本發(fā)明涉及化工冶金領(lǐng)域，具體涉及一種利用濕塊紅土鎳礦直接還原生產(chǎn)粒鐵的系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

鎳是一種重要的有色金屬，主要有紅土鎳礦和硫化鎳礦冶煉而來。由于近年來鎳消耗量的不斷增加以及硫化鎳礦儲量不斷減少，鎳紅土礦的開發(fā)日益受到重視。紅土鎳礦基本上分為兩類，一類是褐鐵礦型，位于礦床的上部，由于風(fēng)化淋濾作用的結(jié)果，鐵多，硅少，鎂少，鎳較低，但含鈷量較高，這種礦石宜采用濕法冶金工藝處理，冶煉鎳鐵產(chǎn)生的爐渣用于鋼的生產(chǎn)；另一類是硅鎂鎳礦，位于礦床的下部，由于風(fēng)化富集，鎳礦多硅、多鎂、低鐵、鈷，鎳含量較高，稱之為鎂質(zhì)硅酸鎳礦，這種礦石宜采用火法冶金工藝處理，生產(chǎn)鎳鐵產(chǎn)生的爐渣可用于建筑材料和生產(chǎn)化肥。處于中間過渡層的礦石可以采用火法冶金，也可以采用濕法冶金工藝，采用傳統(tǒng)的火法冶煉鎳鐵的工藝方法中均存在以下不足：工藝環(huán)境污染嚴(yán)重，能耗高，違背國家環(huán)保政策和能源政策的限制；要求礦石原料有較高的鎳品位；回轉(zhuǎn)窯還原溫度低、易結(jié)圈；生產(chǎn)成品鎳品位低；產(chǎn)率低。如中國專利CN 102212636A 公開了一種紅土鎳礦轉(zhuǎn)底爐煤基直接還原—燃?xì)馊鄯譅t熔分的煉鐵方法，將紅土鎳礦與煤及助熔劑混合后造球，干球布入轉(zhuǎn)底爐內(nèi)進(jìn)行直接還原得到金屬化球團(tuán)，金屬化球團(tuán)送入用煤氣作燃料的蓄熱式燃?xì)馊鄯譅t進(jìn)行熔分，最終得到高鎳的鎳鐵合金，該發(fā)明原料需進(jìn)行造球、烘干等預(yù)處理，生產(chǎn)工藝復(fù)雜，設(shè)備投資高。再如中國專利CN200910136198.5公開一種用紅土鎳礦在隧道窯中直接還原含鎳粒鐵的方法，按以下步驟完成：首先在含吸附水的紅土鎳礦中加入干燥劑，攪拌混合均勻脫水干燥；然后把上述混合料破碎，加入還原劑和粒鎳鐵聚集劑，混合均勻后送入鋪有焦粉的隧道窯臺車上面，再覆蓋一層焦粉進(jìn)行還原焙燒，還原焙燒的時間為1-3小時；還原焙燒后料經(jīng)過水淬冷卻、破碎、球磨、磁選，便可得到高品位的含鎳粒鐵合金，該發(fā)明還原焙燒時間長需1-3小時，生產(chǎn)效率低，原料處理需加入干燥劑，增加生產(chǎn)成本。近年來，業(yè)內(nèi)一些專家和學(xué)者提出 “用煤基轉(zhuǎn)底爐處理紅土鎳礦”的新方法，還原過程在主體設(shè)備轉(zhuǎn)底爐內(nèi)完成，目前較成熟的工藝多為混料、制球、干燥等預(yù)處理后再布入轉(zhuǎn)底爐，轉(zhuǎn)底爐還原前預(yù)處理工序較復(fù)雜，具有生產(chǎn)工藝流程長，設(shè)備投資大，生產(chǎn)成本高，能耗高等缺陷，此外，現(xiàn)有轉(zhuǎn)底爐多采用燒嘴式加熱方式，但由于物料入爐初期爐內(nèi)粉塵量較大，易導(dǎo)致燒嘴堵塞從而影響生產(chǎn)順行。因此如何設(shè)計一種效率高、設(shè)備投資低和生產(chǎn)能耗低的處理紅土鎳礦生產(chǎn)粒鐵的系統(tǒng)及方法成為本領(lǐng)域亟需解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種利用濕塊紅土鎳礦直接還原生產(chǎn)粒鐵的系統(tǒng)及方法。該系統(tǒng)具有處理流程短、設(shè)備投資低、設(shè)備作業(yè)率高、能耗低、應(yīng)用范圍廣泛等優(yōu)點(diǎn)。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

