本發(fā)明涉及化工冶金領(lǐng)域。具體地講，本發(fā)明涉及一種利用紅土鎳礦還原反應(yīng)的系統(tǒng)與方法。

背景技術(shù)：

鎳具有抗氧化、抗腐蝕、耐高溫、強度高等優(yōu)點，在現(xiàn)代工業(yè)中有著廣泛的用途，且主要用于不銹鋼生產(chǎn)。世界的鎳資源主要分為硫化鎳礦和紅土鎳礦，目前，隨著可利用硫化鎳礦的日益枯竭，紅土鎳礦的開發(fā)日益受到重視。

當(dāng)前工業(yè)生產(chǎn)中，火法冶煉紅土鎳礦應(yīng)用最為廣泛的是RKEF法，該方法采用回轉(zhuǎn)窯設(shè)備對紅土鎳礦進(jìn)行預(yù)還原，得到的焙砂再送入礦熱電爐進(jìn)行冶煉，最終得到鎳鐵合金產(chǎn)品，但該方法具有能耗高、對電的依存度大、回轉(zhuǎn)窯設(shè)備易結(jié)圈等缺點。

目前，業(yè)內(nèi)認(rèn)為處理紅土鎳礦最為經(jīng)濟的方法是日本大江山法，該法采用回轉(zhuǎn)窯高溫還原焙燒產(chǎn)出粒鐵：將原料（硅鎂鎳礦）磨細(xì)后，與含碳物料和熔劑石灰石混合，調(diào)節(jié)含水量后制團。接著通過預(yù)熱器將團塊連續(xù)給入回轉(zhuǎn)窯，在回轉(zhuǎn)窯中，團塊與煤燃燒所產(chǎn)生熱氣流逆流運動，經(jīng)干燥、脫水、還原和金屬成長，回轉(zhuǎn)窯出料產(chǎn)品進(jìn)行水淬、磨細(xì)，用跳汰和磁選機將還原成的鎳鐵合金從排出的回轉(zhuǎn)窯出料中分離出來，此產(chǎn)品作為不銹鋼生產(chǎn)的鎳源。該技術(shù)并未推廣應(yīng)用，且存在回轉(zhuǎn)窯設(shè)備固有的結(jié)圈問題，生產(chǎn)難以控制。

基于回轉(zhuǎn)窯設(shè)備的固有缺陷，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，還原過程在轉(zhuǎn)底爐內(nèi)完成，具體為：先將礦、煤、助熔劑等進(jìn)行混料、制球、干燥等預(yù)處理后再布入轉(zhuǎn)底爐，在轉(zhuǎn)底爐還原過程中，爐頂、側(cè)墻固定不動，球團從布料端布入轉(zhuǎn)底爐，爐底帶動球團在爐內(nèi)旋轉(zhuǎn)一周的后球團得以還原，并經(jīng)由出料端排出爐體，還原后的球團再進(jìn)行熔煉或者物理分選。其中，轉(zhuǎn)底爐爐內(nèi)分為進(jìn)、出料區(qū)和燃燒區(qū)，燃燒區(qū)內(nèi)外側(cè)壁配有不同數(shù)量的燒嘴，通過管道送入的燃?xì)猓刹捎玫蜔嶂得簹猓┡渲伎諝馊紵a(chǎn)生的熱量來控制不同區(qū)的溫度。目前，轉(zhuǎn)底爐入料多為干燥后的含碳球團而非粉料或濕球團（如專利CN 102912209 B），這是因為：（1）粉料入爐易導(dǎo)致燒嘴堵塞；（2）若濕球團直接入爐會在高溫條件下碎裂而在爐內(nèi)產(chǎn)生粉塵，在爐內(nèi)氣體擾動作用下，可造成燒嘴堵塞，使生產(chǎn)不能順行?？梢?，轉(zhuǎn)底爐還原前的一系列預(yù)處理“混料-制球-干燥”是與現(xiàn)有的轉(zhuǎn)底爐設(shè)備配套的必要預(yù)處理步驟，但這導(dǎo)致了預(yù)處理流程長、設(shè)備投資大的缺陷，有待進(jìn)一步的改進(jìn)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出一種高效處理紅土鎳礦含水球團的還原反應(yīng)系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)和方法通過改進(jìn)轉(zhuǎn)底爐的加熱方式，在不影響產(chǎn)品指標(biāo)的前提下去掉了轉(zhuǎn)底爐爐前的球團烘干工藝，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、能耗低的優(yōu)點。

