【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种红土镍矿侧吹炉冶炼，具体涉及一种用于红土镍矿冶炼冰镍的装置及制备方法。
技术介绍
1、三元锂电池材料的应用与持续发展为镍金属产品提供了更加广阔的应用场景，同时也为含镍原料的深度开发和下游技术延伸创造了新的机遇。红土镍矿作为生产镍金属产品的重要原料来源，目前主要有湿法和火法两种方法对其进行冶炼提取镍及伴生的钴等有价金属，湿法冶炼的产品主要是氢氧化镍和硫化镍，以氢氧化镍为主；火法冶炼的产品主要是镍铁和高冰镍，以镍铁为主。湿法冶炼以高压酸浸技术为主导，以硫酸作为主要辅料。因工艺操作工况复杂、对原料和生产操作要求高，对设备、材料的选择非常严苛，过程自动化控制要求极高，因此，工程建设投资高、生产成本高，操作和达产达标的难度很大。另外，产出的氢氧化镍含镍品位相对较低，含水高，运输成本和后处理投资及成本较高。火法冶炼普遍采用rkef（回转窑+电炉）工艺，主要生产镍铁，也可在增加硫化措施后生产低冰镍。rkef工艺需消耗焦炭且耗电量很大，在其硫化成低冰镍的过程中存在硫利用率低、环境污染、冰镍品位不稳定等问题，且采用该工艺的工程建设投资和运行成本都较高。
技术实现思路
1、为解决
技术介绍
中现有制备冰镍的过程中存在硫利用率低、环境污染大、冰镍品位不稳定的问题，本专利技术提供一种用于红土镍矿冶炼冰镍的装置及制备方法。
2、本专利技术的技术方案是：一种用于红土镍矿冶炼冰镍的装置，包括：
3、侧吹炉，用于将一定比例混合的红土镍矿干矿、石英石及硫化剂在富氧空气和粉煤作用
4、渣镍分离装置，设于侧吹炉硫化区后端，与侧吹炉硫化区通过第一隔墙分隔且以第一通道连通，熔炼渣及冰镍一起经由第一隔墙下方的第一通道流入渣镍分离装置；所述的渣镍分离装置包括第二喷枪，所述的第二喷枪持续定量的将粉煤和硫磺间断性地喷入渣层，在维持保温澄清温度的同时进一步对熔炼渣中镍氧化物进行还原硫化，实现熔炼渣中镍的持续降低和渣镍的分离。
5、作为本专利技术的进一步改进，所述侧吹炉的内腔俯视截面为方形结构，截面宽度为2000mm—2400mm，长度为18000—35000mm；其中熔化区的长度约为12000—24000mm，硫化区的长度为6000—12000mm；侧吹炉左视截面为下窄上宽结构。
6、作为本专利技术的进一步改进，所述渣镍分离装置内腔俯视截面为方形结构，其截面宽度与侧吹炉的截面宽度一致，长度为3600—6000mm。
7、作为本专利技术的进一步改进，所述侧吹炉内的熔化区炉缸部分深度比硫化区炉缸部分高100—400mm。
8、作为本专利技术的进一步改进，所述的侧吹炉包括第一铜水套，所述的第一铜水套上设有第一风嘴，所述的第一风嘴有多个且等距设于熔化区处和硫化区处，所述硫化区处第一风嘴水平高度比熔化区处第一风嘴的水平高度低50-250mm，所述第一风嘴的内径为32mm-45mm，所述的第一喷枪与第一风嘴同心设置。
9、作为本专利技术的进一步改进，所述的渣镍分离装置包括第二铜水套，所述的第二喷枪等距等高设置于第二铜水套上且第二喷枪的水平高度比硫化区第一风嘴水平高度高50-350mm。
10、作为本专利技术的进一步改进，还包括：
11、加料口，设于侧吹炉顶部，用于进料，所述的加料口有3-6个；
12、事故排放口，设于侧吹炉靠近硫化区处，用于炉况异常时把炉内熔体放出；所述的事故排放口有1-2个。
13、作为本专利技术的进一步改进，所述的渣镍分离装置包括出渣口和虹吸道，熔渣和冰镍在渣镍分离装置区域内进行分离沉降，熔渣通过设置在端部的出渣口排出渣镍分离装置外，冰镍通过底部虹吸道排出，所述虹吸道的斜度为25°-45°。
14、作为本专利技术的进一步改进，所述的第一隔墙上设有第一烟道，所述渣镍分离装置上产生的烟气通过第一烟道排入侧吹炉，所述的侧吹炉上设有第二风嘴，所述的第一烟道的水平位置低于第二风嘴的水平位置。
15、一种冰镍的制备方法，采用上述的一种用于红土镍矿冶炼冰镍的装置，其制备步骤：
16、步骤1、按照一定比例混合的红土镍矿干矿、石英石、无烟煤及硫化剂一起从加料口落入到侧吹炉熔化区内；
17、步骤2，氧气浓度为60-95%，表压为100kpa的富氧空气从第一风嘴喷入侧吹炉内，第一风嘴位于静止熔体液面下0.4-0.8m处，喷入的富氧空气使侧吹炉内的熔体发生强烈的搅动；
18、步骤3，加入的红土镍矿干矿、石英石、无烟煤及硫化剂落入到熔化区搅动中的熔体后靠着高温熔体的热量传递进行加热；其中易熔的组分快速熔化后在炉渣中形成金属相的液滴，其它溶剂和高熔点成分、煤发生剧烈的化学反应，用于炉内的热量供应和完成造渣反应；