本發(fā)明提出了一種利用濕塊紅土鎳礦直接還原生產(chǎn)粒鐵的系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的實施例，該系統(tǒng)包括：原料處理裝置、預(yù)熱和還原裝置、粗破重選裝置和磨礦磁選裝置，其中：所述原料處理裝置，包括依次連接的破碎裝置、篩分裝置和混合裝置，所述原料處理裝置具有紅土鎳礦入口、還原煤入口、添加劑入口及含水混合物料出口，用于將所述紅土鎳礦、還原劑及添加劑經(jīng)處理后按比例進(jìn)行混合，得到含水混合物料；所述預(yù)熱和還原裝置為改造后的轉(zhuǎn)底爐，包括：依次相鄰的進(jìn)料區(qū)、干燥管預(yù)熱區(qū)、側(cè)壁燒嘴還原區(qū)和出料區(qū)，其中，所述干燥管預(yù)熱區(qū)與所述側(cè)壁燒嘴還原區(qū)之間設(shè)有隔墻，所述側(cè)壁燒嘴還原區(qū)與所述出料區(qū)之間設(shè)有擋墻，所述隔墻和擋墻均由所述轉(zhuǎn)底爐的頂壁向下延伸，并與所述轉(zhuǎn)底爐的布料環(huán)形爐底保持一定間隔；其中，所述干燥管預(yù)熱區(qū)爐壁內(nèi)側(cè)設(shè)有多個干燥管，用于對所述干燥管預(yù)熱區(qū)進(jìn)行加熱；所述側(cè)壁燒嘴還原區(qū)爐壁內(nèi)側(cè)設(shè)有多個燒嘴，用于對所述側(cè)壁燒嘴還原區(qū)進(jìn)行燒嘴方式加熱；所述進(jìn)料區(qū)設(shè)有含水混合物料入口、蘭炭入口，所述干燥管預(yù)熱區(qū)設(shè)有干燥管熱源入口及煙氣出口，所述出料區(qū)設(shè)有還原物料出口，所述含水混合物料入口與所述原料處理裝置的含水混合物料出口相連，用于將所述含水混合物料在所述預(yù)熱和還原裝置內(nèi)進(jìn)行干燥、預(yù)熱及還原處理，得到還原物料；所述粗破重選裝置包括：還原物料入口、鎳鐵粒鐵出口和一次尾渣出口，所述還原物料入口與所述預(yù)熱和還原裝置的還原物料出口相連，用于將所述還原物料進(jìn)行粗破重選，得到鎳鐵粒鐵和一次尾渣；所述磨選裝置包括：一次尾渣入口、鎳鐵粉出口及二次尾渣出口, 所述一次尾渣入口與所述粗破重選裝置的一次尾渣出口相連，用于將所述一次尾渣進(jìn)行磨礦磁選，得到鎳鐵粉和二次尾渣。

