一种利用红土镍矿提取镍资源的熔炼系统的制作方法

本技术涉及红土镍矿冶炼，特别涉及一种利用红土镍矿提取镍资源的熔炼系统。

背景技术：

1、全球镍矿资源主要类型为硫化镍矿和氧化镍矿，其中硫化镍矿是提取金属镍的主要来源，但随着硫化镍矿的日渐枯竭，储量更大的氧化镍矿将逐渐成为提取金属镍的主要资源类型，这其中红土镍矿是氧化镍矿的重要类型，是硫化镍矿经风化-淋滤-沉积形成，主要产出于降雨量较多的热带-亚热带地区。

2、红土镍矿的资源提取包括火法和湿法两大类，其中火法工艺主要应用于生产镍铁，常用工艺包括小高炉法、回转窑-电炉法等，利用火法工艺提取镍资源的工艺技术尚不常熟，多存在能耗高、流程长等工艺缺点，如现有技术中的一种装置通过熔池熔炼熔化炉、熔池熔炼还原炉以及连接炉子之间的溜槽以及从红土镍矿还原出镍铁的工艺，该工艺下产生的镍铁需要二次提炼，且本身冶炼过程由独立的熔化炉和还原炉分别完成物料熔化和还原作业，并非连续式工艺，需要物料倒运，导致工艺复杂、热效率低。

3、湿法工艺主要用于提取镍资源，如通过酸浸-净化-萃取等方式生产镍盐，进一步提取金属镍，湿法工艺流程流程较长，红土镍矿中大量的氧化铁、氧化钙、氧化镁等需要消耗大量的硫酸，因此产生的废渣量十分巨大，处理难度较大。湿法工艺适用于镍品位较高、钙镁含量较低的红土镍矿，针对钙镁含量较大的红土镍矿则经济性不足。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种用于提取镍资源的熔炼系统，以降低提取红土镍矿的系统的复杂性和成本，方便提高自动化程度。

2、为了实现上述目的，本实用新型提供一种利用红土镍矿提取镍资源的熔炼系统，包括熔炼炉主体以及烟气处理系统，所述熔炼炉主体自上而下分为加料段、炉身和炉缸；所述加料段上部设有加料口和连接烟气处理系统的烟气排出口，其中下部设有卸料阀门；所述炉身顶部开有喷枪口和辅料口，其下部设有喷吹口，所述喷枪口插入有喷枪，喷枪连接有带动其上下移动的喷枪升降装置，所述炉缸上设有镍铁/冰镍出口和出渣口。

3、本申请系统是这样工作的，通过原料加料口将红土镍矿球团和焦炭由原料加入到熔炼炉加料段，利用炉内产生的烟气对红土镍矿球团和焦炭进行加热，热能的利用效率高，预热使得焦炭被烟气中的co2氧化生成co，部分红土镍矿球团中的nio被co还原生成金属镍，fe2o3被还原生成feo和fe，定时打开卸料阀，将预还原的红土镍矿球团直接落入到炉缸的高温熔池内，并通过喷枪向熔池内鼓入富氧空气，使炉内发生氧化还原反应，nio被焦炭还原生成金属ni，feo部分被焦炭还原成金属fe，形成镍铁合金，然后可以根据熔渣和镍铁合金的密度差异，通过熔渣口和镍铁/冰镍出口分别分离出熔渣和镍铁合金。当然也可以继续往熔池中加入硫化剂，以生成硫化镍和硫化铁；硫化剂可以为黄铁矿、硫化氢等硫化物，固态硫化剂通过炉身上的辅料口加入，气态硫化剂可由喷枪加入。这样可以生成的金属镍和铁与加入的硫发生氧化还原反应生成硫化镍和硫化铁，即冰镍。然后根据熔渣和冰镍的密度差异进行沉降分离，然后通过熔渣口和镍铁/冰镍出口，分离出熔渣和冰镍。通过将红土镍矿在一个炉子内同时实现了还原、熔融、造渣、硫化等反应，简化了系统的结构；通过改变喷枪的喷出物、位置和流量，从而控制反应走向，从而得到得到品位较高的镍铁/冰镍。

4、作为优选方案，为了方便喷枪的使用，所述喷枪连接供油装置或供气装置。

5、作为优选方案，为了提高熔炼炉的寿命，所述熔炼炉炉身的高温段(即中下部)为水冷结构，除从外到内分别为炉壁、水冷却壁和耐火材料；加料段、炉身上部和炉缸区域为保温炉型从内到外分别为炉壁和耐火材料。

6、作为优选方案，为了方便烟气在阀门关闭的情况下顺利进入加料段，所述卸料阀门为篦子形结构，从而实现透气功能的同时拦截物料，阀门采用耐热材料制作。

7、作为优选方案，为了提供更大的反应面积，同时增加保温和沉降效果，所述加料段与炉身成上小下大的阶梯状，所述炉缸为阶梯状收缩。从而在熔炼炉反应区提供了更大的反应面积，而在沉降区能够更加保温，并增加沉降效果。

技术特征：

1.一种利用红土镍矿提取镍资源的熔炼系统，其特征在于：包括熔炼炉主体以及烟气处理系统，所述熔炼炉主体自上而下分为加料段、炉身和炉缸；所述加料段上部设有加料口和连接烟气处理系统的烟气排出口，其中下部设有卸料阀门；所述炉身顶部开有喷枪口和辅料口，其下部设有喷吹口，所述喷枪口插入有喷枪，喷枪连接有带动其上下移动的喷枪升降装置，所述炉缸上设有镍铁/冰镍出口和出渣口，所述烟气处理系统设有连接喷吹口的管道，用以将回收的co送回。

2.如权利要求1所述的一种利用红土镍矿提取镍资源的熔炼系统，其特征在于：所述喷枪连接供油装置或供气装置。

3.如权利要求1所述的一种利用红土镍矿提取镍资源的熔炼系统，其特征在于：所述炉身的中下部采用水冷结构，从外到内分别为炉壁、水冷却壁和耐火材料层。

4.如权利要求1所述的一种利用红土镍矿提取镍资源的熔炼系统，其特征在于：所述加料段、炉身上部和炉缸区域为保温炉型，其从内到外分别为炉壁和耐火材料层。

5.如权利要求1所述的一种利用红土镍矿提取镍资源的熔炼系统，其特征在于：所述加料段与炉身成上小下大的阶梯状，所述炉缸为阶梯状收缩。

6.如权利要求1所述的一种利用红土镍矿提取镍资源的熔炼系统，其特征在于：所述卸料阀门为篦子形结构。

技术总结本技术涉及红土镍矿冶炼技术领域，特别涉及一种利用红土镍矿提取镍资源的熔炼系统，熔炼炉主体自上而下分为加料段、炉身和炉缸；所述加料段上部设有加料口和连接烟气处理系统的烟气排出口，其中下部设有卸料阀门；所述炉身顶部开有喷枪口和辅料口，其下部设有喷吹口，所述喷枪口插入有喷枪，喷枪连接有带动其上下移动的喷枪升降装置，所述炉缸上设有镍铁/冰镍出口和出渣口；采用本技术技术方案的熔炼系统，结构简单，可以有效降低成本，获得品位较高的镍铁/冰镍。技术研发人员：陈士朝,张欣,游韶玮,丛梦晓,刘军,韩志彪,宋玮华,朱彩飞受保护的技术使用者：中节能工程技术研究院有限公司技术研发日：20230926技术公布日：2024/6/11