一種處理鎳冶煉爐渣的方法
【專利摘要】一種處理鎳冶煉爐渣的方法，涉及一種采用轉(zhuǎn)底爐還原-燃?xì)鉅t熔分聯(lián)合工藝處理鎳冶煉爐渣的方法。其特征在于其工藝過(guò)程的步驟依次包括：（1）將鎳冶煉爐渣加入還原劑、熔劑、粘結(jié)劑混合配料；（2）壓制成球團(tuán)；（3）將壓制的球團(tuán)烘干；（4）將干燥后的含碳球團(tuán)裝入轉(zhuǎn)底爐的預(yù)熱段進(jìn)行預(yù)熱；（5）預(yù)熱后的含碳球團(tuán)在轉(zhuǎn)底爐中的還原段進(jìn)行還原，得到的熱態(tài)金屬化球團(tuán)；（6）將熱球團(tuán)加入到燃?xì)鉅t進(jìn)行熔分，實(shí)現(xiàn)終還原和渣鐵熔化分離。采用本發(fā)明方法，能夠綜合回收鎳冶煉爐渣中的有價(jià)元素，實(shí)現(xiàn)制備工藝的連續(xù)性，既可提供煉鋼用的鐵水，又可提供開(kāi)發(fā)生產(chǎn)礦渣微粉、泡沫陶瓷、加氣混凝土砌塊等產(chǎn)品的二次渣，實(shí)現(xiàn)了固體廢棄物零排放。
【專利說(shuō)明】一種處理鎳冶煉爐渣的方法
[0001]
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]一種處理鎳冶煉爐渣的方法，涉及一種采用轉(zhuǎn)底爐還原-燃?xì)鉅t熔分聯(lián)合工藝處理鎳冶煉爐渣的方法。
【背景技術(shù)】
[0003]在有色金屬冶煉生產(chǎn)中，會(huì)產(chǎn)生出大量的冶煉渣、選礦尾渣。其冶煉爐渣通常采用堆存的方法處理，堆存的冶煉爐渣中含有鐵、鎳、銅和鈷等金屬，具有很高的回收利用價(jià)值。
[0004]目前，國(guó)內(nèi)很多企業(yè)都存在對(duì)冶煉廢渣的管理粗放、環(huán)境污染嚴(yán)重以及資源消耗和浪費(fèi)較大等問(wèn)題。這一點(diǎn)突出表現(xiàn)沒(méi)有實(shí)現(xiàn)資源的有效回收和綜合利用。自上世紀(jì)70年代開(kāi)始對(duì)冶煉爐渣綜合利用進(jìn)行了深入的研究，嘗試過(guò)多種工藝方法，但均因能耗及加工成本高、項(xiàng)目效益差等原因沒(méi)有實(shí)施。
[0005]隨著我國(guó)資源日趨枯竭，有效地回收冶煉爐渣中的有價(jià)金屬，實(shí)現(xiàn)冶煉爐渣資源化，是當(dāng)前可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。
[0006]專利號(hào)為CN200910094380.9[P]的中國(guó)專利“一種提高轉(zhuǎn)底爐直接還原鐵品質(zhì)的方法”中，將轉(zhuǎn)底爐直接還原的鐵破碎、細(xì)磨成2_的細(xì)粉，在磁場(chǎng)強(qiáng)度為110~160kA/m的條件下，進(jìn)行磁選，選出鐵粉及脈石；經(jīng)過(guò)濾、干燥后，壓制成密度大于4t/m3的直接還原鐵產(chǎn)品，即可直接入爐煉鋼。不但可以除去轉(zhuǎn)底爐直接還原鐵中夾雜的殘?zhí)己突曳?，還可以脫除大部分煤粉帶入的S和鐵礦石中的脈石，顯著提高直接還原鐵的質(zhì)量，直接就可在燃?xì)鉅t和轉(zhuǎn)爐中煉鋼，有效降低生產(chǎn)成本，經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，磨礦精選過(guò)程中直接還原鐵基本不會(huì)發(fā)生二次氧化，金屬鐵的回收率普遍高于95 %，最高可達(dá)99 %，金屬損失較少。