發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，根據(jù)本發(fā)明實施例的該系統(tǒng)，與傳統(tǒng)轉(zhuǎn)底爐均采用爐墻側(cè)壁燒嘴加熱的方式相比，本發(fā)明的轉(zhuǎn)底爐內(nèi)增設(shè)干燥管預(yù)熱區(qū)，解決了物料入爐初期因粉塵量大而導(dǎo)致燒嘴堵塞的問題；并且本發(fā)明可采用濕塊料直接入轉(zhuǎn)底爐的流程處理紅土鎳礦，將得到的一次尾渣再次進(jìn)行磨選回收得到鎳鐵粉，縮短了工藝流程，降低了設(shè)備投資、生產(chǎn)成本及生產(chǎn)能耗；此外，本發(fā)明轉(zhuǎn)底爐可采用蓄熱式燃燒技術(shù)，可使用劣質(zhì)或低品質(zhì)燃料，降低了燃料成本，可在國內(nèi)和缺少天然氣和優(yōu)質(zhì)燃料的地區(qū)推廣。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述預(yù)熱和還原裝置的水平截面為圓環(huán)形，所述干燥管預(yù)熱區(qū)圓環(huán)夾角為30°-100°。

在本發(fā)明的另一個方面，本發(fā)明提供了一種利用前面所述的系統(tǒng)處理紅土鎳礦生產(chǎn)粒鐵的方法。根據(jù)本發(fā)明的實施例，該方法包括以下步驟：（1）原料處理：將紅土鎳礦、還原劑及添加劑經(jīng)破碎、篩分后按比例進(jìn)行混合，得到含水混合物料；（2）預(yù)熱還原處理：通過蘭炭入口，在所述預(yù)熱和還原裝置的爐底先鋪設(shè)一層蘭炭，然后將含水混合物料向所述預(yù)熱和還原裝置內(nèi)布料，隨著所述預(yù)熱和還原裝置爐底的運(yùn)轉(zhuǎn)，所述含水混合物料依次在干燥管預(yù)熱區(qū)內(nèi)進(jìn)行干燥、預(yù)熱處理，再經(jīng)所述側(cè)壁燒嘴還原區(qū)內(nèi)進(jìn)行還原反應(yīng)，然后，通過所述還原物料出口排料得到還原物料；（3）粗破重選處理：將所述還原物料進(jìn)行粗破重選處理，得到鎳鐵粒鐵和一次尾渣；（4）磨礦磁選處理：將所述一次尾渣進(jìn)行磨礦磁選處理，得到鎳鐵粉和二次尾渣。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述紅土鎳礦、還原劑及添加劑經(jīng)破碎、篩分后所得原料粒度為10-40mm。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述還原劑是還原煤。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，原料重量配比為：紅土鎳礦100重量份，還原煤10-30重量份，添加劑5-15重量份；所述添加劑為石灰石、生石灰及水解電石渣的一種或多種。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述添加劑的配入量要保證堿度在0.4-0.7之間，優(yōu)選為0.5-0.6之間，其中，所述堿度為以下四種氧化物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)之比，即堿度=w(MgO+CaO)/w(SiO₂+ Al₂O₃ )，w為質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述預(yù)熱和還原裝置的干燥管預(yù)熱區(qū)加熱的溫度為600℃-1000℃，時間為20-40min；所述還原區(qū)采用側(cè)壁燒嘴加熱方式，還原溫度為1350℃-1450℃，時間為20-50min。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述蘭炭的厚度為5-15mm。

本發(fā)明至少具有以下有益效果：

1.與傳統(tǒng)轉(zhuǎn)底爐均采用爐墻側(cè)壁燒嘴加熱的方式相比，本發(fā)明的轉(zhuǎn)底爐內(nèi)增設(shè)干燥管預(yù)熱區(qū)，解決了物料入爐初期因粉塵量大而導(dǎo)致燒嘴堵塞的問題。

2.本發(fā)明可采用濕塊料直接入轉(zhuǎn)底爐的流程處理紅土鎳礦，將得到的一次尾渣再次進(jìn)行磨選回收得到鎳鐵粉，縮短了工藝流程，降低了設(shè)備投資、生產(chǎn)成本及生產(chǎn)能耗。

3.本發(fā)明轉(zhuǎn)底爐可采用蓄熱式燃燒技術(shù)，可使用劣質(zhì)或低品質(zhì)燃料，降低了燃料成本，可在國內(nèi)和缺少天然氣和優(yōu)質(zhì)燃料的地區(qū)推廣。

