[发明专利]一种冶炼镍铁的方法和冶炼镍铁的设备

说明书

技术领域

本发明涉及金属冶炼技术领域，尤其是涉及一种镍铁的冶炼方法和冶炼设备。

背景技术

现有的镍铁冶炼的方法主要有三种：高炉冶炼、电炉冶炼和化学冶炼，一种是高炉冶炼，现在常用的冶炼镍铁的高炉，都是直接采用原来炼铁的高炉。但是镍铁矿石的冶炼过程和铁矿石冶炼过程有很大的区别，一般的铁矿石铁含量很高，而铁这种金属具有很高的流动性，因此被还原出来的铁在熔化状态下可以自动流到高炉底部，但是镍铁矿种的镍和铁的含量都不是很高，而且镍这种金属的流动性很不好，所以镍铁被还原出来以后，在熔化状态下容易粘在矿渣上，这就导致大量镍铁金属随着矿渣一起排出，造成浪费。

另外一种是电炉冶炼，这种冶炼方法投资很大，而且还有一个很大的缺点就是需要的用电量很高，但是镍铁矿所在的位置一般处于偏远的山区，没办法提供如此多的电量。而且电炉整套设备投资都很大，一般企业承受不起。

最后一种能够化学方法，这种方式投入的化学试剂量大，且对环境影响很大，现在已经基本没有采用了。

发明内容

本发明针对现有技术中的不足，提供了一种冶炼镍铁的方法，能够将矿石中的镍成分从矿渣中分离出来，出矿率高。

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：一种冶炼镍铁的方法，其特征在于，包括如下步骤：将矿石破碎；将破碎后的矿石送入压球机制球；将制得的球状矿石和焦炭按照一定比例混合以后从冶炼炉的炉顶放入炉中；在所述冶炼炉中加热引燃焦炭，并且不断从进风口通入空气维持焦炭的燃烧，所述进风口的吹入空气的方向是倾斜向下，保持冶炼炉中的焦炭持续燃烧产生高温，在作为还原剂的焦炭的作用下，矿石中的镍和部分铁被还原成金属。运用本方法，进风口吹入的角度沿着水平面朝下，吹入的空气可以将粘附在矿渣上的镍和铁的液体往下吹，将镍和铁成分从矿渣上分离出来，因此可以大大提高镍的出矿率。而且运用本专利的方法，矿石冶炼主要依靠煤炭产生的热能来完成，只需要一台引风机往冶炼炉内吹入空气就可以，所以对电能的要求不是很高，可以在电力基础设施落后的地区实施。

上述技术方案中，优选的，所述进风口的吹入空气的方向与水平面之间的夹角是5°到15°。这个角度太大，位于冶炼炉中间位置的某些矿石可能无法吹到，角度太小，也不能够实现有效的分离，5°到15°这个角度范围是我们经过多次实验得出的一个合理范围。

上述技术方案中，优选的，所述冶炼炉中的最高温度保持在1400℃到1500℃之间。在1400℃到1500℃这个温度范围区间内，矿石中含有的铁成分不会全部被还原成单质铁，部分会被还原成氧化亚铁。这一方面可以提高冶炼出来的镍铁中镍的含量，而且氧化亚铁可以带走矿石中含有的磷和硫等成分，提高冶炼出来的镍铁的品味。

上述方案中，优选的，所述矿石中含有的水分在高温和焦炭的环境下产生水煤气，水煤气在换热器里面的燃烧室被点燃，空气进入进风口之前先通过换热器加热后进入所述冶炼炉。空气在进入冶炼炉前，先被换热器加热到400到500℃，这一方面可以大大节约能源，同时也可以去除镍铁中的有害物质。

上述方案中，优选的，所述水煤气被送入换热器前先经过粉尘分离器除尘。

上述方案中，优选的，所述还包括往冶炼炉中加入溶剂的步骤。

上述技术方案中，优选的，还包括往冶炼炉中添加石灰石的步骤。

一种用于冶炼镍铁的设备，包括冶炼炉和送料机构，所述冶炼炉的顶部设置有进料口和热空气出口，所述冶炼炉的侧壁上从上往下依次设置有进风管、炉渣出料口和镍铁出料口，所述送料机构包括送料轨道、小车以及驱动小车在所述送料轨道上运动的驱动机构，送料轨道倾斜设置，送料轨道的一端位于地面以下，另一端位于冶炼炉的顶部上方，所述进风管沿着所述水平面朝下通入所述冶炼炉内。

上述技术方案中，优选的，所述进风管与水平面之间的夹角是5°到15。

上述技术方案中，优选的，所述进风管有18到20根，沿着所述冶炼炉的侧壁周向均匀分布。传统的高炉冶炼镍铁因为矿石经过烧结，所以4到6根进风管就能维持高炉的持续反应，因为我们是将没有干燥过的镍铁矿石直接制球后投入冶炼炉中冶炼，所以没有被空气吹到的地方可能会燃烧不充分。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：运用本方法，进风口吹入的角度沿着水平面朝下，吹入的空气可以将粘附在矿渣上的镍和铁的液体往下吹，将镍和铁成分从矿渣上分离出来，因此可以大大提高镍的出矿率。而且运用本专利的方法，矿石冶炼主要依靠煤炭产生的热能来完成，只需要一台引风机往冶炼炉内吹入空气就可以，所以对电能的要求不是很高，可以在电力基础设施落后的地区实施。