[发明专利]一种利用富氧热风竖炉处理红土镍矿生产镍铁合金工艺

权利要求书

1.一种利用富氧热风竖炉处理红土镍矿生产镍铁合金工艺，其特征在于以红土镍矿为主要原料，配加一定量的还原剂、熔剂和水，充分混匀后经压球机压制成球，烘干后送入富氧热风竖炉进行冶炼，最终得到含镍铁水、高热值煤气和炉渣，含镍铁水熔铸成锭，得到镍铁合金，高热值煤气和炉渣进行循环和利用，具体技术方案为：

(1)对红土镍矿进行干燥，脱除矿物中的自由水，磨细小于10目，送入红土镍矿配料仓；

(2)红土镍矿中配入5～10%的还原剂、0～20%熔剂和5～15%水，充分混匀后经对辊压球机或振动压球机压制成块，烘干后备用；还原剂为无烟煤、焦粉，熔剂为生石灰、石灰石；

(3)将红土镍矿球团、焦炭、熔剂冶炼原料由皮带运输机送往竖炉炉顶料仓，按生产配比加入竖炉，进行高温冶炼；

900℃以上为竖炉上部区域，炉料在该区域逐渐被加热，完成碳酸盐等物质的分解和结晶水的蒸发，同时部分金属氧化物被还原，且主要以间接还原为主，但由于反应温度低和反应时间短，还原程度较弱；

900～1300℃为竖炉的中部，该阶段能实现铁、镍等氧化物的快速还原，炉料开始熔融；通过控制球团中的配碳量，能实现球团的选择性还原，氧化镍的稳定性差，镍还原率大于90%，以金属镍的形式存在，而铁氧化物部分被还原，以金属铁和氧化亚铁的形式存在；

1300℃以上为熔融炉的下部，在该阶段，还原完的炉料经过炽热的焦炭，形成炉渣和铁水，镍进入铁水中，未被还原的FeO进入渣相；

(4)竖炉下部焦炭燃烧，放出热量，产生高温的还原性炉气，炉料与炽热的焦炭及高温炉气接触，进行激烈的热交换，完成红土镍矿球团的预热、还原、熔化、渣铁分离冶金过程，最终生成含镍铁水、炉渣和高热值煤气。

2.根据权利要求1所述一种利用富氧热风竖炉处理红土镍矿生产镍铁合金工艺，其特征在于在竖炉下部设有风口，并配备热风炉，冶炼时富氧热风由风口吹入炉内，使炉内最高温度达到2000℃，富氧热风温度700～1000℃，富氧率1～10%。

3.根据权利要求1所述一种利用富氧热风竖炉处理红土镍矿生产镍铁合金工艺，其特征在于含镍铁水和炉渣采用虹吸的方式排出炉外，含镍铁水经熔铸成锭，镍含量为6～15%；炉渣采用粒化装置处理，将出渣口流出的炉渣用水急冷、破碎，炉渣的碱度为0.9～1.0，作为建筑材料或进一步综合利用。

4.根据权利要求1所述一种利用富氧热风竖炉处理红土镍矿生产镍铁合金工艺，其特征在于竖炉上部料仓的下方设有环形炉气集气室，烟气从环形集气室排出，炉顶装料口的压力接近于零，在竖炉冶炼过程中炉顶没有烟气放散，同时，排出的烟气进入干法除尘和湿法除尘系统，得到干式除尘灰、湿式污泥和煤气，干式除尘灰、湿式污泥和煤气都再进行循环利用，充分利用煤气的物理热和化学热。