附圖說明

圖1為本發(fā)明改造轉(zhuǎn)底爐的示意圖。

圖2為本發(fā)明的系統(tǒng)示意圖。

圖3為本發(fā)明的工藝流程圖。

其中，進(jìn)料區(qū)1，干燥管預(yù)熱區(qū)2，側(cè)壁燒嘴還原區(qū)3，出料區(qū)4，煙道5，預(yù)熱區(qū)和還原區(qū)間隔墻6，出料端擋墻7，干燥管8，燒嘴9，原料處理裝置S100，紅土鎳礦入口101，還原煤入口102，添加劑入口103，含水混合物料出口104，預(yù)熱和還原裝置S200，含水混合物料入口201，蘭炭入口202，干燥管熱源入口203，還原物料出口204，煙氣出口205，粗破重選裝置S300，還原物料入口301，一次尾渣出口302，鎳鐵粒鐵出口 303，磨選裝置S400，一次尾渣入口401，鎳鐵粉出口402，二次尾渣出口403。

具體實施方式

為了使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。下面描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。

本發(fā)明提出了一種利用濕塊紅土鎳礦直接還原生產(chǎn)粒鐵的系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的實施例，圖1為本發(fā)明改造轉(zhuǎn)底爐的示意圖，圖2為本發(fā)明的系統(tǒng)示意圖，參照圖1和圖2所示，該系統(tǒng)包括：原料處理裝置S100、預(yù)熱和還原裝置S200、粗破重選裝置S300和磨礦磁選裝置S400，其中：所述原料處理裝置具有紅土鎳礦入口101、還原煤入口102、添加劑入口103及含水混合物料出口104，用于將所述紅土鎳礦、還原劑及添加劑經(jīng)處理后按比例進(jìn)行混合，得到含水混合物料；

所述預(yù)熱和還原裝置包括：依次相鄰的進(jìn)料區(qū)1、干燥管預(yù)熱區(qū)2、側(cè)壁燒嘴還原區(qū)3和出料區(qū)4，其中，所述進(jìn)料區(qū)設(shè)有含水混合物料入口201、蘭炭入口202，所述干燥管預(yù)熱區(qū)設(shè)有干燥管熱源入口203及煙氣出口205，所述出料區(qū)設(shè)有還原物料出口204，所述含水混合物料入口與所述原料處理裝置的含水混合物料出口相連，用于將所述含水混合物料在所述預(yù)熱和還原裝置內(nèi)進(jìn)行干燥、預(yù)熱及還原處理，得到還原物料；所述還原物料經(jīng)所述粗破重選裝置得到鎳鐵粒鐵和一次尾渣，再經(jīng)所述磨選裝置得到鎳鐵粉和二次尾渣。