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)明提供了一種高效處理紅土鎳礦含水球團的還原反應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于，包括：混料裝置、制球裝置、轉(zhuǎn)底爐裝置、破碎跳汰分選裝置和磨礦磁選裝置，其中：

所述混料裝置包括：紅土鎳礦入口、還原劑入口、石灰石入口、添加劑入口和混合料出口，所述混料裝置用于將所述紅土鎳礦、還原劑、石灰石和添加劑進(jìn)行混合，得到原料混合物；

所述制球裝置包括：混合料入口、水入口和含水球團出口，所述混合料入口與所述混合料出口相連，所述制球裝置用于將原料混合物進(jìn)行制球，得到含水球團；

所述轉(zhuǎn)底爐裝置包括：依次相鄰的進(jìn)料區(qū)、干燥預(yù)熱區(qū)、還原區(qū)和出料區(qū)，其中，所述進(jìn)料區(qū)設(shè)有含水球團入口，所述含水球團入口與所述含水球團出口相連，所述出料區(qū)設(shè)有還原產(chǎn)品出口,所述干燥預(yù)熱區(qū)設(shè)有多個干燥管，所述還原區(qū)爐壁設(shè)有多個燒嘴；所述轉(zhuǎn)底爐采用分段加熱方式，所述干燥預(yù)熱區(qū)采用所述干燥管進(jìn)行加熱，所述還原區(qū)采用所述燒嘴進(jìn)行加熱；所述轉(zhuǎn)底爐裝置用于將含水球團干燥、還原，得到還原產(chǎn)品；

所述破碎跳汰分選裝置包括：還原產(chǎn)品入口、粒狀鎳鐵出口、尾渣出口，所述還原產(chǎn)品入口與所述還原產(chǎn)品出口相連，所述破碎跳汰分選裝置用于將還原產(chǎn)品破碎后進(jìn)行跳汰分級處理，得到第一產(chǎn)品粒狀鎳鐵和尾渣；

所述磨礦磁選裝置包括：尾渣入口、粉狀鎳鐵出口、尾礦出口，所述尾渣入口與所述尾渣出口相連，所述磨礦磁選裝置用于將尾渣進(jìn)行磨礦磁選處理來促使磁性鎳鐵粉與非磁性脈石分離，得到第二產(chǎn)品粉狀鎳鐵和尾礦。

發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，根據(jù)本發(fā)明實施例的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，采用濕球直接入轉(zhuǎn)底爐的流程處理紅土鎳礦，縮短了預(yù)處理流程，降低了生產(chǎn)成本與設(shè)備投資。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)底爐采用分段加熱的方式，解決了燒嘴易堵塞的難題，設(shè)備作業(yè)率更高，實現(xiàn)了紅土鎳礦的低溫還原冶煉。本系統(tǒng)不需對還原產(chǎn)品進(jìn)行高溫熔煉，而是進(jìn)行物理分選即可得到最終產(chǎn)品，該工藝能耗低，成本低。并且，所述還原產(chǎn)品經(jīng)過兩次回收處理，使得紅土鎳礦的回收率有所提高，由此，該系統(tǒng)實現(xiàn)了紅土鎳礦的高效回收。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述轉(zhuǎn)底爐裝置的水平截面為圓環(huán)形，所述干燥預(yù)熱區(qū)的圓環(huán)夾角10o-150o。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述轉(zhuǎn)底爐裝置的水平截面為圓環(huán)形，所述還原區(qū)的圓環(huán)夾角100o-300o。

