镍红土矿RKEF法工艺进展.docVIP

文章编号:1007 － 967X 2012 02 － 0034 － 04 * 镍红土矿 法工艺进展 RKEF 秦丽娟，赵景富，孙 镇，郑 鹏 沈阳有色金属研究院，辽宁 沈阳 110141 摘 要: 介绍了世界先进的镍红土矿火法冶炼 RKEF 法，对其工艺流程进行了详细的说明，对电炉 和回转窑等主要设备的作用、工作原理进行了分析，以世界范围内先进 RKEF 法工厂的操 作参数为依据对电炉和回转窑的现状和发展进行了分析。还对近年来出现的新熔炼工艺 进行了探讨。 关键词: 镍红土矿; RKEF 法; 回转窑; 电炉 中图分类号:TF815 文献标识码:B 见图 1。 回转窑和电炉是该工艺中的关键设备，干燥窑 根据原料情况选用。干燥回转窑和焙烧回转窑的燃 料是由磨煤机提供的煤粉，煤粉通过直吹的形式直 接供给干燥窑或回转窑。作为配料加入回转窑中的 还原煤和燃料煤是同一种煤，但粒度有所区别。干 燥窑在窑头引入热空气，通过顺流的形式实现对湿 矿的干燥; 回转窑采用逆流的形式对配料进行焙烧 前 言 1 含镍红土矿是由含镍橄榄岩在热带或亚热带地 区经长期风化淋滤变质而成的，矿层一般形成几层， 顶部是一层崩积层，含镍较低，一般弃置堆存; 接着 下面是褐铁矿层，含铁多、硅镁少、镍低、钴较高，一 般采用湿法工艺回收金属; 再下一层是混有脉石的 残积层矿，含硅镁高、低铁、镍较高、钴较低，这类矿 一般采用火法工艺处理［1 ～ 3］。 目前，世界范围内的红土镍矿火法冶炼主流工 艺是: 回转窑焙烧 － 电炉熔炼，即 RKEF 法，世界先 进的 RKEF 法生产企业的基本标准是，一条生产线 具有 160 t /h 处理能力的回转窑配套 80 MW 的矿热 炉，每年处理将近 1． 3 亿 t 的红土镍矿［4］。随着回 转窑和电炉技术的不断进步，例如回转窑内壁上的 环状挡圈的应用、热源的改善，电炉电极遮弧技术和 电炉边墙铜水套水冷系统的应用［5］等，回转窑和电 炉的处理能力不断增加，使一条 RKEF 法生产线能 够实现一台 240 t /h 回转窑配套一台 120 MW 的电 炉［6］，每年处理 2 亿 t 镍红土干矿 含镍 2% 。下 面我们对 RKEF 法的工艺流程及其主要设备电炉和 回转窑的作用、工作原理、操作参数及新工艺等进行 探讨。 和预还原 收尘设备全部采用布袋收尘器 干燥窑 。 ， 、 回转窑、电炉等三种烟尘经收集后按照一定比例用 压球机进行团料的制备。 图 1 RKEF 法工艺流程图 主要设备如下: 干燥窑: 1 m × 10 m; 回转窑: 1． 5 m × 12． 5 m; 矿热电炉: 圆形，炉壳直径 3． 4 m，高度 2． 5 m; 电极: 石墨电极; RKEF 法工艺 本文以 沈 阳 有色金属研究院红土镍矿火法 RKEF 法冶炼试验基地为例，介绍 RKEF 法的主要 工艺流程和基本设备。RKEF 法工艺流程为: 干燥 回转窑干燥 － 焙烧回转窑预还原 － 电炉还原熔炼， 2 收稿日期:2011 － 10 － 09 作者简介:秦丽娟 1979— ，女，研究生，工程师，主要从事镍红土矿冶炼、炉渣综合利用等研究工作。 * 变压器: 1 000 kVA; 压球机: 350 型 － 1MQJ。 回转窑 窑中部，开始脱除干矿结晶水，直到卸料前，干矿被 煤和一氧化碳部分还原，最终所得的焙砂中的镍以 金属 Ni 和 Ni2 + 两种形式存在［7］，干矿中的大部分 铁也被还原为 Fe2 + 。焙砂通过焙砂运输系统输送 到电炉。回转窑的烟气由窑尾排出，经收尘装置收 尘后，由专用烟道排到空气中。 3 3． 1 作 用 回转窑在整个镍红土矿 RKEF 法流程中的作 用，有如下几点: 使红土矿表面水分彻底蒸发; 脱除镍红土矿的结晶水，即烧损; 预还原反应部分还原矿石中的铁、镍和钴 1 2 3 氧化物; 4 焙砂加热到 800 ℃ 左右。 图 2 RKEF 法回转窑工作原理图 例: 某企业采用 2 台回转窑干燥，干燥窑规格为 在这里要说明的是，干燥回转窑是跟据处理矿 物的情况而选定的。我国采用 RKEF 法的镍铁生产 企业，多数使用来自缅甸、印度尼西亚等东南亚国家 的镍红土矿，其特点之一是含水量比较高，最高可达 35% 左右，在这种情况下，多选用干燥回转窑对原矿 进行干燥，减少矿粘黏，降低整个 RKEF 法流程中的 烟尘产量，减少原矿中镍的损失。 m，燃料为粉煤，矿石含水由 30% 5． 0 m × 40 ～ 35% 干燥至 20% ～ 22% 。干燥矿石、还原煤、烟尘 粒料通过胶带运输机加入回转窑。回转窑规格为 5． 5 m × 115 m，两台回转窑，混合物料在回转窑内 经脱水、预热、焙烧及部分还原产出