發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，根據(jù)本發(fā)明實施例的該系統(tǒng)，與傳統(tǒng)轉(zhuǎn)底爐均采用爐墻側(cè)壁燒嘴加熱的方式相比，本發(fā)明的轉(zhuǎn)底爐內(nèi)增設(shè)干燥管預(yù)熱區(qū)，解決了物料入爐初期因粉塵量大而導(dǎo)致燒嘴堵塞的問題；并且本發(fā)明可采用濕塊料直接入轉(zhuǎn)底爐的流程處理紅土鎳礦，將得到的一次尾渣再次進(jìn)行磨選回收得到鎳鐵粉，縮短了工藝流程，降低了設(shè)備投資、生產(chǎn)成本及生產(chǎn)能耗；此外，本發(fā)明轉(zhuǎn)底爐可采用蓄熱式燃燒技術(shù)，可使用劣質(zhì)或低品質(zhì)燃料，降低了燃料成本，可在國內(nèi)和缺少天然氣和優(yōu)質(zhì)燃料的地區(qū)推廣。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述粗破重選裝置包括：還原物料入口301、一次尾渣出口302和鎳鐵粒鐵出口303，所述還原物料入口與所述預(yù)熱和還原裝置的還原物料出口相連，用于將所述還原物料進(jìn)行粗破重選，得到鎳鐵粒鐵和一次尾渣。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述磨選裝置包括：一次尾渣入口401、鎳鐵粉出口402及二次尾渣出口403, 所述一次尾渣入口與所述粗破重選裝置的一次尾渣出口相連，用于將所述一次尾渣進(jìn)行磨礦磁選，得到鎳鐵粉和二次尾渣。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述原料處理裝置，包括依次連接的破碎裝置、篩分裝置和混合裝置。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述破碎裝置的具體種類不受限制，只要能夠達(dá)到將塊狀物料破碎成合適粒度的作用即可，可以為金屬破碎裝置，石頭破碎裝置，木材破碎裝置或塑料破碎裝置，根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，本發(fā)明優(yōu)選為金屬破碎裝置或石頭破碎裝置。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述篩分裝置的具體種類和方法不受限制，只要能夠起到用帶孔的篩面把粒度大小不同的混合物料分成各種粒度級別的作用即可，可以為旋動篩或振蕩篩、獨(dú)立篩分、輔助篩分或脫水篩分，根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，本發(fā)明優(yōu)選為旋動篩或輔助篩分。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述預(yù)熱和還原裝置為改造后的轉(zhuǎn)底爐，其中，轉(zhuǎn)底爐的具體型號不受限制，可以為蓄熱式或者非蓄熱式轉(zhuǎn)底爐。根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，本發(fā)明優(yōu)選為蓄熱式轉(zhuǎn)底爐，采用蓄熱式燃燒技術(shù)，可使用劣質(zhì)或低品質(zhì)燃料，降低了燃料成本，可在國內(nèi)和缺少天然氣和優(yōu)質(zhì)燃料的地區(qū)推廣。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述預(yù)熱和還原裝置的水平截面的具體形狀不受限制，根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，本發(fā)明優(yōu)選為圓環(huán)形，更優(yōu)選的，所述干燥管預(yù)熱區(qū)圓環(huán)夾角為30°-100°，本發(fā)明轉(zhuǎn)底爐干燥管預(yù)熱區(qū)圓環(huán)夾角不應(yīng)小于30°，若圓環(huán)夾角小于30°，則物料在預(yù)熱區(qū)留存時間太短，會導(dǎo)致紅土鎳礦水分脫除不完全，剩余水分在還原區(qū)脫除影響物料區(qū)還原性，降低有價金屬的還原率，但當(dāng)轉(zhuǎn)底爐預(yù)熱區(qū)圓環(huán)夾角過大將影響還原區(qū)物料的還原效果，所以控制預(yù)熱區(qū)圓環(huán)夾角不大于100°。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，本發(fā)明通過在轉(zhuǎn)底爐內(nèi)增設(shè)干燥管預(yù)熱區(qū)，該干燥管設(shè)置于爐墻側(cè)壁，采用熱輻射方式預(yù)熱原料，與傳統(tǒng)轉(zhuǎn)底爐均采用爐墻側(cè)壁燒嘴加熱的方式相比，有效解決了物料入爐初期因粉塵量較大而導(dǎo)致燒嘴堵塞的問題，干燥管加熱溫度為600℃-1000℃，可對含水混合物料進(jìn)行預(yù)熱，并有效脫除含水混合物料中的表水及結(jié)晶水，入爐紅土鎳礦一般含有12-20%的表水及9-14%的結(jié)晶水，如不脫除，將影響紅土鎳礦中鎳的還原效果，降低鎳的回收率，所以含水混合料經(jīng)預(yù)熱處理后可滿足紅土鎳礦的還原工藝要求。在不影響產(chǎn)品指標(biāo)的前提下減少了轉(zhuǎn)底爐爐前的壓球及球團(tuán)烘干工藝，縮短了工藝流程，降低了設(shè)備投資，具有處理流程短、設(shè)備投資低、設(shè)備作業(yè)率高、能耗低、應(yīng)用范圍廣泛等優(yōu)點(diǎn)。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述干燥管預(yù)熱區(qū)與所述側(cè)壁燒嘴還原區(qū)之間設(shè)有隔墻6，所述側(cè)壁燒嘴還原區(qū)與所述出料區(qū)之間設(shè)有擋墻7，所述隔墻和擋墻均由所述轉(zhuǎn)底爐的頂壁向下延伸，并與所述轉(zhuǎn)底爐的布料環(huán)形爐底保持一定間隔。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述預(yù)熱區(qū)和還原區(qū)間隔墻的具體材質(zhì)不受限制，只要能夠起到分隔的作用即可，可以為耐火磚或耐火打結(jié)料，根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，本發(fā)明優(yōu)選為耐火磚。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述出料端擋墻的具體材質(zhì)不受限制，只要能夠起到阻擋的作用即可，可以為耐火磚或耐火打結(jié)料，根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，本發(fā)明優(yōu)選為耐火磚。