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)進(jìn)行紅土鎳礦的還原反應(yīng)的方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）將紅土鎳礦、還原劑、石灰石和添加劑加入混料裝置進(jìn)行配料和混料處理，得到原料混合物；

（2）將原料混合物加入制球裝置進(jìn)行制球處理，得到含水球團；

（3）將含水球團加入轉(zhuǎn)底爐裝置進(jìn)行干燥、還原處理，得到還原產(chǎn)品；

（4）將還原產(chǎn)品加入到破碎跳汰分選裝置破碎后進(jìn)行跳汰分級處理，得到第一產(chǎn)品粒狀鎳鐵和尾渣；

（5）將尾渣加入到磨礦磁選裝置進(jìn)行磨礦磁選處理，得到第二產(chǎn)品粉狀鎳鐵和尾礦。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述步驟（1）中的添加劑是工業(yè)純堿、硼砂、硫酸鹽、鐵粉、氯化鈉、獨居石、蛭石中的一種或幾種。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述步驟（1）中的還原劑為固態(tài)含碳物料；優(yōu)選的，所述含碳物料可以是蘭炭、煤、炭黑中的一種或幾種。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述步驟（1）中的紅土鎳礦、還原劑、石灰石和添加劑的重量配比為：還原劑添加量為理論添加量的1.0-1.6倍，石灰石的添加重量為紅土鎳礦重量的0-40%；添加劑添加重量為紅土鎳礦重量的0-10%。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述步驟（3）中含水球團在轉(zhuǎn)底爐裝置的反應(yīng)條件為：干燥預(yù)熱區(qū)最低溫度700-1000℃，還原區(qū)最高溫度1300-1500℃，轉(zhuǎn)底爐裝置旋轉(zhuǎn)一周時間為30min-90min。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述步驟（4）中的第一產(chǎn)品粒狀鎳鐵的粒度在0.5mm以上。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述步驟（4）中的第一產(chǎn)品粒狀鎳鐵和所述步驟（5）中的第二產(chǎn)品粉狀鎳鐵的鎳回收率之和大于88%。

本發(fā)明的有益效果在于：

（1）本發(fā)明提供的高效處理紅土鎳礦含水球團的還原反應(yīng)系統(tǒng)及方法，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)底爐采用分段加熱的方式，解決了燒嘴易堵塞的難題。

（2）本發(fā)明提供的高效處理紅土鎳礦含水球團的還原反應(yīng)系統(tǒng)及方法，與傳統(tǒng)轉(zhuǎn)底爐工藝相比，本發(fā)明轉(zhuǎn)底爐燒嘴不易堵塞，設(shè)備作業(yè)率更高。

（3）本發(fā)明提供的高效處理紅土鎳礦含水球團的還原反應(yīng)系統(tǒng)及方法，采用濕球直接入轉(zhuǎn)底爐的流程處理紅土鎳礦，縮短了預(yù)處理流程，降低了生產(chǎn)成本與設(shè)備投資。

（4）本發(fā)明提供的高效處理紅土鎳礦含水球團的還原反應(yīng)系統(tǒng)及方法，本發(fā)明得到兩種產(chǎn)品（第一產(chǎn)品粒狀鎳鐵和第二產(chǎn)品粉狀鎳鐵），使有價金屬鎳得到充分回收，鎳回收率高達(dá)88%以上。

（5）本發(fā)明提供的高效處理紅土鎳礦含水球團的還原反應(yīng)系統(tǒng)及方法，與應(yīng)用最為廣泛的火法工藝RKEF法相比，本發(fā)明不需對還原產(chǎn)品進(jìn)行高溫熔煉，而是進(jìn)行物理分選即可得到最終產(chǎn)品，該工藝能耗低，成本低。

附圖說明

圖1為本發(fā)明高效處理紅土鎳礦含水球團的還原反應(yīng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。

