本發(fā)明涉及有色金屬火法冶煉技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種旋浮鎳冶煉方法，本發(fā)明還涉及適用于上述旋浮鎳冶煉方法的一種旋浮鎳冶煉裝置。

背景技術(shù)：

硫化鎳精礦一般含鎳1％，經(jīng)選礦富集后硫化鎳精礦的品位可達(dá)到6％～12％，還富含一定量的其他有價(jià)金屬、如銅、鈷以及金、銀等貴金屬，同時(shí)還含有更高含量的鐵和氧化鎂。

目前，硫化鎳精礦造锍冶煉工藝是目前鎳火法冶煉的主要方法，主要使用的有三種操作形式：1、閃速熔煉—閃速吹煉，得到高鎳锍；2、閃速熔煉—PS轉(zhuǎn)爐吹煉，得到高鎳锍；3、頂吹熔池熔煉—頂吹熔池吹煉，得到高鎳锍。上述方法中，由于閃速吹煉的噴嘴采用的是文丘里和中央擴(kuò)散型噴嘴，具有偏析、反應(yīng)不充分，生成渣中含F(xiàn)e₃O₄和銅鎳高、鎳锍品位低等問題；采用PS轉(zhuǎn)爐吹煉，存在低空SO₂污染嚴(yán)重及處理能力有限等缺點(diǎn)；而頂吹熔池吹煉的方法存在生產(chǎn)效率低和能源消耗大等缺點(diǎn)。

因此，如何更加高效、簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)鎳的冶煉，已經(jīng)成為目前本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種旋浮鎳冶煉方法，其能夠進(jìn)一步的提高硫化鎳化物的冶煉效果，本發(fā)明還提供了適用于上述旋浮鎳冶煉方法的一種旋浮鎳冶煉裝置。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種旋浮鎳冶煉方法，包括以下步驟：

令干燥的鎳精礦粉和鎳锍中的一者，與含鎳物料和熔劑按比例混合形成混合物料，并使所述混合物料進(jìn)入噴嘴的物料通道中，再經(jīng)過所述物料通道進(jìn)入到冶煉爐的反應(yīng)塔中；

反應(yīng)氣體在所述噴嘴的旋流器作用下形成旋流，并進(jìn)入到所述噴嘴的旋流氣體通道中，所述旋流在所述旋流氣體通道的引導(dǎo)下經(jīng)過所述噴嘴的文丘里通道，并最終進(jìn)入所述反應(yīng)塔；

向位于所述反應(yīng)塔內(nèi)的沉淀池中噴入固體還原劑，以在所述沉淀池內(nèi)的溶體表面形成還原劑漂浮層；

經(jīng)過所述文丘里通道而被高速膨脹的所述旋流，在所述反應(yīng)塔中與所述混合物料接觸反應(yīng)；

接觸反應(yīng)生成的熔滴落入到所述沉淀池中，并與所述還原劑漂浮層接觸，以將所述熔滴中的鎳氧化物和高價(jià)的鐵氧化物還原，分別生成金屬鎳和低價(jià)鐵氧化物，所述金屬鎳和所述低價(jià)鐵氧化物進(jìn)入所述還原劑漂浮層的底部進(jìn)行分離，以得到鎳锍和渣；

接觸反應(yīng)生成的富含二氧化硫的高溫氣體，經(jīng)沉淀池頂部的空間進(jìn)入到所述冶煉爐的上升煙道中，設(shè)置在所述上升煙道上的燃燒槍向所述高溫氣體中噴入富氧空氣并引燃所述高溫氣體，燃燒后的剩余氣體從所述冶煉爐中排至余熱鍋爐，以進(jìn)行余熱回收。

優(yōu)選的，上述旋浮鎳冶煉方法中，還包括以下步驟：

通過所述噴嘴的輔助氧氣通道和輔助燃料通道向所述反應(yīng)塔中補(bǔ)充反應(yīng)氣體和/或燃料。

優(yōu)選的，上述旋浮鎳冶煉方法中，向所述噴嘴輸送所述混合物料的過程還包括以下操作：

使用輸料管將所述混合物料送入到所述噴嘴中，并先進(jìn)入所述噴嘴的流化給料器中進(jìn)行流化，然后再進(jìn)入到所述物料通道中。

優(yōu)選的，上述旋浮鎳冶煉方法中，所述熔劑為石英砂顆粒，并且所述鎳精礦粉、所述含鎳物料和所述石英砂顆粒中，水份含量均小于0.5％。

優(yōu)選的，上述旋浮鎳冶煉方法中，所述反應(yīng)氣體中的氧氣濃度為40％VOL～95％VOL，所述旋流進(jìn)入所述冶煉爐的旋轉(zhuǎn)流速為220m/s～300m/s。