[0007] 專利號(hào)為CN200910015461.5[P]的中國(guó)專利“一種含鐵物料轉(zhuǎn)底爐雙聯(lián)連續(xù)煉鋼工藝方法及裝置”，該發(fā)明涉及一種用含鐵物料轉(zhuǎn)底爐雙聯(lián)連續(xù)生產(chǎn)鋼水的工藝，熔煉爐內(nèi)預(yù)先形成熔池，噴吹含碳物料和氧氣，形成泡沫渣；含鐵物料通過(guò)轉(zhuǎn)底爐還原成金屬化率90~97%、溫度900~1200°C的含鐵物料，通過(guò)高溫加料系統(tǒng)加入到熔煉爐內(nèi)被熔化還原；吹入高溫氧氣或富氧空氣，與熔煉爐產(chǎn)生的CO燃燒；鋼水通過(guò)虹吸口連續(xù)流入吹氧爐，并加入少量熔劑到吹氧爐內(nèi)造渣脫硫、脫磷，用插入式氧槍吹氧進(jìn)一步調(diào)整鋼水中的C含量和溫度，以獲得鋼水直接供LF或RH精煉爐。本發(fā)明的生產(chǎn)率高，熱效率高，爐子壽命長(zhǎng)，用一座轉(zhuǎn)底爐、熔煉爐、吹氧爐組成的連續(xù)煉鋼設(shè)備實(shí)現(xiàn)了從礦石或含鐵物料直接生產(chǎn)鋼水，節(jié)省設(shè)備和基建投資、節(jié)約土地、簡(jiǎn)化物流，易于生產(chǎn)的連續(xù)化和自動(dòng)控制。
[0008]專利號(hào)為CN200810223516.7[P]的中國(guó)專利“蓄熱式轉(zhuǎn)底爐-濕法選別-埋弧燃?xì)鉅t冶煉鎳礦方法”，該發(fā)明公開(kāi)了一種蓄熱式轉(zhuǎn)底爐-濕法選別-埋弧燃?xì)鉅t冶煉鎳礦方法，是將一定量紅土鎳礦原礦干燥、破碎，與煤粉及粘結(jié)劑混合、壓制成含碳球團(tuán)，通過(guò)布料裝置布入轉(zhuǎn)底爐，加熱到900°C~1250°C，保持10~40分鐘，含碳球團(tuán)還原成金屬化率70 %~90 %的金屬化球團(tuán)，經(jīng)出料裝置排出，直接送入水中冷卻后進(jìn)行細(xì)磨選別。細(xì)磨選別后的含鎳鐵料用高溫失氧廢氣進(jìn)行烘干后造塊，最后送入埋弧爐或其他熔融設(shè)備進(jìn)行渣鐵分離生產(chǎn)含鎳鐵水。此方法工藝簡(jiǎn)單，流程短，效率高，不需焦煤，適合各種品位的紅土鎳礦生產(chǎn)鎳鐵，生產(chǎn)過(guò)程中無(wú)三廢排放。
[0009]專利號(hào)為CN200910119247.4[P]的中國(guó)專利“一種新型以天然氣為燃料用轉(zhuǎn)底爐冶煉紅土鎳礦的方法”，一種新型以天然氣為燃料用轉(zhuǎn)底爐冶煉紅土鎳礦的方法，它涉及一種用天然氣作為燃料，以紅土鎳礦為原料用轉(zhuǎn)底爐與還原爐聯(lián)動(dòng)生產(chǎn)鎳鐵的方法冶煉。它是由主料紅土鎳礦、還原劑焦碳或無(wú)煙煤、熔劑石灰石組成；紅土鎳礦原料中鎳的含量為0.8%~3.0%，紅土鎳礦、還原劑和熔劑按照重量比例為100: 8~15: 8~15的配比；能減少工藝的流程，操作簡(jiǎn)單，易于控制，原料適應(yīng)性強(qiáng)，能耗低、天然氣熱價(jià)比值高，較環(huán)保少污染、設(shè)備投資少、生產(chǎn)成本低、鎳回收率高。 [0010]專利號(hào)為CN200710148673.1[P]的中國(guó)專利“煤基還原金屬化球團(tuán)的熔分爐煉鐵法”，該發(fā)明公開(kāi)了一種煤基金屬化球團(tuán)的熔分爐煉鐵法，工藝過(guò)程包括將鐵礦粉、煤粉和粘結(jié)劑按比例混合、壓球、烘干和經(jīng)轉(zhuǎn)底爐熔融還原成為金屬化球團(tuán)的步驟，其特征在于將仍為固相的金屬化球團(tuán)裝入熔分爐進(jìn)行終還原的步驟，其中所述的熔分爐由豎爐和前爐構(gòu)成，前爐為燃燒室，由兩個(gè)天然氣燒嘴沿切線方向，向燃燒室內(nèi)噴射天然氣，通過(guò)燒嘴的中孔將加熱到1000°c的含氧量為30%的富氧空氣噴入助燃，使燃燒室的溫度達(dá)到1800~20000C ;高溫?zé)釟庥扇紵疫M(jìn)入豎爐中，繼續(xù)加熱球團(tuán)，使之最終還原成液態(tài)生鐵。本法的優(yōu)點(diǎn)是冶金過(guò)程杜絕了污染，能源得到了合理利用，提高了生產(chǎn)效率和降低了生產(chǎn)成本。
[0011]專利號(hào)為CN200610163832.0[P]的中國(guó)專利“一種轉(zhuǎn)底爐快速還原含碳紅土鎳礦球團(tuán)富集鎳的方法”，該發(fā)明涉及一種轉(zhuǎn)底爐快速還原含碳紅土鎳礦球團(tuán)富集鎳的新技術(shù)，紅土鎳礦經(jīng)破磨、加入一定比例的碳質(zhì)還原劑和復(fù)合添加劑與紅土鎳礦混磨，用球蛋成型機(jī)制成球團(tuán)，在200~400°C干燥4~6h，采用轉(zhuǎn)底爐進(jìn)行快速還原，溫度控制在950~1300°C，時(shí)間15~40min。還原焙燒后，進(jìn)行粗破，然后進(jìn)行濕法球磨，球磨時(shí)間l_3h，球磨后，采用窯床進(jìn)行重選，重選獲得的鎳精礦采用3000~5000高斯的磁選機(jī)再進(jìn)行選別，便得到高品位的鎳精礦。該發(fā)明工藝流程短、原料適應(yīng)性強(qiáng)、鎳回收率高、環(huán)境友好，通過(guò)簡(jiǎn)單的生廣工序就可以得到聞品位的鎮(zhèn)精礦。