圖2為本發(fā)明高效處理紅土鎳礦含水球團的還原反應(yīng)系統(tǒng)的簡易圖。

圖3為本發(fā)明高效處理紅土鎳礦含水球團的還原反應(yīng)系統(tǒng)的工作流程圖。

其中，10、干燥管，20、燒嘴，100、混料裝置，101、紅土鎳礦入口，102、還原劑入口，103、石灰石入口，104、添加劑入口，105、混合料出口，200、制球裝置，201、混合料入口，202、水入口，203、含水球團出口，300、轉(zhuǎn)底爐裝置，301、含水球團入口，302、還原產(chǎn)品出口，400、破碎跳汰分選裝置，401、還原產(chǎn)品入口，402、粒狀鎳鐵出口，403、尾渣出口，500、磨礦磁選裝置，501、尾渣入口，502、粉狀鎳鐵出口，503、尾礦出口。

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。實施例中未注明具體技術(shù)或條件的，按照本領(lǐng)域內(nèi)的文獻(xiàn)所描述的技術(shù)或條件或者按照產(chǎn)品說明書進(jìn)行。

圖1為本發(fā)明高效處理紅土鎳礦含水球團的還原反應(yīng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖，圖2為本發(fā)明高效處理紅土鎳礦含水球團的還原反應(yīng)系統(tǒng)的簡易圖，如圖1-2所示，本發(fā)明提供的一種高效處理紅土鎳礦含水球團的還原反應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于，包括：混料裝置100、制球裝置200、轉(zhuǎn)底爐裝置300、破碎跳汰分選裝置400和磨礦磁選裝置500，其中：所述混料裝置包括：紅土鎳礦入口101、還原劑入口102、石灰石入口103、添加劑入口104和混合料出口105，所述混料裝置用于將所述紅土鎳礦、還原劑、石灰石和添加劑進(jìn)行混合，得到原料混合物；所述制球裝置包括：混合料入口201、水入口202和含水球團出口203，所述混合料入口與所述混合料出口相連，所述制球裝置用于將原料混合物進(jìn)行制球，得到含水球團；所述轉(zhuǎn)底爐裝置包括：依次相鄰的進(jìn)料區(qū)、干燥預(yù)熱區(qū)、還原區(qū)和出料區(qū)，其中，所述轉(zhuǎn)底爐采用分段加熱方式，所述干燥預(yù)熱區(qū)采用所述干燥管進(jìn)行加熱，所述還原區(qū)采用所述燒嘴進(jìn)行加熱；所述破碎跳汰分選裝置包括：還原產(chǎn)品入口401、粒狀鎳鐵出口402、尾渣出口403，所述還原產(chǎn)品入口與所述還原產(chǎn)品出口相連；所述磨礦磁選裝置包括：尾渣入口501、粉狀鎳鐵出口502、尾礦出口503，所述尾渣入口與所述尾渣出口相連。

發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，根據(jù)本發(fā)明實施例的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，采用濕球直接入轉(zhuǎn)底爐的流程處理紅土鎳礦，縮短了預(yù)處理流程，降低了生產(chǎn)成本與設(shè)備投資。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)底爐采用分段加熱的方式，解決了燒嘴易堵塞的難題，設(shè)備作業(yè)率更高，實現(xiàn)了紅土鎳礦的低溫還原冶煉。本系統(tǒng)不需對還原產(chǎn)品進(jìn)行高溫熔煉，而是進(jìn)行物理分選即可得到最終產(chǎn)品，該工藝能耗低，成本低。并且，所述還原產(chǎn)品經(jīng)過兩次回收處理，使得紅土鎳礦的回收率有所提高，由此，該系統(tǒng)實現(xiàn)了紅土鎳礦的高效回收。