優(yōu)選的，上述旋浮鎳冶煉方法中，所述輔助氣體通道噴入所述反應(yīng)氣體的流量為50Nm³/h～500Nm³/h，所述輔助燃料通道噴入燃料的流量為20Nm³/h～200Nm³/h。

優(yōu)選的，上述旋浮鎳冶煉方法中，所述固體還原劑為粒度小于10mm，加入量為1t/h～10t/h的煤粉或焦炭。

優(yōu)選的，上述旋浮鎳冶煉方法中，所述燃燒槍噴出的所述富氧空氣的流量為0Nm³/h～100Nm³/h。

一種旋浮鎳冶煉裝置，包括輸料管、冶煉爐，以及連通所述輸料管和所述冶煉爐的噴嘴，適用于上述任意一項(xiàng)所述的旋浮鎳冶煉方法，其中：

所述噴嘴包括：導(dǎo)流反應(yīng)氣體的旋流氣體通道，所述旋流氣體通道的進(jìn)氣口上設(shè)置有旋流器；設(shè)置在所述旋流氣體通道內(nèi)的文丘里通道；套設(shè)在所述旋流氣體通道的外側(cè)，并與所述輸料管連通的物料通道；

所述冶煉爐包括：開設(shè)在所述冶煉爐的爐體上，用于向所述冶煉爐的沉淀池內(nèi)噴入固體還原劑的還原劑入口；開設(shè)在所述冶煉爐的爐體上，能夠分別導(dǎo)出所述沉淀池內(nèi)被分離的不同固體生成物的多個(gè)生成物出口；設(shè)置在所述冶煉爐的上升煙道上，能夠向所述上升煙道內(nèi)噴射富氧空氣的燃燒槍。

優(yōu)選的，上述旋浮鎳冶煉裝置中，所述文丘里通道的最小內(nèi)徑d，不大于所述旋流氣體通道的內(nèi)徑D，且大于D/2。

優(yōu)選的，上述旋浮鎳冶煉裝置中，所述旋流器通過垂直于所述旋流氣體通道的進(jìn)氣管，與所述旋流氣體通道連接形成，并且所述進(jìn)氣管和所述旋流氣體通道連通形成氣體入口，所述氣體入口包括靠近所述進(jìn)氣管的收縮口和靠近所述旋流氣體通道的切向口。

優(yōu)選的，上述旋浮鎳冶煉裝置中，所述物料通道與所述輸料管連通的部位設(shè)置有流化給料器，并且所述輸料管相對(duì)于所述物料通道傾斜設(shè)置，所述輸料管相對(duì)于水平面的傾斜角度為10度～40度。

優(yōu)選的，上述旋浮鎳冶煉裝置中，還包括：

設(shè)置在所述旋流氣體通道內(nèi)的輔助氧氣通道；

套設(shè)在所述輔助氧氣通道的外側(cè)，并位于所述旋流氣體通道內(nèi)的輔助燃料通道。

優(yōu)選的，上述旋浮鎳冶煉裝置中，還包括套設(shè)在所述輔助燃料通道的外壁上，且能夠沿所述輔助燃料通道的軸向往復(fù)移動(dòng)的調(diào)節(jié)錐，以及設(shè)置在所述旋流氣體通道的頂壁外側(cè)，控制所述調(diào)節(jié)錐移動(dòng)的控制器。

優(yōu)選的，上述旋浮鎳冶煉裝置中，所述旋流氣體通道、所述文丘里通道、所述物料通道、所述輔助氧氣通道和所述輔助燃料通道同軸設(shè)置，并且所述旋流氣體通道的頂壁為弧形壁面。