[0012]專利號(hào)為CN200610163834.X[P]的中國(guó)專利“一種轉(zhuǎn)底爐_燃?xì)鉅t聯(lián)合法處理紅土鎳礦生產(chǎn)鎳鐵方法”，該發(fā)明涉及一種轉(zhuǎn)底爐-燃?xì)鉅t聯(lián)合法處理紅土鎳礦生產(chǎn)鎳鐵新方法，工藝步驟包括紅土鎳礦經(jīng)破磨、加入一定比例的碳質(zhì)還原劑和復(fù)合添加劑與紅土鎳礦混磨，用球蛋成型機(jī)制成球團(tuán)，在200~400°C干燥4~6h,采用轉(zhuǎn)底爐進(jìn)行快速還原,溫度控制在950~1300°C，時(shí)間15~40min。還原焙燒后，采用燃?xì)鉅t熔分，便得到高品位的鎳鐵。本發(fā)明工藝流程短、成本低，克服了傳統(tǒng)回轉(zhuǎn)窯-燃?xì)鉅t生產(chǎn)鎳鐵、回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)鎳精礦或燃?xì)鉅t產(chǎn)生鎳鐵存在的難以克服的困難，實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)底爐-燃?xì)鉅t有機(jī)結(jié)合與匹配，達(dá)到了生產(chǎn)時(shí)間短、生產(chǎn)效率高和成本低的效果。因而，本發(fā)明為處理不同類型的紅土鎳礦開(kāi)辟了一條可行的途徑。
[0013]專利號(hào)為CN200880104487.0[P]的日本專利“還原鐵丸的制造方法及生鐵的制造方法”，該發(fā)明的還原鐵丸的制造方法中，在用旋轉(zhuǎn)爐底式還原爐對(duì)含有氧化鐵及碳的粉體的成型體施以加熱處理來(lái)進(jìn)行還原時(shí)，通過(guò)將還原帶內(nèi)的一氧化碳與二氧化碳的比值設(shè)定為0.3~1、且在1400°C以下的溫度下對(duì)由所述氧化鐵的平均粒徑為50微米以下的原料制造而成的成型體進(jìn)行還原處理，從而制造鐵的金屬化率為50~85%、且碳?xì)埩袈蕿?%以下的還原鐵丸。
[0014]專利號(hào)為201110235755的中國(guó)專利“一種轉(zhuǎn)底爐處理工業(yè)廢渣直接還原方法”，該發(fā)明涉及一種轉(zhuǎn)底爐處理工業(yè)廢渣直接還原方法，屬于冶金行業(yè)中直接還原煉鐵新工藝。主要流程是:配料一混料一球團(tuán)一烘干一預(yù)熱一還原一金屬化球團(tuán)。在轉(zhuǎn)底爐中還原后可得到金屬化率在80%以上的金屬化球團(tuán)。本發(fā)明綜合回收利用了含鐵工業(yè)廢渣中的有價(jià)元素，經(jīng)濟(jì)獲取還原劑資源，并且解決了工業(yè)廢渣綜合回收利用過(guò)程中制備的冷固含碳球團(tuán)生球落下強(qiáng)度低、入爐后球團(tuán)易爆裂而造成還原困難等問(wèn)題，具有金屬化率高、操作簡(jiǎn)單、工藝條件容易控制、設(shè)備投資較少、生產(chǎn)成本低、原料條件易滿足等優(yōu)點(diǎn)，并且整體流程較高爐冶煉流程更為節(jié)能也更加環(huán)保，更為重要的是本方法可以綜合回收利用工業(yè)廢棄物，減少其對(duì)環(huán)境的污染，節(jié)能環(huán)保。