根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，該系統(tǒng)包括所述轉(zhuǎn)底爐裝置，用于將含水球團干燥、還原，得到還原產(chǎn)品，所述轉(zhuǎn)底爐裝置包括：依次相鄰的進(jìn)料區(qū)、干燥預(yù)熱區(qū)、還原區(qū)和出料區(qū)。在本發(fā)明的一些實施例中，所述進(jìn)料區(qū)設(shè)有含水球團入口，所述含水球團入口與所述含水球團出口相連，所述含水球團入口用于將含水球團加入所述轉(zhuǎn)底爐裝置爐內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)；所述出料區(qū)設(shè)有還原產(chǎn)品出口, 用于將還原產(chǎn)品排出。

根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，所述轉(zhuǎn)底爐裝置的具體形狀不受具體限制，只要能夠?qū)崿F(xiàn)對紅土鎳礦含水球團進(jìn)行還原反應(yīng)即可。在本發(fā)明的一些實施例中，所述轉(zhuǎn)底爐裝置的水平截面為圓環(huán)形，并且，每個區(qū)所占的圓環(huán)夾角不受具體限制。優(yōu)選的，所述干燥預(yù)熱區(qū)的圓環(huán)夾角10o-150o，所述還原區(qū)的圓環(huán)夾角100o-300o，保證良好的還原效果。在本發(fā)明的一些實施例中，所述轉(zhuǎn)底爐旋轉(zhuǎn)一周時間為30min-90min，該區(qū)間的選取既可保障球團的還原效果，又不會造成能源浪費。

根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，所述轉(zhuǎn)底爐裝置的干燥預(yù)熱區(qū)的加熱方式不受具體的限制，只要能夠完成物料表水脫除、紅土鎳礦結(jié)晶水的脫除以及物料的預(yù)熱即可。在本發(fā)明的一些實施例中，所述干燥預(yù)熱區(qū)采用干燥管10的方式進(jìn)行加熱，進(jìn)一步的，所述干燥管10可以安裝在所述干燥預(yù)熱區(qū)的爐壁，可以設(shè)置多個干燥管10。在本發(fā)明的一些實施例中，所述干燥管的熱源可以來自于煤制備煤氣裝置、天然氣供應(yīng)裝置、電力供應(yīng)裝置中的一種或幾種。煤制備煤氣裝置、天然氣供應(yīng)裝置、電力供應(yīng)裝置均可向轉(zhuǎn)底爐干燥預(yù)熱區(qū)提供有效熱源，滿足本系統(tǒng)對熱源的要求。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)明的所述轉(zhuǎn)底爐裝置的干燥預(yù)熱區(qū)采用干燥管加熱的方式避免了入爐初期的燒嘴堵塞問題，可采用含水球團直接布入轉(zhuǎn)底爐的工藝，保障生產(chǎn)順行。同時，與傳統(tǒng)干球入轉(zhuǎn)底爐的工藝相比，本發(fā)明去掉了轉(zhuǎn)底爐爐前的含水球團烘干這一流程，縮短了工藝流程，大大降低了設(shè)備投資。

根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，所述轉(zhuǎn)底爐裝置的還原區(qū)的加熱方式不受具體的限制，只要能夠加熱原料即可。在本發(fā)明的一些實施例中，所述還原區(qū)采用燒嘴20的方式進(jìn)行加熱，進(jìn)一步的，所述燒嘴20可以安裝在所述還原區(qū)，可以設(shè)置多個燒嘴20。在本發(fā)明的一些實施例中，采用燒嘴燃燒產(chǎn)生的熱量通過輻射傳熱的方式來傳遞給球團。與傳統(tǒng)轉(zhuǎn)底爐工藝相比，本發(fā)明轉(zhuǎn)底爐燒嘴不易堵塞，設(shè)備作業(yè)率更高。

根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，該系統(tǒng)還包括所述破碎跳汰分選裝置，用于將還原產(chǎn)品破碎后進(jìn)行跳汰分級處理，得到第一產(chǎn)品粒狀鎳鐵和尾渣。在本發(fā)明的一些實施例中，所述破碎跳汰分選裝置包括：還原產(chǎn)品入口、粒狀鎳鐵出口、尾渣出口，所述還原產(chǎn)品入口與所述還原產(chǎn)品出口相連，所述破碎跳汰分選裝置用于將還原產(chǎn)品破碎后進(jìn)行跳汰分級處理，得到第一產(chǎn)品粒狀鎳鐵和尾渣。由此，該系統(tǒng)實現(xiàn)了對紅土鎳礦的有效回收，得到了鎳鐵產(chǎn)品。