優(yōu)選的，上述旋浮鎳冶煉裝置中，所述輔助燃料通道、所述輔助氧氣通道的出氣口和所述旋流氣體通道的出氣口平齊設(shè)置。

本發(fā)明提供的旋浮鎳冶煉方法，其操作過程為：將干燥的鎳精礦粉和鎳锍中的一者，與含鎳物料和熔劑按比例混合，以形成混合物料，并將混合物料均勻的送入到噴嘴的物料通道中，混合物料在重力的作用下經(jīng)物料通道進(jìn)入到冶煉爐的反應(yīng)塔中；反應(yīng)氣體進(jìn)入到噴嘴的旋流器中，使反應(yīng)氣體形成旋流并沿切線方向進(jìn)入旋流氣體通道內(nèi)形成旋流風(fēng)，在旋流氣體通道內(nèi)以旋轉(zhuǎn)流動(dòng)的方式向反應(yīng)塔移動(dòng)，在此移動(dòng)過程中，旋流風(fēng)經(jīng)過文丘里通道后，旋流風(fēng)以高速膨脹、旋流的方式噴射進(jìn)入反應(yīng)塔，形成噴射旋流氣體；向反應(yīng)塔底部靠近沉淀池的區(qū)域均勻的噴入固體還原劑，令固體還原劑落入沉淀池內(nèi)，并漂浮在沉淀池內(nèi)的溶體表面，形成炙熱的還原劑漂浮層；噴射旋流氣體在高速膨脹的作用下快速與進(jìn)入反應(yīng)塔的混合物料接觸，并在旋流的作用下，旋流氣體將混合物料卷吸進(jìn)入噴射氣流中，隨著溫度的不斷升高，混合物料與反應(yīng)氣體不斷碰撞而快速反應(yīng)，反應(yīng)生成的熔滴首先落入炙熱的還原劑漂浮層上，通過還原劑漂浮層將熔滴中的鎳氧化物和高價(jià)的鐵氧化物，還原為金屬鎳和低價(jià)鐵氧化物，之后接觸反應(yīng)以及還原生成的金屬鎳和低價(jià)鐵氧化物進(jìn)入到還原劑漂浮層的底部，而進(jìn)一步分離為鎳锍(該鎳锍指的是接觸反應(yīng)和還原反應(yīng)生成的鎳锍，并不是指混合原料中所含有的鎳锍)和渣；接觸反應(yīng)產(chǎn)生的富含二氧化硫的高溫氣體，經(jīng)沉淀池上部的空間進(jìn)入上升煙道，設(shè)置在上升煙道上的燃燒槍將向高溫氣體中噴射富氧空氣，并引燃高溫氣體中可燃燒的成分氣體(如CO)，然后將燃燒后的剩余氣體從冶煉爐排至余熱鍋爐，回收余熱后進(jìn)行轉(zhuǎn)化制酸。

本發(fā)明提供的旋浮鎳冶煉方法，通過采用中央旋流噴射反應(yīng)氣體的方式，將進(jìn)入反應(yīng)塔的混合物料快速卷吸進(jìn)入旋流中來實(shí)現(xiàn)接觸反應(yīng)，具有混合均勻、介質(zhì)間多次接觸反應(yīng)的特點(diǎn)，從而使得反應(yīng)更加充分，氧利用率更高；且通過有效控制入爐的氧量可以有效控制混合物料的反應(yīng)程度，防止在反應(yīng)塔內(nèi)生成Fe₃O₄或降低反應(yīng)塔內(nèi)Fe₃O₄的生成量，提高鎳锍的生產(chǎn)量，從而提高渣的流動(dòng)性以降低渣中鎳、銅的含量，提高鎳和銅的直收率。并且，加入固體還原劑的方式，會(huì)使固體還原劑隨熔融體進(jìn)入渣層和鎳锍層，在起到還原介質(zhì)的同時(shí)，還會(huì)燃燒(固體還原劑優(yōu)選為煤粉或焦炭)釋放熱量，提高渣的溫度，比向沉淀池噴入燃料燃燒輻射熱量的加熱效果更好。