其中，所述干燥管預(yù)熱區(qū)爐壁內(nèi)側(cè)設(shè)有多個干燥管8，用于對所述干燥管預(yù)熱區(qū)進(jìn)行加熱；所述側(cè)壁燒嘴還原區(qū)爐壁內(nèi)側(cè)設(shè)有多個燒嘴9，用于對所述側(cè)壁燒嘴還原區(qū)進(jìn)行燒嘴方式加熱。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述干燥管和燒嘴的具體個數(shù)和形狀不受限制，只要能起到干燥加熱的作用即可，其中，所述干燥管的形狀可以為P形，W形或者U型，根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，本發(fā)明干燥管優(yōu)選為U型，所述干燥管的具體加熱方式不受限制，根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，本發(fā)明優(yōu)選為電加熱、燃?xì)饧訜帷⒏邷責(zé)煔庥酂岬囊环N或幾種。

在本發(fā)明的另一個方面，本發(fā)明提供了一種利用前面所述的系統(tǒng)處理紅土鎳礦的方法。圖3為本發(fā)明的工藝流程示意圖，參照圖3所示，該方法包括以下步驟：

（1）原料處理：將紅土鎳礦、還原劑及添加劑經(jīng)破碎、篩分后按比例進(jìn)行混合，得到含水混合物料。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述原料處理裝置具有紅土鎳礦入口101、還原煤入口102、添加劑入口103及含水混合物料出口104，用于將所述紅土鎳礦、還原劑及添加劑經(jīng)處理后按比例進(jìn)行混合，得到含水混合物料。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述紅土鎳礦、還原劑及添加劑經(jīng)破碎、篩分后所得原料的具體粒度不受限制，根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，本發(fā)明優(yōu)選為10-40mm。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述還原劑的具體種類不受限制，焦炭、半焦或者還原煤，根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，本發(fā)明優(yōu)選為還原煤。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，原料重量配比為：紅土鎳礦100重量份，還原煤10-30重量份，添加劑5-15重量份。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述添加劑的具體種類不受限制，根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，本發(fā)明優(yōu)選為石灰石、生石灰及水解電石渣的一種或多種，其中，所述添加劑的配入量要保證堿度在0.4-0.7之間，優(yōu)選為0.5-0.6之間，其中，所述堿度為以下四種氧化物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)之比，即堿度=w(MgO+CaO)/w(SiO₂+ Al₂O₃ )，w為質(zhì)量分?jǐn)?shù)。在本發(fā)明的一些實施例中，堿度在此范圍內(nèi)，爐渣黏度低，有利于鎳鐵顆粒的聚集和變大。

