粒级矿浆；再对所得的合格粒级矿浆进行浓缩和脱水设备，得到含水率小于40％的物料；最后对含水率小于40％的物料采用高温气体进行干燥，得到水分适合造球的物料，加入粉状添加剂，进行造球并筛分，筛下物返回造球作业，筛上物即为合格粒级的球团矿。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明的球团矿经过预热，可除去球团矿的吸附水，提高物料入炉温度，提高罐式炉的产能，节省投资；

2、本发明采用间接加热的罐式炉进行复合焙烧，其反应所需气氛可由球团矿中的还原剂、氯化剂等分解组分以及罐体内压控制，使球团矿中的镍、钴按照既定的反应式反应，避免直接加热式焙烧炉中的热源气流对反应气氛的影响，显著提高反应效率；

3、本发明的间接加热罐式炉排出罐内烟气和火道烟气可以分别利用。从罐内排出的烟气可回收氯化氢，进而制备成氯化钙，返回造球工序使用；火道烟气温度较高，可用于物料干燥或余热发电，余热锅炉排出的尾气还可用于物料干燥；球团矿焙砂冷却过程收集的余热可用于热水制备，这些措施均有利于降低生产成本。

附图说明

图1是本发明具体实施例1的工艺流程图；

图2是本发明具体实施例2的工艺流程图；

图3是本发明具体实施例1所用罐式炉的结构示意图；

图4是图3中的A-A剖视图；

图5是图4中的B-B剖视图；

图6是图5中的C-C剖视图。

图例说明：

01、球团矿制备系统；02、链篦机；03、斗式提升机；04、链式输送机；05、罐式炉；06、水套冷却箱；07、出料机；08、余热发电系统；09、除尘脱硫塔；10、烟囱；11、冷凝器；12、喷淋塔；13、主烟道闸门；14、旁通烟道闸门；15、稀酸吸收塔；1、炉膛；1-1、炉膛排烟通道；1-2、火道排烟通道；1-3、烧嘴；1-4、火道挡板；1-5、火道；2、保温层；3、冷却水套；4、排料装置；5、支架；6、给料斗。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本发明作更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。

实施例1：

如图1所示，一种红土镍矿球团的焙烧方法，包括如下步骤：

1)将球团矿制备系统01所得球团矿给入链篦机02进行预热，控制温度小于400℃，经过预热的球团矿由斗式提升机03和链式输送机04送入罐式炉05。

2)将预热的球团矿给入间接加热罐式炉05进行复合焙烧。焙烧温度控制在900～1100℃，焙烧反应时间为30～90min。

3)经罐式炉焙烧后的焙砂球进入水套冷却箱06冷却至小于200℃，然后由出料机07排出，供给后续选矿作业选出镍精矿。

如图3至图6所示，本实施例中所用的罐式炉05的结构包括炉膛1、炉膛1外部的保温层2、炉膛1下部固接的冷却水套3、冷却水套3下部固接的排料装置4和支架5，炉膛1和保温层2均设置在支架5上方，炉膛1上部设有给料斗6，炉膛1内设有炉膛排烟通道1-1、火道排烟通道1-2、若干个烧嘴1-3和若干个火道挡板1-4，炉膛1内的烟气从炉膛排烟通道1-1排出，炉膛1两侧设有加热火道1-5，火道1-5内的烟气从火道排烟通道1-2排出，燃料经烧嘴1-3在火道1-5内燃烧，所产生的热量通过炉膛1的炉壁传递给球团矿。

上述的若干个火道挡板1-4左右间隔排列，形成波浪形火焰通道，若干个烧嘴1-3位于一侧的炉膛1的炉壁上，并位于两个相邻火道挡板1-4之间；间接加热焙烧炉包括逆流型和顺流型，逆流型间接加热焙烧炉物料向下移动，热量自下而上迂回运动，火道烟气从上方的火道排烟通道1-2排出，顺流型间接加热焙烧炉物料向下移动，热量自上而下迂回运动，火道烟气从下方的火道排烟通道1-2排出。

本实施例中，罐式炉05火道烟气进入余热发电系统08进行余热利用。余热发电系统排出的烟气和/或部分火道高温烟气，引入链篦机进行球团矿的干燥和预热；链篦机排出的烟气经除尘脱硫塔09处理，然后经烟囱10排空。

本实施例中，罐式炉05罐内烟气先经冷凝器11收集氯化氢，再经碱液喷淋塔12吸收残余的氯化氢，尾气经烟囱10直接排空。盐酸和氯化钙溶液可回用于选矿系统和球团矿制备系统。

本实施例中，火道高温烟气主输送管道上设置旁通烟道，在主烟道上设烟道闸门13，旁通烟道上设旁烟道闸门14。

本实施例的制备方法中，针对含Ni1.12％、Fe29.45％的红土镍矿，采用截面积为0.18m²的中试罐式炉进行复合焙烧，所得焙砂球经磨矿-浮选工艺回收镍，可获得含镍11.45％、回收率75.03％的镍精矿或含镍8.15％、回收率82.29％的镍精矿。