本發(fā)明提供的旋浮鎳冶煉裝置，主要包括輸料管、冶煉爐以及連通輸料管和冶煉爐的噴嘴，其中的噴嘴又包括旋流氣體通道、旋流器、文丘里通道、物料通道。旋流器設(shè)置在旋流氣體通道的進(jìn)氣口上，用于使進(jìn)入到旋流氣體通道內(nèi)的反應(yīng)氣體形成旋流，反應(yīng)氣體形成旋流后，在旋流氣體通道的導(dǎo)向下沿其軸向旋動(dòng)，而文丘里通道由于固定設(shè)置在旋流氣體通道的內(nèi)壁上，所以旋流會(huì)進(jìn)入到文丘里通道中，在文丘里通道的作用下，使得旋流以高速膨脹的狀態(tài)進(jìn)入到冶煉爐中(具體為冶煉爐的反應(yīng)塔中)，同時(shí)，粉末狀的混合物料經(jīng)過輸料管進(jìn)入到套設(shè)在旋流氣體通道外側(cè)的物料通道中，并與形成旋流的反應(yīng)氣體一同進(jìn)入到冶煉爐中，使得混合物料在高溫環(huán)境下被卷吸進(jìn)旋流中，并與反應(yīng)氣體不斷碰撞而快速反應(yīng)，然后進(jìn)入反應(yīng)塔下方的沉淀池中，被分離出鎳锍和渣，反應(yīng)產(chǎn)生的高溫氣體富含二氧化硫，被從冶煉爐排至余熱鍋爐中用以其他用途。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的旋浮鎳冶煉裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為一種噴嘴的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為另一種噴嘴的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為旋流器的工作示意圖。

在圖1-圖4中：

1-噴嘴，2-流化給料器，3-輸料管，4-冶煉爐；

101-旋流氣體通道，102-旋流器，103-文丘里通道，104-物料通道，105-頂壁，106-輔助氧氣通道，107-輔助燃料通道，108-調(diào)節(jié)錐，109-控制器；

1021-進(jìn)氣管，1022-收縮口，1023-切向口。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明提供了一種旋浮鎳冶煉裝置，其能夠進(jìn)一步的提高硫化鎳的冶煉效果。

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

如圖1-圖4所示，本發(fā)明實(shí)施例提供的旋浮鎳冶煉裝置，主要包括輸料管3、冶煉爐4(本實(shí)施例中，冶煉爐4具體為閃速爐)以及連通輸料管3和冶煉爐4的噴嘴1，本申請(qǐng)主要對(duì)噴嘴1進(jìn)行了改進(jìn)，具體的，改進(jìn)后的噴嘴1包括：導(dǎo)流反應(yīng)氣體的旋流氣體通道101，旋流氣體通道101的進(jìn)氣口上設(shè)置有使反應(yīng)氣體形成旋流的旋流器102；同軸設(shè)在旋流氣體通道101內(nèi)并與旋流氣體通道101的內(nèi)壁連接的文丘里通道103，形成旋流的反應(yīng)氣體經(jīng)過文丘里通道103后，反應(yīng)氣體以高速膨脹、旋流的方式噴射進(jìn)冶煉爐4的反應(yīng)塔，形成噴射旋流氣體；套設(shè)在旋流氣體通道101的外側(cè)并與輸料管3連通的物料通道104，物料通道104用于輸送由干燥的鎳精礦粉和鎳锍中的一者，與含鎳物料和熔劑按比例混合形成的混合物料。

上述旋浮鎳冶煉裝置在進(jìn)行工作時(shí)，被輸料管3送來的混合物料經(jīng)過物料通道104進(jìn)入到冶煉爐4的反應(yīng)塔中，與此同時(shí)，反應(yīng)氣體進(jìn)入到旋流氣體通道101中，進(jìn)入到旋流氣體通道101的過程中，反應(yīng)氣體首先進(jìn)入到旋流器102中而形成旋流，之后在旋流氣體通道101的導(dǎo)向下沿旋流氣體通道101的軸向移動(dòng)，并進(jìn)入到文丘里通道103中，在文丘里通道103的作用下，使得旋流以高速膨脹的狀態(tài)進(jìn)入到反應(yīng)塔中，形成噴射旋流氣體。噴射旋流氣體在高速膨脹的作用下，快速與進(jìn)入反應(yīng)塔的混合物料接觸，并在旋流作用下，將混合物料卷吸進(jìn)入噴射旋流氣體中，隨著溫度的不斷升高，混合物料與反應(yīng)氣體不斷碰撞而快速反應(yīng)，然后進(jìn)入反應(yīng)塔下方的沉淀池(圖中未示出)中，進(jìn)行沉降分離，形成渣層和鎳锍層。反應(yīng)產(chǎn)生的高溫氣體富含二氧化硫，經(jīng)沉淀池上部的空間進(jìn)入冶煉爐4的上升煙道(圖中未示出)，依據(jù)高溫氣體中CO含量情況，通過設(shè)置在上升煙道上的燃燒槍(圖中未示出)向上升煙道內(nèi)噴入富氧空氣(富氧空氣指的是氧氣的體積分?jǐn)?shù)大于普通空氣中的平均氧氣體積分?jǐn)?shù)的空氣)，使之與高溫氣體混合，然后引燃高溫氣體以去除其中的可燃燒成分(如CO等)，然后將燃燒后的剩余氣體從冶煉爐排至余熱鍋爐，回收余熱后進(jìn)行轉(zhuǎn)化制酸。