[0015]專利號(hào)為200410008754.8的中國(guó)專利“一種轉(zhuǎn)底爐還原接火焰爐熔分的煉鐵方法及熔煉設(shè)備”，該發(fā)明屬于煉鐵領(lǐng)域，特別涉及一種用轉(zhuǎn)底爐還原接火焰爐熔分的煉鐵方法及設(shè)備。該發(fā)明采用轉(zhuǎn)底爐還原生產(chǎn)海綿鐵熱送熱裝接火焰爐熔分的生產(chǎn)方式生產(chǎn)鐵水。轉(zhuǎn)底爐內(nèi)采用薄料層、高爐溫、快加熱的還原焙燒工藝；爐底上鋪料厚度為1-3層球團(tuán)，爐溫為1200-1450°C，還原出的海綿鐵的金屬化率為85-95%，生產(chǎn)的海綿鐵，用內(nèi)襯耐火材料的料罐運(yùn)送，直接熱裝入熔分爐內(nèi)。熔分爐的爐溫為1450-1650°C，在火焰的輻射加熱下實(shí)現(xiàn)鐵礦終還原和渣鐵熔化分離，鐵水和渣分別從固定的出鐵口和出渣口連續(xù)流出，保持爐內(nèi)渣面和鐵水面不變。轉(zhuǎn)底爐和熔分爐都裝有蓄熱燃燒器。本發(fā)明方法不用焦碳，不需燒結(jié)，設(shè)備簡(jiǎn)單，不需大量電力，使用普通原料，通過(guò)簡(jiǎn)單流程，可以生產(chǎn)出低成本鐵水。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016]本發(fā)明的目的就是針對(duì)上述已有技術(shù)中存在的不足，提供一種可有效解決工藝冗長(zhǎng)、操作復(fù)雜、產(chǎn)品質(zhì)量易波動(dòng)的問(wèn)題，降低生產(chǎn)成本、節(jié)約能源，既可提供煉鋼用的鐵水，又可提供開(kāi)發(fā)生產(chǎn)礦渣微粉、泡沫陶瓷、加氣混凝土砌塊等產(chǎn)品的二次渣，實(shí)現(xiàn)了資源利用的最大化和固體廢棄物零排放的目標(biāo)的處理鎳冶煉爐渣的方法。
[0017]本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。
[0018]一種處理鎳冶煉爐渣的方法，其特征在于其工藝過(guò)程的步驟依次包括:
(1)將鎳冶煉爐渣加入還原劑、熔劑、粘結(jié)劑混合配料；
(2)配好的原料混均后，壓制成球團(tuán)；
(3)將壓制的球團(tuán)烘干；
(4)將干燥后的含碳球團(tuán)裝入轉(zhuǎn)底爐的預(yù)熱段進(jìn)行預(yù)熱；
(5)預(yù)熱后的含碳球團(tuán)在轉(zhuǎn)底爐中的還原段進(jìn)行還原，得到的熱態(tài)金屬化球團(tuán)；
(6)將熱球團(tuán)加入到燃?xì)鉅t進(jìn)行熔分，實(shí)現(xiàn)終還原和渣鐵熔化分離。
[0019]本發(fā)明的一種處理鎳冶煉爐渣的方法，其特征在于其步驟(1)中，所采用的混合配料的重量配比為鎳冶煉爐渣:還原劑:熔劑:粘結(jié)劑=100:13~25:5~40:2~10 ;其中，還原劑為無(wú)煙煤、煙煤、焦粉或者其他含碳物質(zhì)中的一種或者一種以上的組合；熔劑為石灰石粉或石灰粉；粘結(jié)劑為膨潤(rùn)土、NCP、水玻璃。
[0020]本發(fā)明的一種處理鎳冶煉爐渣的方法，其特征在于步驟(2)配好的原料混均后，采用冷壓壓制成球團(tuán)。
[0021]本發(fā)明的一種處理鎳冶煉爐渣的方法，其特征在于步驟(3)是將壓制的球團(tuán)，在150~300°C下進(jìn)行干燥，干燥時(shí)間為I~4h，烘干后的含碳球團(tuán)抗壓強(qiáng)度為100~800N。
[0022]本發(fā)明的一種處理鎳冶煉爐渣的方法，其特征在于步驟(4)是在轉(zhuǎn)底爐的預(yù)熱段進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱的溫度為800~1100°C，預(yù)熱時(shí)間為20~40min。
[0023]本發(fā)明的一種處理鎳冶煉爐渣的方法，其特征在于步驟(5)是將預(yù)熱后的球團(tuán)隨著轉(zhuǎn)底爐的轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)入還原段，球團(tuán)在轉(zhuǎn)底爐中的還原溫度為1200~1450°C，還原時(shí)間為20~40min,轉(zhuǎn)底爐旋轉(zhuǎn)一周后將還原后的金屬化球團(tuán)卸出。
[0024]本發(fā)明的一種處理鎳冶煉爐渣的方法，其特征在于步驟(6)是將卸出的熱態(tài)金屬化球團(tuán)裝入燃?xì)馊鄯譅t中，熔分溫度為1500~1650°C，熔分時(shí)間為50~80 min。