根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，該系統(tǒng)還包括所述磨礦磁選裝置，用于將尾渣進(jìn)行磨礦磁選處理來促使磁性鎳鐵粉與非磁性脈石分離，得到第二產(chǎn)品粉狀鎳鐵和尾礦。在本發(fā)明的一些實施例中，所述磨礦磁選裝置包括：尾渣入口、粉狀鎳鐵出口、尾礦出口，所述尾渣入口與所述尾渣出口相連，所述磨礦磁選裝置用于將尾渣進(jìn)行磨礦磁選處理來促使磁性鎳鐵粉與非磁性脈石分離，得到第二產(chǎn)品粉狀鎳鐵和尾礦。由此，該系統(tǒng)實現(xiàn)了對紅土鎳礦的高效回收，得到了鎳鐵產(chǎn)品。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述系統(tǒng)中的紅土鎳礦、還原劑、石灰石和添加劑的重量配比不受具體的限制。在本發(fā)明的一些實施例中，所述步驟（1）中的紅土鎳礦、還原劑、石灰石和添加劑的重量配比為：還原劑添加量為理論添加量的1.0-1.6倍，石灰石的添加重量為紅土鎳礦重量的0-40%；添加劑添加重量為紅土鎳礦重量的0-10%。若還原劑的添加量過低，會影響紅土鎳礦的還原效果；而若還原劑的添加量過高，并不能提高產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo)，且會造成煤資源浪費，提高生產(chǎn)成本。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述系統(tǒng)中的還原劑和添加劑的種類不受具體的限制，只要能夠用于進(jìn)行反應(yīng)即可。在本發(fā)明的一些實施例中，添加劑是工業(yè)純堿、硼砂、硫酸鹽、鐵粉、氯化鈉、獨居石、蛭石中的一種或幾種；還原劑為固態(tài)含碳物料。優(yōu)選的，所述含碳物料可以是蘭炭、煤、炭黑中的一種或幾種。由此，有助于紅土鎳礦的還原反應(yīng)的進(jìn)行。

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)進(jìn)行紅土鎳礦的還原反應(yīng)的方法，如圖3所示，包括以下步驟：

（1）將紅土鎳礦、還原劑、石灰石和添加劑加入混料裝置進(jìn)行配料和混料處理，得到原料混合物。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述系統(tǒng)包括混料裝置，用于將紅土鎳礦、還原劑、石灰石和添加劑進(jìn)行混料和配料處理，得到原料混合物。在本發(fā)明的一些實施例中，所述步驟（1）中的紅土鎳礦、還原劑、石灰石和添加劑的重量配比為：還原劑添加量為理論添加量的1.0-1.6倍，石灰石的添加重量為紅土鎳礦重量的0-40%；添加劑添加重量為紅土鎳礦重量的0-10%。添加劑是工業(yè)純堿、硼砂、硫酸鹽、鐵粉、氯化鈉、獨居石、蛭石中的一種或幾種；還原劑為固態(tài)含碳物料。優(yōu)選的，所述含碳物料可以是蘭炭、煤、炭黑中的一種或幾種。由此，有助于紅土鎳礦的還原反應(yīng)的進(jìn)行。

（2）將原料混合物加入制球裝置進(jìn)行制球處理，得到含水球團。根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述系統(tǒng)包括制球裝置，用于將原料混合物進(jìn)行制球處理，得到含水球團。與傳統(tǒng)干球入轉(zhuǎn)底爐的工藝相比，本發(fā)明去掉了轉(zhuǎn)底爐爐前的含水球團烘干這一流程，縮短了工藝流程，大大降低了設(shè)備投資。