（2）預(yù)熱還原處理：通過蘭炭入口，在所述預(yù)熱和還原裝置的爐底先鋪設(shè)一層蘭炭，然后將含水混合物料向所述預(yù)熱和還原裝置內(nèi)布料，隨著所述預(yù)熱和還原裝置爐底的運(yùn)轉(zhuǎn)，所述含水混合物料依次在干燥管預(yù)熱區(qū)內(nèi)進(jìn)行干燥、預(yù)熱處理，再經(jīng)所述側(cè)壁燒嘴還原區(qū)內(nèi)進(jìn)行還原反應(yīng)，然后，通過所述還原物料出口排料得到還原物料。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述預(yù)熱和還原裝置包括：依次相鄰的進(jìn)料區(qū)1、干燥管預(yù)熱區(qū)2、側(cè)壁燒嘴還原區(qū)3和出料區(qū)4，其中，所述進(jìn)料區(qū)設(shè)有含水混合物料入口201、蘭炭入口202，所述干燥管預(yù)熱區(qū)設(shè)有干燥管熱源入口203及煙氣出口205，所述出料區(qū)設(shè)有還原物料出口204，所述含水混合物料入口與所述原料處理裝置的含水混合物料出口相連，用于將所述含水混合物料在所述預(yù)熱和還原裝置內(nèi)進(jìn)行干燥、預(yù)熱及還原處理，得到還原物料。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述改造的轉(zhuǎn)底爐爐底要鋪有一層蘭炭，厚度優(yōu)選為5~15mm，由于紅土鎳礦直接還原生產(chǎn)粒鐵工藝的溫度更高，爐渣呈半熔融狀態(tài)，為了防止半熔融狀態(tài)的爐渣粘接爐底影響出料，所以預(yù)先在轉(zhuǎn)底爐爐底鋪好一層蘭炭方便出料。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述預(yù)熱和還原裝置的干燥管預(yù)熱區(qū)加熱的溫度為600℃-1000℃，時間為20-40min；所述還原區(qū)采用側(cè)壁燒嘴加熱方式，還原溫度為1350℃-1450℃，時間為20-50min。

在本發(fā)明的一些實施例中，還原溫度1350~1450℃，能順利生產(chǎn)出粒鐵，溫度過低一方面還原反應(yīng)不徹底，鎳回收率低，另一方面渣黏度大，鎳鐵不容易聚集，溫度過高會使鐵熔化，使碳上浮，對還原不利，此時渣中FeO含量高，渣子不黏，不易形成粒鐵。

（3）粗破重選處理：將所述還原物料進(jìn)行粗破重選處理，得到鎳鐵粒鐵和一次尾渣。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述粗破重選裝置包括：還原物料入口301、一次尾渣出口302和鎳鐵粒鐵出口303，所述還原物料入口與所述預(yù)熱和還原裝置的還原物料出口相連，用于將所述還原物料進(jìn)行粗破重選，得到鎳鐵粒鐵和一次尾渣。

（4）磨礦磁選處理：將所述一次尾渣進(jìn)行磨礦磁選處理，得到鎳鐵粉和二次尾渣。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述磨選裝置包括：一次尾渣入口401、鎳鐵粉出口402及二次尾渣出口403, 所述一次尾渣入口與所述粗破重選裝置的一次尾渣出口相連，用于將所述一次尾渣進(jìn)行磨礦磁選，得到鎳鐵粉和二次尾渣。

實施例1

選用TFe20.6％，含Ni 1.65％的紅土鎳礦作為原料，破碎、篩分至10-40mm，按照紅土鎳礦100重量份，還原煤10重量份，石灰石5重量份的重量比例配料并混勻，將含水混合物料直接布入預(yù)熱和還原裝置進(jìn)行預(yù)熱還原處理，在轉(zhuǎn)底爐內(nèi)增設(shè)干燥管預(yù)熱區(qū)，加熱的溫度為600℃，時間為40min；還原區(qū)采用內(nèi)外側(cè)壁燒嘴加熱方式，轉(zhuǎn)底爐爐底先于干球團(tuán)布入一層5mm厚蘭炭，還原溫度為1350℃，時間為50min，預(yù)熱區(qū)的圓環(huán)夾角為30°；轉(zhuǎn)底爐出料得到的還原物料送入粗破重選裝置中進(jìn)行粗破重選處理得到平均粒徑3mm的鎳鐵粒鐵（含Ni 7.56%，F(xiàn)e 89.58%）和一次尾渣，一次尾渣再送入磨礦磁選設(shè)備進(jìn)行磨礦磁選處理得到鎳鐵粉（含Ni 4.65% TFe 63.52%）和二次尾渣，整個流程鎳回收率94%。