[0025]本發(fā)明的一種處理鎳冶煉爐渣的方法，其特征在于冷壓球團(tuán)經(jīng)過(guò)烘干后，進(jìn)入鋪有墊底料的轉(zhuǎn)底爐中進(jìn)行還原，在還原過(guò)程中向球團(tuán)料層中加入還原劑保證還原過(guò)程的還原氣氛，并可防止還原后期被高溫再次氧化。
[0026]本發(fā)明的一種處理鎳冶煉爐渣的方法，其特征在于在轉(zhuǎn)底爐中鋪墊的底料為煤渣或者無(wú)煙煤、煙煤、焦粉或者其他含碳物質(zhì)中的一種或者一種以上的組合。
[0027]本發(fā)明的一種處理鎳冶煉爐渣的方法，其特征在于在燃?xì)馊鄯譅t中，待全部爐料融化后，為防止還原鐵水在高溫狀態(tài)下再次被氧化，加入還原劑。
[0028]采用本發(fā)明方法，能夠綜合回收利用鎳冶煉爐渣中的有價(jià)元素，解決鎳冶煉爐渣綜合回收利用及其在利用過(guò)程中所遇到的問(wèn)題，例如制備的冷壓含碳球團(tuán)生球落下強(qiáng)度低和抗壓強(qiáng)度，入爐后球團(tuán)易爆裂造成還原困難等，實(shí)現(xiàn)了制備工藝的連續(xù)性，保證產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定，既可提供煉鋼用的鐵水，又可提供開(kāi)發(fā)生產(chǎn)礦渣微粉、泡沫陶瓷、加氣混凝土砌塊等產(chǎn)品的二次渣，實(shí)現(xiàn)了資源利用的最`大化和固體廢棄物零排放的目標(biāo)。
[0029]本發(fā)明的方法，將熱態(tài)金屬化球團(tuán)裝入燃?xì)馊鄯譅t中這是非常經(jīng)濟(jì)的，在850°C下熱裝可節(jié)省能耗約230kW.h / t海綿鐵，以及縮短冶煉周期，降低成本，生產(chǎn)效率高，能耗低。燃?xì)鉅t熔分時(shí)還原鐵比重較渣大而沉入熔池底部，并與二次渣有效分離，從而得到含有價(jià)金屬鎳、銅、鈷及微量雜質(zhì)元素娃、硫、碳、磷等的還原鐵水，得到的還原鐵含鐵95.91%、直收率95.37%、球團(tuán)金屬化率75%~80%等，每處理I噸鎳冶煉爐渣，可以獲得362.90 Kg還原鐵。由還原鐵水的化學(xué)成分可見(jiàn)，最終產(chǎn)品TFe品位為95.90%、Ni品位為0.61%、Cu品位為0.51%，實(shí)現(xiàn)了制備工藝的連續(xù)性，保證產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定?？商峁掍撚玫蔫F水，又可提供開(kāi)發(fā)生產(chǎn)礦渣微粉、泡沫陶瓷、加氣混凝土砌塊等產(chǎn)品的二次渣，實(shí)現(xiàn)了資源利用的最大化和固體廢棄物零排放的目標(biāo)。
[0030]本發(fā)明的方法，具有以下優(yōu)點(diǎn):
(I)冷壓含碳球團(tuán)工藝具有流程簡(jiǎn)單，綜合利用好，加工成本低。
[0031](2)含碳球團(tuán)的配碳量(C/0)大于1.0時(shí),可以獲得80%以上金屬化率的金屬化球團(tuán)。
[0032](3)直接還原后金屬化球團(tuán)形貌保持完好，抗壓強(qiáng)度高。
[0033](4)可充分利用轉(zhuǎn)底爐煙氣余熱，本系統(tǒng)的熱效率高，每噸生鐵的熱消耗低于傳統(tǒng)煉鐵工藝。
[0034](5)轉(zhuǎn)底爐其流程短、投資少、能耗低、運(yùn)行可靠、操作靈活、環(huán)保好等優(yōu)點(diǎn)。[0035]本發(fā)明的一種處理鎳冶煉爐渣的方法，方法設(shè)備簡(jiǎn)單，使用普通原料，通過(guò)簡(jiǎn)單流程,可以生產(chǎn)出低成本鐵水。
[0036]
【具體實(shí)施方式】
[0037]一種處理鎳冶煉爐渣的方法，其工藝過(guò)程的步驟依次包括:(I)將鎳冶煉爐渣磨細(xì)后加入還原劑、熔劑、粘結(jié)劑混合配料；(2)配好的原料混均后，壓制成球團(tuán)；(3)將壓制的球團(tuán)烘干；(4)將干燥后的含碳球團(tuán)裝入轉(zhuǎn)底爐的預(yù)熱段進(jìn)行預(yù)熱；(5)預(yù)熱后的含碳球團(tuán)在轉(zhuǎn)底爐中的還原段進(jìn)行還原，得到的熱態(tài)金屬化球團(tuán)；(6)將熱球團(tuán)加入到燃?xì)鉅t進(jìn)行熔分，實(shí)現(xiàn)終還原和渣鐵熔化分離。