实施例2：

如图2所示，一种红土镍矿球团的焙烧方法，包括如下步骤：

1)将球团矿制备系统01所得球团矿给入链篦机02进行预热，控制温度小于400℃，经过预热的球团矿由斗式提升机03和链式输送机04送入罐式炉05。

2)将预热的球团矿给入间接加热罐式炉05进行复合焙烧，焙烧温度控制在950～1050℃，焙烧反应时间为30～60min。

3)经罐式炉焙烧后的焙砂球进入水套冷却箱06冷却至小于200℃，然后由出料机07排出，供给后续选矿作业选出镍精矿。

本实施例所用的罐式炉05的结构与具体实施例1所用的罐式炉05的结构相同。

本实施例中，罐式炉05火道高温烟气引入链篦机对生球进行干燥和预热；链篦机排出的热风用于红土镍矿粉料的干燥。

本实施例中，罐式炉05内排出的烟气先经稀酸吸收塔15回收盐酸，再经氢氧化钙碱液喷淋塔12吸收残留的氯化氢，得到氯化钙溶液，尾气经烟囱10直接排空。盐酸和氯化钙溶液可回用于选矿系统和球团矿制备系统。

本实施例的制备方法中，针对含镍1.12％的红土镍矿、Fe29.45％的红土镍矿，采用截面积为0.15m²的中试罐式炉进行复合焙烧，所得焙砂球经磨矿-浮选工艺回收镍，可获得含镍9.81％、回收率91.66％的镍精矿。

Claims (10)

1.一种红土镍矿球团的焙烧方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)球团矿预热：将球团矿给入预热设备进行预热，预热结束时球团矿的温度小于400℃；

2)间接加热罐式炉复合焙烧：将预热后的球团矿给入间接加热罐式炉中进行复合焙烧，焙烧温度为900～1100℃，焙烧反应时间为30～90min；

3)放料：经罐式炉焙烧后的高温焙砂球进入罐式炉下部带有水套的冷却箱冷却至小于200℃后由出料机排出。

2.根据权利要求1所述的红土镍矿球团的焙烧方法，其特征在于，步骤2)中的间接加热罐式炉的罐体为由碳化硅、硅砖和高铝砖中的一种或多种砌成上窄下宽或上下一样宽的结构，每4个罐体为一组，一台罐式炉由6～12组构成，罐式炉的罐体两侧均设有5～12层加热火道。

3.根据权利要求1所述的红土镍矿球团的焙烧方法，其特征在于，步骤2)中的间接加热罐式炉包括炉膛(1)、炉膛(1)外部的保温层(2)、炉膛(1)下部固接的冷却水套(3)、冷却水套(3)下部固接的排料装置(4)和支架(5)，所述炉膛(1)和保温层(2)均设置在支架(5)上方，所述炉膛(2)上部设有给料斗(6)，炉膛(1)内设有炉膛排烟通道(1-1)、火道排烟通道(1-2)、若干个烧嘴(1-3)和若干个火道挡板(1-4)，炉膛(1)内的烟气从炉膛排烟通道(1-1)排出，炉膛(1)两侧设有加热火道(1-5)，火道(1-5)内的烟气从火道排烟通道(1-2)排出，燃料经烧嘴(1-3)在火道(1-5)内燃烧，所产生的热量通过炉膛(1)的炉壁传递给球团矿。

4.根据权利要求3所述的红土镍矿球团的焙烧方法，其特征在于，若干个所述火道挡板(1-4)左右间隔排列，形成波浪形火焰通道，若干个所述烧嘴(1-3)位于一侧的炉膛(1)的炉壁上，并位于两个相邻火道挡板(1-4)之间；所述间接加热焙烧炉包括逆流型和顺流型，所述逆流型间接加热焙烧炉物料向下移动，热量自下而上迂回运动，火道烟气从上方的火道排烟通道(1-2)排出，所述顺流型间接加热焙烧炉物料向下移动，热量自上而下迂回运动，火道烟气从下方的火道排烟通道(1-2)排出。

5.根据权利要求1所述的红土镍矿球团的焙烧方法，其特征在于，所述步骤2)中的间接加热罐式炉的加热火道烟气经输送管道进入余热利用系统；余热利用系统排出的尾气用于物料干燥，罐式炉罐内排出的烟气经稀酸吸收或冷凝-碱液喷淋塔处理，回收氯化氢后尾气直接排空。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的红土镍矿球团的焙烧方法，其特征在于，所述步骤1)中的预热设备为链篦机或回转窑，预热设备排出的烟气用于红土镍矿粉料的干燥或经除尘脱硫、换热处理后排空。

7.根据权利要求1-5中任一项所述的红土镍矿球团的焙烧方法，其特征在于，所述步骤1)和步骤2)中均采用输送机进行给料，所述输送机为链式输送机或斗式提升机或两者的组合。

8.根据权利要求1-5中任一项所述的红土镍矿球团的焙烧方法，其特征在于，所述步骤2)中的罐式炉罐内排出的烟气经稀酸吸收或冷凝-碱液喷淋塔处理，回收的盐酸直接返回选矿系统使用或制备成粉状氯化钙返回造球系统使用；氯化钙溶液或制备成粉状氯化钙返回造球系统使用。

9.根据权利要求1-5中任一项所述的红土镍矿球团的焙烧方法，其特征在于，所述步骤1)、步骤2)和步骤3)中产生的粉尘由收尘系统收集。

10.根据权利要求1-5中任一项所述的红土镍矿球团的焙烧方法，其特征在于，所述步骤2)中的罐式炉的加热热源为煤气、天然气、重油或其它满足焙烧温度的燃料中的一种。