[发明专利]采用富氧强化熔池熔炼红土镍矿获得镍铁的工艺及其装置

权利要求书

1.一种采用富氧强化熔池熔炼红土镍矿获得镍铁的工艺，其特征在于包括以下步骤：

1）将红土镍矿干燥；

2）将干燥后的红土镍矿、熔剂和碎煤进行配料；

3）将配好的物料加入至熔池熔炼熔化炉进行熔炼，将含氧85%~99%（体积）、温度为600℃~800℃的富氧空气鼓入炉内熔体中；

4）熔池熔炼熔化炉产出的熔体通过溜槽流入熔池熔炼还原炉，加入还原剂，将含氧60% ~85%（体积）、温度为600℃~800℃的富氧空气鼓入炉内熔体中，控制富氧空气对还原剂的过剩系数为0.4~0.5，熔体反应生成含镍15~30%（质量）的镍铁合金和炉渣。

2.根据权利要求1所述的采用富氧强化熔池熔炼红土镍矿获得镍铁的工艺，其特征在于红土镍矿干燥至含水12%~15%（质量）；熔炼渣型为CaO/SiO₂=0.6~1.2（质量比），（CaO+MgO）/ SiO₂=1.1~1.4；步骤2）红土镍矿与碎煤的配料质量比为1:（0.25~0.35）；配好料后压球成型，直径为15~30mm，然后再加入熔池熔炼熔化炉；所述还原剂为碎煤。

3.根据权利要求1所述的采用富氧强化熔池熔炼红土镍矿获得镍铁的工艺，其特征在于富氧空气通过熔池熔炼熔化炉或熔池熔炼还原炉两侧与水平成0~15°的风嘴鼓入。

4.根据权利要求3所述的采用富氧强化熔池熔炼红土镍矿获得镍铁的工艺，其特征在于从熔池熔炼熔化炉两侧风嘴鼓入的富氧空气，风嘴出口的风速为220~ 320m/s，富氧空气对燃料的过剩系数为1.05~1.10，熔炼温度为1450~1650 ℃，物料在炉内停留时间不小于1小时。

5.根据权利要求3或4所述的采用富氧强化熔池熔炼红土镍矿获得镍铁的工艺，其特征在于从熔池熔炼还原炉两侧风嘴鼓入的富氧空气，风嘴出口的风速为180~280 m/s，富氧空气鼓入熔体的渣层，还原熔炼温度为1450~1650℃，熔体在炉内停留时间不小于45min。

6.根据权利要求1所述的采用富氧强化熔池熔炼红土镍矿获得镍铁的工艺，其特征在于通过熔池熔炼还原炉上的二次风嘴鼓入含氧40%~60%(体积)的富氧空气，燃烧炉膛上部CO。

7.一种采用富氧强化熔池熔炼红土镍矿获得镍铁的装置，其特征在于该装置包括熔池熔炼熔化炉、熔池熔炼还原炉以及连接两炉的溜槽；

熔池熔炼熔化炉和熔池熔炼还原炉的炉身下部由2~3层镶砖铜质冷却件拼接而成，立于炉缸上面；

熔池熔炼熔化炉和熔池熔炼还原炉的炉身上部结构采用平板铜质冷却件与耐火材料制成的砌体交替砌筑而成；

熔池熔炼熔化炉和熔池熔炼还原炉的炉身两侧设有不少于两个用于强烈搅拌熔池的风嘴装置，风嘴与水平呈0~15°角度；

熔池熔炼还原炉两侧顶层镶砖铜质冷却件上设有不少于两个二次风嘴，二次风嘴与水平方向成12°~30°角度。

8.根据权利要求7所述的采用富氧强化熔池熔炼红土镍矿获得镍铁的装置，其特征在于熔池熔炼熔化炉设置位置高于熔池熔炼还原炉，熔池熔炼熔化炉熔体通过溜槽自动流至熔池熔炼还原炉。

9.根据权利要求7所述的采用富氧强化熔池熔炼红土镍矿获得镍铁的装置，其特征在于熔池熔炼熔化炉炉身两侧从第二层镶砖铜质冷却件开始向外扩展，与竖直方向成7°~10°扩展角，以减小空气流速，降低烟尘率；熔池熔炼还原炉炉身两侧从第二层镶砖铜质冷却件开始向外扩展，与竖直方向成7°~15°扩展角，以满足二次燃烧空间要求。

10.根据权利要求7所述的采用富氧强化熔池熔炼红土镍矿获得镍铁的装置，其特征在于熔池熔炼熔化炉与熔池熔炼还原炉横截面面积比例为1.4~1.6:1；最上层镶砖铜质冷却件顶端与炉身上部结构之间设有膨胀缝；砌体的耐火材料表面形成渣保护层；熔池熔炼熔化炉底部设有熔池熔炼熔化炉熔体虹吸道，用于连续放渣；熔池熔炼还原炉底部一端设有虹吸室，用于连续放渣及打孔间断放镍铁合金。