[0038]本發(fā)明的方法，包括鎳冶煉爐渣冷壓含碳球團(tuán)的制備工藝、直接還原工藝和燃?xì)鉅t熔分工藝三部分組成。采用的鎳冶煉爐渣冷壓含碳球團(tuán)的配比為鎳冶煉爐渣:還原劑粉:熔劑:粘結(jié)劑=100:13~25:5~40:2~10，其中，鎳冶煉爐渣是指含鐵量在40%左右的工業(yè)廢渣；還原劑粉是指細(xì)磨的無(wú)煙煤、煙煤、焦粉或者其他含碳物質(zhì)中的一種或者一種以上的組合；熔劑是指細(xì)磨的石灰石粉、石灰粉；粘結(jié)劑是指膨潤(rùn)土、NCP、水玻璃。
[0039]本發(fā)明的方法，將鎳冶煉爐渣、還原劑粉、熔劑和粘結(jié)劑經(jīng)配料、混合、壓球制得冷壓含碳球團(tuán)；冷壓含碳球團(tuán)經(jīng)過(guò)烘干后進(jìn)入鋪有墊底料的轉(zhuǎn)底爐中進(jìn)行還原，在還原過(guò)程中可以向球團(tuán)料層中加入還原劑保證還原過(guò)程的還原氣氛，并可防止還原后期被高溫再次氧化；
本發(fā)明方法，其冷壓球團(tuán)經(jīng)烘干、預(yù)熱和還原，可在I~3個(gè)設(shè)備中分別進(jìn)行。烘干采用電熱鼓風(fēng)干燥箱溫度為150~300°C下進(jìn)行干燥，干燥時(shí)間為I~4h，烘干后的含碳球團(tuán)抗壓強(qiáng)度為100~800N，烘干后的含碳球團(tuán)布入轉(zhuǎn)底爐中，在轉(zhuǎn)底爐的預(yù)熱段進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱的溫度為800~1100°C， 預(yù)熱時(shí)間為20~40min，預(yù)熱后的含碳球團(tuán)隨著轉(zhuǎn)底爐的轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)入還原段，球團(tuán)在轉(zhuǎn)底爐中的還原溫度為1200~1450°C，還原時(shí)間為20~40min，轉(zhuǎn)底爐旋轉(zhuǎn)一周后將還原后的金屬化球團(tuán)卸出。卸入砌有耐火襯的熱運(yùn)輸罐內(nèi)，運(yùn)輸罐裝滿料后蓋緊密封，并用吊車吊運(yùn)熱裝入燃?xì)鉅t。還原得到的球團(tuán)金屬化率為75~90%。為了保證含鎳工業(yè)廢渣冷壓含碳球團(tuán)在進(jìn)入轉(zhuǎn)底爐后不爆裂及還原過(guò)程中球團(tuán)不與爐底粘結(jié)，以保證直接還原工藝的效果，在轉(zhuǎn)底爐中鋪墊底料，該墊底料為煤渣或者無(wú)煙煤、煙煤、焦粉或者其他含碳物質(zhì)中的一種或者一種以上的組合。
[0040]本發(fā)明的方法，燃?xì)鉅t熔分過(guò)程是將熱態(tài)金屬化球團(tuán)裝入燃?xì)馊鄯譅t中，熔分溫度為1500~1650°C，熔分時(shí)間為50~80 min，待全部爐料融化后，為防止還原鐵水在高溫狀態(tài)下再次被氧化，根據(jù)爐況確定加入部分還原劑，以保證高溫熔分工藝的效果，在火焰的輻射加熱下實(shí)現(xiàn)終還原和渣鐵熔化分離，鐵水和渣分別從固定的出鐵口和出渣口間斷流出，保持爐內(nèi)渣面和鐵水面不變。
[0041]
[0042]實(shí)施例1
本發(fā)明的操作步驟是:
配料混合:3 mm鎳工業(yè)冶煉爐渣:1#煤粉:石灰石粉:膨潤(rùn)土 =64.5:19.4:12.9:3.2，將上述破碎磨好的物料按比例配好；
壓球:將上述按比例配好的原料加入混料機(jī)中，混勻之后用對(duì)輥壓球機(jī)將其壓制成球團(tuán)，球團(tuán)尺寸為40 X mm 25 mm X 20 mm ；
烘干:將壓制好的球團(tuán)在電熱鼓風(fēng)干燥箱200°C的溫度下干燥3h，烘干后抗壓強(qiáng)度大于 300N ；
轉(zhuǎn)底爐直接還原:①預(yù)熱:將干燥后的含碳球團(tuán)裝入轉(zhuǎn)底爐的預(yù)熱段進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱的溫度為900°C，預(yù)熱時(shí)間為25min ；