（3）將含水球團加入轉(zhuǎn)底爐裝置進(jìn)行干燥、還原處理，得到還原產(chǎn)品。

根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，該系統(tǒng)包括所述轉(zhuǎn)底爐裝置，用于將含水球團干燥、還原，得到還原產(chǎn)品，所述轉(zhuǎn)底爐裝置包括：依次相鄰的進(jìn)料區(qū)、干燥預(yù)熱區(qū)、還原區(qū)和出料區(qū)，其中，所述轉(zhuǎn)底爐采用分段加熱方式，所述干燥預(yù)熱區(qū)采用所述干燥管進(jìn)行加熱，所述還原區(qū)采用所述燒嘴進(jìn)行加熱。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)底爐采用分段加熱的方式，解決了燒嘴易堵塞的難題。所述含水球團經(jīng)由所述轉(zhuǎn)底爐裝置的進(jìn)料區(qū)進(jìn)入，然后通過干燥預(yù)熱區(qū)進(jìn)行干燥處理后，進(jìn)去還原區(qū)進(jìn)行還原反應(yīng)，最后，得到的還原產(chǎn)品經(jīng)由出料區(qū)排出。所述含水球團在轉(zhuǎn)底爐裝置的反應(yīng)條件為：干燥預(yù)熱區(qū)最低溫度700-1000℃，進(jìn)行物料表水脫除、紅土鎳礦結(jié)晶水的脫除以及物料的預(yù)熱；還原區(qū)最高溫度1300-1500℃，對紅土鎳礦中鎳、鐵進(jìn)行還原；轉(zhuǎn)底爐裝置旋轉(zhuǎn)一周時間為30min-90min。與傳統(tǒng)轉(zhuǎn)底爐工藝相比，本發(fā)明轉(zhuǎn)底爐燒嘴不易堵塞，設(shè)備作業(yè)率更高。

（4）將還原產(chǎn)品加入到破碎跳汰分選裝置破碎后進(jìn)行跳汰分級處理，得到第一產(chǎn)品粒狀鎳鐵和尾渣。根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，該系統(tǒng)還包括所述破碎跳汰分選裝置，用于將還原產(chǎn)品破碎后進(jìn)行跳汰分級處理，得到第一產(chǎn)品粒狀鎳鐵和尾渣。在本發(fā)明的一些實施例中，還原產(chǎn)品在破碎跳汰分選裝置處理后得到第一產(chǎn)品粒狀鎳鐵，所述第一產(chǎn)品粒狀鎳鐵的粒度在0.5mm以上。由此，該系統(tǒng)實現(xiàn)了對紅土鎳礦的有效回收，得到了鎳鐵產(chǎn)品。

（5）將尾渣加入到磨礦磁選裝置進(jìn)行磨礦磁選處理，得到第二產(chǎn)品粉狀鎳鐵和尾礦。根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，該系統(tǒng)還包括所述磨礦磁選裝置，用于將尾渣進(jìn)行磨礦磁選處理來促使磁性鎳鐵粉與非磁性脈石分離，得到第二產(chǎn)品粉狀鎳鐵和尾礦。在本發(fā)明的一些實施例中，所述步驟（4）中的第一產(chǎn)品粒狀鎳鐵和所述步驟（5）中的第二產(chǎn)品粉狀鎳鐵的鎳回收率之和大于88%，使有價金屬鎳得到充分回收。由此，該系統(tǒng)實現(xiàn)了對紅土鎳礦的高效回收，得到了鎳鐵產(chǎn)品。

發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，根據(jù)本發(fā)明實施例的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，采用濕球直接入轉(zhuǎn)底爐的流程處理紅土鎳礦，縮短了預(yù)處理流程，降低了生產(chǎn)成本與設(shè)備投資。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)底爐采用分段加熱的方式，解決了燒嘴易堵塞的難題，設(shè)備作業(yè)率更高，實現(xiàn)了紅土鎳礦的低溫還原冶煉。本系統(tǒng)不需對還原產(chǎn)品進(jìn)行高溫熔煉，而是進(jìn)行物理分選即可得到最終產(chǎn)品，該工藝能耗低，成本低。并且，所述還原產(chǎn)品經(jīng)過兩次回收處理，使得紅土鎳礦的回收率有所提高，由此，該系統(tǒng)實現(xiàn)了紅土鎳礦的高效回收。