本實(shí)施例提供的旋浮鎳冶煉裝置，具有適合工業(yè)化生產(chǎn)、環(huán)保效果好、能耗低等優(yōu)點(diǎn)，具體的是通過將噴嘴1設(shè)置為上述結(jié)構(gòu)，使得氣-固接觸更加充分，從而令冶煉反應(yīng)能夠充分進(jìn)行，氧氣利用率得到了提高，渣含鎳量和含銅量降低，煙塵發(fā)生率也得到了降低。同時(shí)還可以采用較高的富氧濃度的反應(yīng)氣體，提高了煙氣的二氧化硫含量，令煙氣帶走的熱量降低，而且還能夠適應(yīng)投料量大范圍波動(dòng)的需要，令產(chǎn)能得到了顯著提升，且能耗低，投資少。

另外，上述結(jié)構(gòu)的反應(yīng)空間小，由于反應(yīng)氣體以旋流方式流動(dòng)，使得反應(yīng)空間中無反應(yīng)死區(qū)，且對(duì)爐體耐火材料的沖刷較小，而且改進(jìn)后的噴嘴1，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制、操作、維護(hù)等更加方便、可靠，能夠充分利用流體的勢(shì)能，運(yùn)行成本也較低。

為了進(jìn)一步優(yōu)化技術(shù)方案，本實(shí)施例提供的旋浮鎳冶煉裝置中，文丘里通道103的最小內(nèi)徑為d，旋流氣體通道101的內(nèi)徑為D，則優(yōu)選D/2<d≤D，如圖2和圖3所示，文丘里通道103的弧度半徑為R，則優(yōu)選d<R<D。上述數(shù)值范圍的選擇，更加有利于反應(yīng)氣體的高速膨脹，所以將其作為優(yōu)選。并且，優(yōu)選文丘里通道103的最下端是文丘里通道103的圓弧與旋流氣體通道101垂直壁的交點(diǎn)，該設(shè)置能夠?qū)Ψ磻?yīng)氣體更近一步的起到加速膨脹的作用，使反應(yīng)氣體在進(jìn)入反應(yīng)塔后滿足旋流風(fēng)速220m/s-300m/s的要求，且使氣流快速膨脹，卷吸旋流周圍的混合物料，使形成的氣-固旋流體能量更大，對(duì)促進(jìn)氣-固、固-固的多次碰撞反應(yīng)提供了更加良好的反應(yīng)條件。

此外，本實(shí)施例中的文丘里通道103還可以僅包括收縮段和圓喉段，圓喉段的端口和旋流氣體通道101的出氣口平齊設(shè)置，如圖3所示。此種設(shè)置方式，同樣能夠起到反應(yīng)氣體快速膨脹的作用，所以也將其作為一種優(yōu)選結(jié)構(gòu)。

本實(shí)施例中，旋流器102包括：旋流管；與旋流管切向連通的進(jìn)氣管1021，進(jìn)氣管1021和旋流管連通形成的氣體入口，包括靠近進(jìn)氣管1021的收縮口1022和靠近旋流管的切向口1023，如圖4所示。為了使結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單，本實(shí)施例優(yōu)選收縮口1022的一側(cè)為旋流管的外壁，另一側(cè)形成收縮口1022為。

優(yōu)選的，物料通道104與輸料管3連通的部位設(shè)置有流化給料器2，如圖1所示。本實(shí)施例中，增設(shè)流化給料器2的作用，是為了使混合物料均勻能夠更加均勻的進(jìn)入到物料通道104中，進(jìn)而更加均勻的進(jìn)入到反應(yīng)塔中，從而最大程度的防止偏析現(xiàn)象的發(fā)生，令反應(yīng)效果更加突出。