②直接還原:預(yù)熱后的含碳球團(tuán)在轉(zhuǎn)底爐中的還原段進(jìn)行還原，球團(tuán)在轉(zhuǎn)底爐中的還原段還原溫度為1250°C,還原時(shí)間為30min,轉(zhuǎn)底爐旋轉(zhuǎn)一周后將還原后的金屬化球團(tuán)卸出，還原得到的球團(tuán)金屬化率為77% ；
燃?xì)鉅t熔分:轉(zhuǎn)底爐直接還原得到的熱態(tài)金屬化球團(tuán)，經(jīng)保溫罐將熱球團(tuán)加入到燃?xì)鉅t進(jìn)行熔分，燃?xì)馊鄯譅t爐內(nèi)溫度為1550°C;熔分時(shí)間為60 min，為防止還原鐵水在高溫狀態(tài)下再次被氧化，根據(jù)爐況確定加入部分還原劑，以保證高溫熔分工藝的效果，在火焰的輻射加熱下實(shí)現(xiàn)終還原和渣鐵熔化分離，鐵水和渣分別從固定的出鐵口和出渣口間斷流出，保持爐內(nèi)渣面和鐵水面不變。
[0043]實(shí)施例2 本發(fā)明的操作步驟是:
配料混合:1 mm鎳工業(yè)冶煉爐渣:2#煤粉:石灰石粉:NCP:膨潤(rùn)土 =69.4:16.7:6.9:
3.5:3.5，將上述破碎磨好的物料按比例配好；
壓球:將上述按比例配好 的原料加入混料機(jī)中，混勻之后用對(duì)輥壓球機(jī)將其壓制成球團(tuán)，球團(tuán)尺寸為40 X mm 25 mm X 20 mm ；
烘干:將壓制好的球團(tuán)在電熱鼓風(fēng)干燥箱200°C的溫度下干燥3h，烘干后抗壓強(qiáng)度大于 500N ；
轉(zhuǎn)底爐直接還原:①預(yù)熱:將干燥后的含碳球團(tuán)布入轉(zhuǎn)底爐中，在預(yù)熱段進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱的溫度為900°C，預(yù)熱時(shí)間為25min ；
②還原:預(yù)熱后的含碳球團(tuán)在轉(zhuǎn)底爐中的還原段進(jìn)行還原，球團(tuán)在轉(zhuǎn)底爐中的還原段還原溫度為1250°C,還原時(shí)間為30min,轉(zhuǎn)底爐旋轉(zhuǎn)一周后將還原后的金屬化球團(tuán)卸出，還原得到的球團(tuán)金屬化率為80% ；
燃?xì)鉅t熔分:轉(zhuǎn)底爐直接還原得到的熱態(tài)金屬化球團(tuán)，經(jīng)保溫罐將熱球團(tuán)加入到燃?xì)鉅t進(jìn)行熔分，燃?xì)馊鄯譅t爐內(nèi)溫度為1550°C;熔分時(shí)間為60 min，為防止還原鐵水在高溫狀態(tài)下再次被氧化，根據(jù)爐況確定加入部分還原劑，以保證高溫熔分工藝的效果，在火焰的輻射加熱下實(shí)現(xiàn)終還原和渣鐵熔化分離，鐵水和渣分別從固定的出鐵口和出渣口間斷流出，保持爐內(nèi)渣面和鐵水面不變。
[0044]試驗(yàn)用的原輔材料、產(chǎn)出的還原鐵和二次渣主要化學(xué)成分如下表所示:
表1鎳冶煉爐渣化學(xué)成分分析(%).........TFe............j'................N1...................SiO5.........|..........AIiO1..........................Ca0...........................Mg0..............SP............................Fe0............1
39.99 0.12'34.35 0.22^^2^807^25^^0.84 0.017 47.50
表2還原煤的工業(yè)分析
【權(quán)利要求】
