鎳礦烘干機(jī)(又叫鎳礦烘干窯)將紅土鎳礦由初水份≤30%烘干到 終水份 ≤20~18%,經(jīng)過(guò)烘干后的每噸原料礦,經(jīng)過(guò)鎳礦回轉(zhuǎn)窯焙燒后,可以還原到650kg至750kg鎳渣,再經(jīng)過(guò)礦熱爐的冶煉,可以生產(chǎn)出110kg至150kg粗制鎳鐵。
火法冶金的RKE F工藝介紹 RKE F工藝發(fā)明于上世紀(jì)5 0 年代,目的是取 代鼓風(fēng)爐工藝生產(chǎn)鎳鐵。這種工藝開(kāi)創(chuàng)了火法冶煉鎳鐵的新篇章。
基本的工藝流程:
礦石處理和還原劑的準(zhǔn)備 — —回轉(zhuǎn)窯煅燒——熱裝入礦熱爐冶煉——粗制鎳鐵的爐外脫硫——在轉(zhuǎn)爐中脫除硅、磷、碳、 硫、錳等雜質(zhì)——精制鎳鐵水鑄塊 ,另外需要建 設(shè)回收和利用轉(zhuǎn)爐爐渣中的鐵和鎳的車間。
( 1 ) 礦石處理和還原劑的準(zhǔn)備
礦石運(yùn)入原料場(chǎng)后 ,經(jīng)破碎、中和混勻、配入還原劑后送入回轉(zhuǎn)窯。也有的工廠在進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯前對(duì)爐料進(jìn)行預(yù)烘干處理,還有的增加爐料的造球工序。爐料的配比是重要的,這對(duì)于防止回轉(zhuǎn)窯結(jié)圈 ( 爐料粘結(jié)在爐內(nèi)襯上)、控制爐料的導(dǎo)電性、分離礦熱爐內(nèi)的渣子和金屬 ( 鎳、鐵) 有決定性的作用。
( 2 ) 回轉(zhuǎn)窯煅燒
回轉(zhuǎn)窯的工作區(qū)可以分為三段,即干燥段、加熱段、焙燒段。在回轉(zhuǎn)窯中,礦石被焙燒脫水,重量減少3 0%左右。同時(shí),氧化鎳和部分鐵被爐料中的還原劑還原。在回轉(zhuǎn)窯出料端設(shè)有密封的出料裝置,鎳渣以6 00~9 0 0 ℃的溫度在隔熱的狀態(tài)下被送入到礦熱爐保溫的供料料倉(cāng) ,再通過(guò)一個(gè)密封的管狀布料裝置,均勻地分配到礦熱爐內(nèi)。根據(jù)爐料的處理方式不同,回轉(zhuǎn)窯有不同的直徑和長(zhǎng)度的比值;剞D(zhuǎn)窯的燒嘴結(jié)構(gòu)是重要的,有效地調(diào)整火焰的長(zhǎng)度和剛度,保證爐內(nèi)三個(gè)工作區(qū)的溫度在工藝要求的范圍內(nèi)。另外,要充分考慮利用回轉(zhuǎn)窯的煙氣烘干爐料,以節(jié)能。
( 3 ) 熱裝入礦熱爐冶煉
回轉(zhuǎn)窯出來(lái)的料經(jīng)過(guò)稱量以后,在熱態(tài)被裝入到礦熱爐中。礦熱爐的加料系統(tǒng)需要適應(yīng)熱裝 料的需要。熱裝很重要,除了回收物理熱以外,還要保證在料的轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程中不被二次氧化。為了環(huán)保、工業(yè)衛(wèi)生、回收粉塵、回收煤氣,礦熱爐被密封起來(lái)。在礦熱爐中通過(guò)電弧冶煉 ,分離出 粗制鎳鐵和電爐爐渣,同時(shí)產(chǎn)生含7 5 %CO的還原 性氣體,氣體經(jīng)過(guò)凈化以后 ,做為回轉(zhuǎn)窯的燃料使用,約占回轉(zhuǎn)窯燃料的3 0 %。 根據(jù)原料不同,1噸原料礦經(jīng)回轉(zhuǎn)窯焙燒后可得~ 0 6 5 0~ 7 0 0 k g 的鎳渣,在礦熱爐中冶煉后可得到l 1 0~l 5 0 k g 的粗制鎳鐵。粗制鎳鐵中的鎳含量 一般為l 0 %~l 8 %。
( 4 )粗制鎳鐵的精煉
· 在礦熱爐向鐵水包出鐵的過(guò)程中,向包加入蘇打灰,加入的比例是每噸鎳鐵水5 ~l 5 k g,鎳鐵水中的硫可以降No . 0 l 5 %~0 . 0 8 %。也可以在出鐵后向鐵水包中噴入顆粒鎂,這需要用特殊的蒸發(fā)器將顆粒鎂噴入包內(nèi)1 . 0 m左右的深處, 該工藝可將鐵水中的硫降No . 0 l 5 %以下。
· 清除粗制鎳鐵水上面的渣子,并兌入到酸性轉(zhuǎn)爐中,通過(guò)吹氧硅被氧化。為了控制熔池溫度不過(guò)高,向爐內(nèi)加金屬?gòu)U棄物或者含鎳廢料。
· 脫硅后的鎳鐵水再被兌入到堿性轉(zhuǎn)爐中, 在這里去除鎳鐵水中的碳、磷和部分鐵。冶煉過(guò)程中向轉(zhuǎn)爐內(nèi)加入石灰石。有充足的含鎳廢料時(shí)可以用石灰代替石灰石。 堿性轉(zhuǎn)爐中出來(lái)的鎳鐵水已經(jīng)符合商品鎳鐵標(biāo)準(zhǔn)的要求,可以作為商品鎳鐵出售。 另外,粗制鎳鐵的二步法精煉工藝是將酸性轉(zhuǎn)爐, 改為堿性轉(zhuǎn)爐,采用新工藝實(shí)現(xiàn)在第一個(gè)轉(zhuǎn)爐內(nèi)脫硅和脫硫。 從第一個(gè)轉(zhuǎn)爐出來(lái)的鎳鐵水再進(jìn)入第二個(gè)堿性轉(zhuǎn)爐內(nèi)脫磷、脫碳。冶煉過(guò)程中向爐內(nèi)加入石灰和石灰石,保證合適的冶煉溫度。 二步法精煉可得到合格的精制鎳鐵水。