回转窑还原磁选镍铁案例.pptVIP

红土镍矿回转窑直接还原及磁选富集 工艺的生产实践 潘料庭 孙召平 许严邦 张秋艳 北海诚德镍业有限公司 2014年1月 1、前言 镍铁是不锈钢生产用镍的主要来源，红土镍矿直接还原镍铁工艺具有流程短，能耗低，便于还原操作的特点，是目前最经济的冶炼镍铁方法。北海诚德镍业有限公司是一家年产不锈钢超过160万吨的大型不锈钢生产企业，于2013年5月采用红土镍矿回转窑直接还原磁选富集工艺，建设4条Φ3.6χ72m回转窑直接还原镍铁生产线，于2014年1月份投产，并实现了在不锈钢生产中部分代替镍铁应用，在生产实践一年以来，取得了显著的经济效益。 2、红土镍矿回转窑还原机理 在红土镍矿回转窑直接还原磁选工艺中，在窑内，物料的环境热主要由窑头喷煤和部分内配煤燃烧提供热量，使入窑物料达到还原反应所需温度。在物料中加入石灰石、白云石等熔剂是为了通过固相反应降低物料的熔点，调整熔融物的碱度、黏度、使反应能均匀顺利进行，实现渣铁分离。在冶炼过程中，经配料混合压制成球的固体炉料由窑尾加入回转窑，在窑转动时把炉料推向窑头运动，窑头外侧有燃烧器烧嘴燃烧燃料，燃烧废气则由窑尾排出，炉气与炉料逆向运动，炉料在预热段被加热，蒸发水分，过渡段球体和熔剂（石灰石、白云石）开始分解，当进入环境温度达到800℃以上，在料层内金属氧化物开始和固体碳发生还原反应，置换出氧化物中的金属单质。其主要反应原理如下： C+CO2 =2CO NiO+C=Ni+CO NiO+CO=Ni+CO2 3Fe2O3+co=2Fe3O4+CO2 Fe3O4+co=3FeO+CO2 FeO+CO=Fe+CO2 利用NiO还原温度Fe2O3选择性还原原理，可采取缺碳操作，使红土镍矿中几乎所有的镍氧化物优先还原成金属，而高价的Fe2O3适量还原成金属铁，其余还原为FeO进入熔渣，从而达到富集镍的目的。铁的还原程度可以经过还原剂的加入量进行调整。 3、回转窑直接还原镍铁生产所用的原燃料和过程控制 1）原燃料成分 本工艺采用的红土镍矿均来自印度尼西亚，成分波动表较大，内配成分采用无烟煤，窑头喷煤采用烟煤，要求控制的S、P均比较低；熔剂采用白云石粉和石灰石粉，产自广西本地，所采用的原燃料典型成分如下表1，表2，表3所示： 2）、生产过程控制要求 针对生产还原机理和原料成分，结合设备情况，生产过程进行了严格的生产指标控制，从配料成本的目标控制到工艺过程控制、一直到最后的质量指标控制，都进行了严格的审核和分析，生产过程中成品质量控制是指从回转窑中先生产烧结矿，然后烧结矿在磁选出具有一定品位镍铁和尾矿渣。在生产过程中基本达到了以下过程控制目的，如下表4，表5，表6，表7。 说明：表中烧结矿成分是指回转窑出来物料经水淬经磁选出镍铁后的化学成分；磁选镍铁是烧结矿经破碎筛分后磁选机选出的镍铁精粉后的化学分析，要求经过磨矿磁选后镍铁品位达到65%以上。 说明：表中的镍铁成分是磁选出的镍铁精粉经过中频炉熔化去渣后做的镍铁光谱分析。 4、生产工艺流程及主要设计特点 1）、生产工艺流程 设计的红土镍矿直接还原镍铁生产工艺流程主要包括原料系统，红土镍矿破碎烘干系统，配料混料压球系统，回转窑焙烧系统，烧结矿磁选系统，烟气除尘系统等等工序，主要工艺流程如图1所示。 图1 红土镍矿回转窑直接还原磁选工艺流程图 2）、主要工序设计特点 一是在红土镍矿破碎烘干工序中，由于湿矿中含有镍石较多，湿矿首先要经过筛分，将矿中的镍石筛分出破碎至80mm以下，然后同红土镍矿一同进入干燥机内进行烘干处理，烘干后的物料再送入干矿破碎车间，先后经由两道筛分破碎开路系统，最后保证配料用的红土镍矿粒度小于3mm占80%以上。烘干设备能力和破碎机的选用是本工序的关键。 二是在配料混料压球工序中，烘干后的红土镍矿和其它固体燃料、熔剂按照设定好的配比经由皮带称给入输送带上，送入混合机进行调水并混匀，然后压制成球，压球矿经由窑尾筛分装置筛分后给入窑内。压球机的选用和球团矿的含粉率是关键环节。 图 2 红土矿镍石 图 3 压球矿 三是在回转窑焙烧工序中，压球矿的使用可以使得除尘粉末量的减少物料稳定，固相反应充分，液相形成比较均匀，减少结圈生成增成。压球矿同窑头喷煤燃烧产生的废烟