實施例2

選用TFe18.7％，含Ni 1.76％的紅土鎳礦作為原料，破碎、篩分至10-40mm，按照紅土鎳礦100重量份，還原煤20重量份，生石灰10重量份的重量比例配料并混勻，將含水混合物料直接布入預(yù)熱和還原裝置進(jìn)行預(yù)熱還原處理，在轉(zhuǎn)底爐內(nèi)增設(shè)干燥管預(yù)熱區(qū)，加熱的溫度為800℃，時間為30min；還原區(qū)采用內(nèi)外側(cè)壁燒嘴加熱方式，轉(zhuǎn)底爐爐底先于干球團(tuán)布入一層5mm厚蘭炭，還原溫度為1400℃，時間為30min，預(yù)熱區(qū)的圓環(huán)夾角為60°；轉(zhuǎn)底爐出料得到的還原物料送入粗破重選裝置中進(jìn)行粗破重選處理得到平均粒徑4mm的鎳鐵粒鐵（含Ni 7.68%，F(xiàn)e 90.16%）和一次尾渣，一次尾渣再送入磨礦磁選設(shè)備進(jìn)行磨礦磁選處理得到鎳鐵粉（含Ni 6.03% TFe 65.76%）和二次尾渣，整個流程鎳回收率96%。

實施例3

選用TFe29.6％，含Ni 1.46％的紅土鎳礦作為原料，破碎、篩分至10-40mm，按照紅土鎳礦100重量份，還原煤30重量份，水解電石渣15重量份的重量比例配料并混勻，將含水混合物料直接布入預(yù)熱和還原裝置進(jìn)行預(yù)熱還原處理，在轉(zhuǎn)底爐內(nèi)增設(shè)干燥管預(yù)熱區(qū)，加熱的溫度為1000℃，時間為20min；還原區(qū)采用內(nèi)外側(cè)壁燒嘴加熱方式，轉(zhuǎn)底爐爐底先于干球團(tuán)布入一層5mm厚蘭炭，還原溫度為1450℃，時間為20min，預(yù)熱區(qū)的圓環(huán)夾角為100°；轉(zhuǎn)底爐出料得到的還原物料水送入粗破重選裝置中進(jìn)行粗破重選處理得到平均粒徑2.5mm的鎳鐵粒鐵（含Ni 6.33%，F(xiàn)e 90.89%）和一次尾渣，一次尾渣再送入磨礦磁選設(shè)備進(jìn)行磨礦磁選處理得到鎳鐵粉（含Ni 4.56% TFe 68.56%）和二次尾渣，整個流程鎳回收率95%。

發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，根據(jù)本發(fā)明實施例的該系統(tǒng)，與傳統(tǒng)轉(zhuǎn)底爐均采用爐墻側(cè)壁燒嘴加熱的方式相比，本發(fā)明的轉(zhuǎn)底爐內(nèi)增設(shè)干燥管預(yù)熱區(qū)，解決了物料入爐初期因粉塵量大而導(dǎo)致燒嘴堵塞的問題；并且本發(fā)明可采用濕塊料直接入轉(zhuǎn)底爐的流程處理紅土鎳礦，將得到的一次尾渣再次進(jìn)行磨選回收得到鎳鐵粉，縮短了工藝流程，降低了設(shè)備投資、生產(chǎn)成本及生產(chǎn)能耗；此外，本發(fā)明轉(zhuǎn)底爐可采用蓄熱式燃燒技術(shù)，可使用劣質(zhì)或低品質(zhì)燃料，降低了燃料成本，可在國內(nèi)和缺少天然氣和優(yōu)質(zhì)燃料的地區(qū)推廣。

在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實施例”、“一些實施例”、“示意性實施例”、“示例”、“具體示例”或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。在本發(fā)明的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是點(diǎn)連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對上述實施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型，同時，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本申請的思想，在具體實施方式及應(yīng)用范圍上均會有改變之處。