進(jìn)一步的，輸料管3相對(duì)于物料通道104傾斜設(shè)置，輸料管3相對(duì)于水平面的傾斜角度為10度～40度。本實(shí)施例中，令輸料管3相對(duì)于整體沿豎直方向設(shè)置的噴嘴1傾斜設(shè)置，是為了最大程度的降低物料直接進(jìn)入噴嘴1的沖擊力，從而避免因沖擊力過大而對(duì)噴嘴1內(nèi)的結(jié)構(gòu)造成損害；另外，使輸料管3相對(duì)于水平面的傾斜角度優(yōu)選為10度～40度，能夠使得混合物料可以經(jīng)過較小的斜度流入流化給料器2，使混合物料更加均勻的進(jìn)入噴嘴1，為反應(yīng)塔內(nèi)的充分反應(yīng)提供更加良好的條件。

更優(yōu)選的，本實(shí)施例提供的旋浮鎳冶煉裝置中，還包括設(shè)置在旋流氣體通道101內(nèi)，用于向冶煉爐4的反應(yīng)塔內(nèi)補(bǔ)充氧氣或反應(yīng)氣體的輔助氧氣通道106，以及套設(shè)在輔助氧氣通道106的外側(cè)，并位于旋流氣體通道101內(nèi)，用于向反應(yīng)塔內(nèi)噴入燃料以補(bǔ)充反應(yīng)所需熱量的輔助燃料通道107，如圖2和圖3所示。本實(shí)施例中，考慮到鎳精礦氧化產(chǎn)生的反應(yīng)熱相對(duì)較少，反應(yīng)過程中需要補(bǔ)充一定的熱量，所以設(shè)置了輔助氧氣通道106和輔助燃料通道107，以在反應(yīng)塔中央位置通入反應(yīng)氣體和富氧空氣來提供熱量。該熱量是從內(nèi)部向外擴(kuò)散，與反應(yīng)塔壁輻射形成的由外向內(nèi)擴(kuò)散熱共同作用，使混合物料等快速加熱達(dá)到反應(yīng)溫度，提高反應(yīng)效率；同時(shí)中央部位的燃燒還會(huì)起到強(qiáng)化氣-固混合、加速噴嘴1旋流氣體膨脹的作用，從而使得反應(yīng)能夠更加充分、高效的進(jìn)行。

本實(shí)施例中，還包括套設(shè)在輔助燃料通道107的外壁上，且能夠沿輔助燃料通道107的軸向往復(fù)移動(dòng)的調(diào)節(jié)錐108，以及設(shè)置在旋流氣體通道101的頂壁105外側(cè)，控制調(diào)節(jié)錐108移動(dòng)的控制器109。本實(shí)施例中，優(yōu)選管狀的輔助燃料通道107的外壁上設(shè)置有螺紋，調(diào)節(jié)錐108通過螺紋與輔助燃料通道107連接，當(dāng)設(shè)置在頂壁105上的控制器109控制輔助燃料通道107旋轉(zhuǎn)時(shí)，就能夠?qū)崿F(xiàn)調(diào)節(jié)錐108的上下移動(dòng)(類似于絲杠螺母機(jī)構(gòu))。本實(shí)施例還優(yōu)選調(diào)節(jié)錐108的移動(dòng)下限量為文丘里通道103的最小內(nèi)徑處。通過設(shè)置上述結(jié)構(gòu)，可以滿足不同工況條件下，對(duì)風(fēng)量、風(fēng)速的調(diào)節(jié)要求，使反應(yīng)氣體進(jìn)入反應(yīng)塔后具有快速膨脹旋流的作用，保證反應(yīng)的充分進(jìn)行。

如圖2和圖3所示，優(yōu)選旋流氣體通道101、文丘里通道103、物料通道104、輔助氧氣通道106和輔助燃料通道107同軸設(shè)置。本實(shí)施例優(yōu)選上述部件均同軸設(shè)置，能夠使得噴嘴1的結(jié)構(gòu)分布更加緊湊合理，工作可靠性也相對(duì)較高，同時(shí)還能夠?qū)崿F(xiàn)反應(yīng)氣體、混合物料更加均勻的接觸、混合，因此將其作為優(yōu)選方案。

更近一步的，還優(yōu)選旋流氣體通道101的頂壁105為弧形壁面，即弓形頂，如圖2和圖3所示。該結(jié)構(gòu)有利于反應(yīng)氣體形成的旋流快速向下移動(dòng)，相比現(xiàn)有技術(shù)的平頂結(jié)構(gòu)，其對(duì)旋流螺旋流動(dòng)的效果影響較小，能夠促進(jìn)旋流向下(即向靠近反應(yīng)塔的方向)移動(dòng)的更快。