1.一種處理鎳冶煉爐渣的方法，其特征在于其工藝過(guò)程的步驟依次包括: (1)將鎳冶煉爐渣加入還原劑、熔劑、粘結(jié)劑混合配料； (2)配好的原料混均后，壓制成球團(tuán)； (3)將壓制的球團(tuán)烘干； (4)將干燥后的含碳球團(tuán)裝入轉(zhuǎn)底爐的預(yù)熱段進(jìn)行預(yù)熱； (5)預(yù)熱后的含碳球團(tuán)在轉(zhuǎn)底爐中的還原段進(jìn)行還原，得到的熱態(tài)金屬化球團(tuán)； (6)將熱球團(tuán)加入到燃?xì)鉅t進(jìn)行熔分，實(shí)現(xiàn)終還原和渣鐵熔化分離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種處理鎳冶煉爐渣的方法，其特征在于其步驟(1)中，所采用的混合配料的重量配比為鎳冶煉爐渣:還原劑:熔劑:粘結(jié)劑=100:13~25:5~40:2~10 ;其中，還原劑為無(wú)煙煤、煙煤、焦粉或者其他含碳物質(zhì)中的一種或者一種以上的組合；熔劑為石灰石粉或石灰粉；粘結(jié)劑為膨潤(rùn)土、NCP、水玻璃。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種處理鎳冶煉爐渣的方法，其特征在于步驟(2)配好的原料混均后，采用冷壓壓制成球團(tuán)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種處理鎳冶煉爐渣的方法，其特征在于步驟(3)是將壓制的球團(tuán)，在150~300°C下進(jìn)行干燥，干燥時(shí)間為I~4h，烘干后的含碳球團(tuán)抗壓強(qiáng)度為100 ~800N。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種處理鎳冶煉爐渣的方法，其特征在于步驟(4)是在轉(zhuǎn)底爐的預(yù)熱段進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱的溫度為800~1100°C，預(yù)熱時(shí)間為20~40min。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種處理鎳冶煉爐渣的方法，其特征在于步驟(5)是將預(yù)熱后的球團(tuán)隨著轉(zhuǎn)底爐的轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)入還原段，球團(tuán)在轉(zhuǎn)底爐中的還原溫度為1200~1450°C，還原時(shí)間為20~40min,轉(zhuǎn)底爐旋轉(zhuǎn)一周后將還原后的金屬化球團(tuán)卸出。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種處理鎳冶煉爐渣的方法，其特征在于步驟(6)是將卸出的熱態(tài)金屬化球團(tuán)裝入燃?xì)馊鄯譅t中，熔分溫度為1500~1650°C，熔分時(shí)間為50~80min0
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種處理鎳冶煉爐渣的方法，其特征在于冷壓球團(tuán)經(jīng)過(guò)烘干后，進(jìn)入鋪有墊底料的轉(zhuǎn)底爐中進(jìn)行還原，在還原過(guò)程中向球團(tuán)料層中加入還原劑保證還原過(guò)程的還原氣氛，并可防止還原后期被高溫再次氧化。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種處理鎳冶煉爐渣的方法，其特征在于在轉(zhuǎn)底爐中鋪墊的底料為煤渣或者無(wú)煙煤、煙煤、焦粉或者其他含碳物質(zhì)中的一種或者一種以上的組合。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種處理鎳冶煉爐渣的方法，其特征在于在燃?xì)馊鄯譅t中，待全部爐料融化后，為防止還原鐵水在高溫狀態(tài)下再次被氧化，加入還原劑，在火焰的輻射加熱下實(shí)現(xiàn)終還原和渣鐵熔化分離。
【文檔編號(hào)】C21B13/14GK103627835SQ201310559523
【公開(kāi)日】2014年3月12日 申請(qǐng)日期:2013年11月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月12日
【發(fā)明者】李娟 , 程永紅, 李維舟, 馬曉東, 蘆越剛, 樊昱, 馬永峰, 李祖如, 王乃弘, 高曉婷, 鄧民暉, 董政武 申請(qǐng)人:金川集團(tuán)股份有限公司