實施例1

選用TFe18.5％，含Ni 1.5％的紅土鎳礦作為原料，先將紅土鎳礦破碎至3mm以下，按照還原劑添加量為理論添加量的1.0倍、石灰石添加量為紅土鎳礦重量的10%、工業(yè)堿添加量為紅土鎳礦重量的4%、獨居石添加量為紅土鎳礦重量的2%的配比進(jìn)行混合-制球，得到的含水球團含水率是15%，將含水球團直接布入轉(zhuǎn)底爐裝置進(jìn)行干燥、還原處理，轉(zhuǎn)底爐裝置的干燥預(yù)熱區(qū)采用干燥管進(jìn)行加熱，還原區(qū)采用蓄熱式燒嘴加熱；干燥預(yù)熱區(qū)的圓環(huán)夾角為20°，還原區(qū)的圓環(huán)夾角為270°；干燥預(yù)熱區(qū)入爐最低溫度為900℃，還原區(qū)最高溫度為1380℃；轉(zhuǎn)底爐裝置旋轉(zhuǎn)一周時間35min，轉(zhuǎn)底爐裝置出料區(qū)得到的還原產(chǎn)品破碎后用跳汰機進(jìn)行分級處理，得到平均鎳品位10.2%的粒狀鎳鐵產(chǎn)品和尾渣，尾渣磨細(xì)至200目占70%后進(jìn)行濕式磁選，得到鎳品位4.9%的磁性粉狀鎳鐵產(chǎn)品，粒狀鎳鐵產(chǎn)品及粉狀鎳鐵產(chǎn)品的綜合鎳品位是6.5%，綜合鎳回收率是90.2%。

實施例2

選用TFe22.3％，含Ni 1.78％的紅土鎳礦作為原料，先將紅土鎳礦破碎至1mm以下，按照還原劑添加量為理論添加量的1.4倍，石灰石添加量為紅土鎳礦重量的25%、硼砂添加量為紅土鎳礦重量的5%、氯化鈉添加量為紅土鎳礦重量的3%的配比進(jìn)行混合-制球，得到的含水球團含水率是17%，將含水球團直接布入轉(zhuǎn)底爐裝置進(jìn)行干燥、還原處理，轉(zhuǎn)底爐裝置的干燥預(yù)熱區(qū)采用干燥管進(jìn)行加熱，還原區(qū)采用普通燒嘴加熱；干燥預(yù)熱區(qū)的圓環(huán)夾角為120°，還原區(qū)的圓環(huán)夾角為200°；干燥預(yù)熱區(qū)入爐最低溫度為800℃，還原區(qū)最高溫度為1450℃；轉(zhuǎn)底爐裝置旋轉(zhuǎn)一周時間60min，轉(zhuǎn)底爐裝置出料區(qū)得到的還原產(chǎn)品破碎到3mm后用跳汰機進(jìn)行分級處理，得到平均鎳品位11.8%的粒狀鎳鐵產(chǎn)品和尾渣，尾渣磨細(xì)至200目占60%后進(jìn)行磁選，得到鎳品位5.7%的磁性粉狀鎳鐵產(chǎn)品，粒狀鎳鐵產(chǎn)品及粉狀鎳鐵產(chǎn)品的綜合鎳品位是7.8%，綜合鎳回收率是91%。

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)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術(shù)語應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機械連接，也可以是電連接；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)部的連通或兩個元件的相互作用關(guān)系。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接觸，或第一和第二特征通過中間媒介間接接觸。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面” 可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。

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)語的示意性表述不必針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任一個 或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特征進(jìn)行結(jié)合和組合。

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。