本實(shí)施例中，輔助燃料通道107、輔助氧氣通道106的出氣口優(yōu)選與旋流氣體通道101的出氣口平齊設(shè)置。此種設(shè)置方式也有利于混合物料與反應(yīng)氣體在反應(yīng)塔中的充分混合。

為了使技術(shù)方案更加完善，本實(shí)施例提供的旋浮鎳冶煉裝置中，還包括：開設(shè)在冶煉爐4上，用于向冶煉爐4的沉淀池內(nèi)噴入固體還原劑的還原劑入口(圖中未示出)；開設(shè)在冶煉爐上，能夠分別導(dǎo)出沉淀池內(nèi)被分離的不同固體生成物的多個(gè)生成物出口(圖中未示出)；設(shè)置在冶煉爐的上升煙道上，能夠向上升煙道內(nèi)噴射富氧空氣的燃燒槍(圖中未示出)。

由于本申請(qǐng)中采用旋流噴射的方式令反應(yīng)氣體參加接觸反應(yīng)，使得反應(yīng)塔上部空間中絕大部分或者全部的氧被消耗，令反應(yīng)塔的底部空間處于無氧狀態(tài)，這樣通過在冶煉爐4的反應(yīng)塔底部靠近沉淀池的位置開設(shè)還原劑入口，通過該還原劑入口在反應(yīng)塔底部加入的固體還原劑(即粉煤或焦炭)不會(huì)燃燒，從而在溶體(盛放于沉淀池中的液體)上部形成一層粉煤層或焦炭層，其在高溫的作用下與從反應(yīng)塔上部空間中落下的熔滴進(jìn)行快速的反應(yīng)，將熔滴中的鎳氧化物和Fe₃O₄還原為金屬鎳或低價(jià)鐵氧化物，然后進(jìn)入底部的溶體中進(jìn)行分離，形成渣層和鎳锍層。煤粉或焦炭隨炙熱的熔滴進(jìn)入熔池底部的渣層甚至鎳锍層，發(fā)生燃燒而產(chǎn)生熱量，可以提高渣溫，且能夠使熱量利用率更高。

而由于固體還原劑的加入，使得熔滴中的鎳氧化物和Fe₃O₄被還原，從而不可避免的產(chǎn)生CO，為了降低甚至杜絕排出冶煉爐4的高溫氣體中CO的含量，在冶煉爐4的上升煙道上設(shè)置燃燒槍，通過向高溫氣體中噴入富氧空氣并點(diǎn)火，使高溫氣體中的CO燃燒。該燃燒槍的使用應(yīng)依據(jù)固體還原劑的投入量和高溫氣體中CO的含量來確定是否使用，以及確定通入的富氧空氣的量。

并且，生成物出口也開設(shè)在沉淀池的設(shè)置區(qū)域，并且為多個(gè)，此多個(gè)生成物出口包括至少一個(gè)用于導(dǎo)出渣的渣口，至少一個(gè)用于導(dǎo)出粗鎳的粗鎳口。

本實(shí)施例中，通過對(duì)噴嘴1的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，使混合物料與反應(yīng)氣體混合均勻，且可以實(shí)現(xiàn)氣-固、固-固和氣-氣的多次接觸反應(yīng)，具有反應(yīng)充分、氧利用率高，金屬鎳生成量高，鎳氧化物低等優(yōu)點(diǎn)。對(duì)冶煉爐4的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，使得反應(yīng)塔形成的溶體沉降到沉淀池時(shí)，設(shè)置的還原劑入口加入的固體還原劑形成還原劑漂浮層，以將熔滴中的鎳氧化物和低價(jià)鐵氧化物還原為金屬鎳和低價(jià)態(tài)的鐵氧化物，特別是降低Fe₃O₄的量，然后進(jìn)行沉降分離，形成渣層和鎳锍層。高溫?zé)煔庵泻囊兹紵龤怏w在經(jīng)過上升煙道時(shí)燃燒槍將易氧化氣體燃燒掉。

本實(shí)施例還提供了一種旋浮鎳冶煉方法，該方法能夠應(yīng)用于上述的旋浮鎳冶煉裝置，包括以下步驟：

第一步，令干燥的鎳精礦粉和鎳锍中的一者，與含鎳物料和熔劑按比例混合形成混合物料，使用輸料管3將混合物料送入到噴嘴1中，并使混合物料先進(jìn)入噴嘴1的流化給料器2中進(jìn)行流化，然后再進(jìn)入到物料通道104中，再經(jīng)過物料通道104進(jìn)入到冶煉爐4的反應(yīng)塔中；

