[发明专利]红土镍矿的富氧焙烧工艺

说明书

技术领域

本发明属于红土镍矿火法冶炼领域，具体涉及红土镍矿的富氧焙烧工艺。

背景技术

RKEF工艺是最为成熟的一种红土矿冶炼镍铁的方法。该工艺采用回转窑焙烧，然后进电炉冶炼。回转窑焙烧的目的是脱除红土矿的结晶水以及羟基，同时提高入炉原料的温度，降低冶炼电耗，节约生产成本。回转窑焙烧过程的热量是通过煤粉和空气发生燃烧反应而产生的。在生产过程会出现煤粉燃烧火焰不稳定的情况，于是在燃烧器设置了天然气输送通道，采用天然气的燃烧来稳定燃烧火焰，从而稳定回转窑的顺行。

但是天然气的价格较高，增加天然气的使用量会提高红土镍矿的焙烧费用。因此，为了降低红土镍矿冶炼镍铁的加工成本，需要减少、甚至停止天然气的使用。

另外回转窑焙烧红土镍矿的过程中会发生窑衬结皮的情况，当结皮达到一定厚度时，需要停窑进行人工处理，这种处理方法不仅工作量大，而且降低生产效率。

综上所述，亟需开发一种改进红土镍矿焙烧的方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是红土镍矿冶炼镍铁的加工成本较高，处理回转窑的窑衬结皮的工作量大，而且降低生产效率。

发明解决上述技术问题的方案是提供一种红土镍矿的富氧焙烧工艺，包括以下步骤：

a、将红土镍矿和煤粉加入到回转窑中，向回转窑内通入氧气进行焙烧；

b、当回转窑的炉衬结皮达到200～250mm时，停止通入氧气，待回转窑温度下降了50℃时，重新通入氧气，使回转窑快速升温至比焙烧时的炉温高45～55℃；

c、重复步骤b中停止通入氧气和重新通入氧气的操作，直至回转窑内衬结皮的厚度小于50mm。

上述红土镍矿的富氧焙烧工艺中，步骤a所述红土镍矿和煤粉的质量比为100︰4～7。其中，红土镍矿是干燥之后仍含有20％表面水的矿物，煤粉的固定碳在65～75％。

上述红土镍矿的富氧焙烧工艺中，步骤a所述煤粉的加入方式是喷入。

上述红土镍矿的富氧焙烧工艺中，步骤a所述氧气的纯度为90％～95％。

上述红土镍矿的富氧焙烧工艺中，步骤a所述氧气的通入量是使回转窑内的空气中氧气的质量百分含量达到23～25％。

上述红土镍矿的富氧焙烧工艺中，步骤a所述焙烧的温度为700～900℃。

上述红土镍矿的富氧焙烧工艺中，步骤b所述快速升温的速度为10～15℃/min。

本发明提供的红土镍矿的富氧焙烧工艺，操作简单、灵活，能提供稳定的燃烧火焰，并利用温度差除掉回转窑的内衬结皮，保证了回转窑的顺行，减少了天然气使用量，降低了生产成本。

具体实施方式

红土镍矿的富氧焙烧工艺，包括以下步骤：

a、将红土镍矿和煤粉加入到回转窑中，向回转窑内通入氧气进行焙烧；

b、当回转窑的炉衬结皮达到200～250mm时，停止通入氧气，待回转窑温度下降了50℃时，重新通入氧气，使回转窑快速升温至比焙烧时的炉温高45～55℃；

c、重复步骤b中停止通入氧气和重新通入氧气的操作，直至回转窑内衬结皮的厚度小于50mm。

上述红土镍矿的富氧焙烧工艺中，步骤a所述红土镍矿和煤粉的质量比为100︰4～7。其中，红土镍矿是干燥之后仍含有20％表面水的矿物，煤粉的固定碳在65～75％左右。

上述红土镍矿的富氧焙烧工艺中，步骤a所述煤粉的加入方式是喷入。

上述红土镍矿的富氧焙烧工艺中，步骤a所述氧气的纯度为90％～95％。通入的氧气纯度越高，回转窑内的总烟气量越少、被烟气带走的热量越少，但同时氧气浓度越高制氧成本增加，综合考虑下，氧气的纯度在90％～95％范围内单位焙烧成本最低。

上述红土镍矿的富氧焙烧工艺中，步骤a所述氧气的通入量是使回转窑内的空气中氧气的质量百分含量达到23～25％。若回转窑中氧气含量浓度越高，窑内总烟气量就越少，窑尾烟气带走的热量损失就越小；但同时氧气浓度过高，煤粉在局部燃烧较充分，易导致局部温度过高焙砂因而呈熔融态，反而易出现炉衬结皮、结圈的难题；再者，氧气浓度高，煤粉在炉窑的前半部分燃烧好，导致前半部分热量供应过剩，炉窑后半部热量不足，整个炉窑的热量分布不能满足生产工艺要求。综合考虑，在现有的设备、工艺条件下，氧气浓度的最佳范围是23～25％。

上述富氧焙烧工艺中，步骤a所述焙烧的温度为700～900℃。