第二步，反應(yīng)氣體在進(jìn)入噴嘴1時(shí)，先進(jìn)入到噴嘴1的旋流器102中，并在旋流器102的作用下形成旋流，之后進(jìn)入到噴嘴1的旋流氣體通道101中，旋流在旋流氣體通道101的引導(dǎo)下螺旋流動(dòng)，并經(jīng)過設(shè)置在旋流氣體通道101內(nèi)的文丘里通道103，并最終進(jìn)入反應(yīng)塔；

第三步，在反應(yīng)的過程中，還可以根據(jù)反應(yīng)情況，通過噴嘴1的輔助氧氣通道106和輔助燃料通道107向反應(yīng)塔中補(bǔ)充反應(yīng)氣體和/或燃料，以起到強(qiáng)化氣-固混合、加速噴嘴1旋流氣體膨脹的作用；

第四步，為了進(jìn)一步提高鎳的直收率，向位于反應(yīng)塔內(nèi)的沉淀池中噴入固體還原劑，以在沉淀池內(nèi)的溶體表面形成還原劑漂浮層；

第五步，經(jīng)過文丘里通道103而被高速膨脹的旋流，在反應(yīng)塔中與混合物料接觸反應(yīng)，用于生成鎳；

第六步，接觸反應(yīng)生成的熔滴落入到沉淀池中，并與還原劑漂浮層接觸，以將熔滴中的鎳氧化物和高價(jià)的鐵氧化物還原，分別生成金屬鎳和低價(jià)鐵氧化物，金屬鎳和低價(jià)鐵氧化物進(jìn)入還原劑漂浮層的底部進(jìn)行分離，以得到生成的鎳锍和渣；

第七步，接觸反應(yīng)生成的富含二氧化硫的高溫氣體，經(jīng)沉淀池頂部的空間進(jìn)入到冶煉爐4的上升煙道中，設(shè)置在上升煙道上的燃燒槍向高溫氣體中噴入富氧空氣并引燃高溫氣體，燃燒后的剩余氣體從冶煉爐4中排至余熱鍋爐，以進(jìn)行余熱回收。

需要注意的是，上述各個(gè)步驟并不限于按照上述順序進(jìn)行操作，在符合工藝要求的前提下，上述不同步驟之間可以顛倒順序或者同時(shí)進(jìn)行，例如令反應(yīng)氣體和混合物料同時(shí)進(jìn)入到噴嘴1中。

具體的，上述旋浮鎳冶煉方法中，優(yōu)選反應(yīng)氣體中的氧氣濃度為40％VOL～95％VOL，旋流進(jìn)入冶煉爐4的旋轉(zhuǎn)流速為220m/s～300m/s，輔助氣體通道噴入反應(yīng)氣體的流量為50Nm³/h～500Nm³/h，輔助燃料通道107噴入燃料的流量為20Nm³/h～200Nm³/h，燃燒槍噴出的富氧空氣的流量為0Nm³/h～100Nm³/h。上述數(shù)值的選擇，能夠使反應(yīng)充分的進(jìn)行，以進(jìn)一步提高冶煉效果。當(dāng)然，在保證冶煉反應(yīng)正常進(jìn)行的前提下，上述參數(shù)也可以為其他數(shù)值，本實(shí)施例對(duì)此不做限定。

此外，熔劑為石英砂顆粒，并且鎳精礦粉、含鎳物料和石英砂顆粒中，水份含量均小于0.5％；固體還原劑為粒度小于10mm，加入量為1t/h～10t/h的煤或焦炭。上述數(shù)值和材質(zhì)的選擇，同樣是為了更加充分的提高反應(yīng)效果而做出的優(yōu)先選擇。同樣的，在保證冶煉反應(yīng)正常進(jìn)行的前提下，上述參數(shù)也可以為其他數(shù)值，本實(shí)施例對(duì)此不做限定。

本說明書中對(duì)各部分結(jié)構(gòu)采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)部分的結(jié)構(gòu)重點(diǎn)說明的都是與現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的不同之處，旋浮鎳冶煉裝置的整體及部分結(jié)構(gòu)可通過組合上述多個(gè)部分的結(jié)構(gòu)而得到。

對(duì)所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。