19、步骤4，在硫化区熔体内的金属氧化物继续与从第一喷枪喷入的粉煤和硫化持续发生化学反应，粉煤及其燃烧生成的co气体将原料中的金属氧化物还原成金属液滴，金属液滴不断碰撞长大后下沉到炉缸底部，从而与渣发生分离；为使该区域金属的还原反应进行的更加彻底，所述硫化区处第一风嘴水平高度比熔化区处第一风嘴的水平高度低50-250mm；
20、步骤5，反应完毕后的熔体进入到渣镍分离装置内，在渣镍分离装置内通过粉煤与硫磺喷吹装置定量从第二喷枪喷入粉煤与硫磺，对熔体持续加热及硫化，从而使渣中未反应完全的金属氧化物进行还原和澄清，降低渣中镍的含量，实现了渣镍高效分离，从而将渣含镍降至最低；
21、步骤7，侧吹炉及渣镍分离装置反应产生的气体从熔体中不断上升，由于炉内为还原性气体，在侧吹炉侧部上部第一铜水套上设置第二风嘴鼓入压缩空气，压缩空气可以将反应产生气体中的co反应生成co2，并通过侧吹炉主烟道排出。
22、本专利技术的有益效果是，可实现红土镍矿冶炼生产冰镍反应过程连续、稳定、高效进行。在侧吹炉和渣镍分离装置中通过喷枪喷入粉煤和硫磺，使得还原硫化反应高效、深度、充分进行，渣镍分离效果更好，渣含镍大幅度降低，镍总回收率进一步提高，企业的抗风险和盈利能力得以提升。本专利技术还具有结构简单，装配方便，动作可靠，使用寿命长，生产冰镍品位稳定等优点。
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1.一种用于红土镍矿冶炼冰镍的装置，其特征在于:包括：
2.根据权利要求1所述的一种用于红土镍矿冶炼冰镍的装置，其特征在于所述侧吹炉（1）的内腔俯视截面为方形结构，截面宽度为2000mm—2400mm，长度为18000—35000mm；其中熔化区（2）的长度约为12000—24000mm，硫化区（3）的长度为6000—12000mm；侧吹炉（1）左视截面为下窄上宽结构。
3.根据权利要求2所述的一种用于红土镍矿冶炼冰镍的装置，其特征在于所述渣镍分离装置（5）内腔俯视截面为方形结构，其截面宽度与侧吹炉（1）的截面宽度一致，长度为3600—6000mm。
4.根据权利要求1所述的一种用于红土镍矿冶炼冰镍的装置，其特征在于所述侧吹炉（1）内的熔化区（2）炉缸部分深度比硫化区（3）炉缸部分高100—400mm。
5.根据权利要求1所述的一种用于红土镍矿冶炼冰镍的装置，其特征在于所述的侧吹炉（1）包括第一铜水套（9），所述的第一铜水套（9）上设有第一风嘴（10），所述的第一风嘴（10）有多个且等距设于熔化区（2）处和硫化区（3）处，所述硫化区
6.根据权利要求5所述的一种用于红土镍矿冶炼冰镍的装置，其特征在于所述的渣镍分离装置（5）包括第二铜水套（11），所述的第二喷枪（8）等距等高设置于第二铜水套（11）上且第二喷枪（8）的水平高度比硫化区（3）第一风嘴水平高度高50-350mm。
7.根据权利要求1所述的一种用于红土镍矿冶炼冰镍的装置，其特征在于还包括：
8.根据权利要求1所述的一种用于红土镍矿冶炼冰镍的装置，其特征在于所述的渣镍分离装置（5）包括出渣口（13）和虹吸道（14），熔渣和冰镍在渣镍分离装置（5）区域内进行分离沉降，熔渣通过设置在端部的出渣口（13）排出渣镍分离装置（5）外，冰镍通过底部虹吸道（14）排出，所述虹吸道（14）的斜度为25°-45°。
9.根据权利要求1所述的一种用于红土镍矿冶炼冰镍的装置，其特征在于所述的第一隔墙（6）上设有第一烟道（15），所述渣镍分离装置（5）上产生的烟气通过第一烟道（15）排入侧吹炉（1），所述的侧吹炉（1）上设有第二风嘴（16），所述的第一烟道（15）的水平位置低于第二风嘴（16）的水平位置。
10.一种冰镍的制备方法，其特征在于：采用权利要求1-9中任意一项所述的一种用于红土镍矿冶炼冰镍的装置，其制备步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种用于红土镍矿冶炼冰镍的装置，其特征在于:包括：
2.根据权利要求1所述的一种用于红土镍矿冶炼冰镍的装置，其特征在于所述侧吹炉（1）的内腔俯视截面为方形结构，截面宽度为2000mm—2400mm，长度为18000—35000mm；其中熔化区（2）的长度约为12000—24000mm，硫化区（3）的长度为6000—12000mm；侧吹炉（1）左视截面为下窄上宽结构。
3.根据权利要求2所述的一种用于红土镍矿冶炼冰镍的装置，其特征在于所述渣镍分离装置（5）内腔俯视截面为方形结构，其截面宽度与侧吹炉（1）的截面宽度一致，长度为3600—6000mm。
4.根据权利要求1所述的一种用于红土镍矿冶炼冰镍的装置，其特征在于所述侧吹炉（1）内的熔化区（2）炉缸部分深度比硫化区（3）炉缸部分高100—400mm。
5.根据权利要求1所述的一种用于红土镍矿冶炼冰镍的装置，其特征在于所述的侧吹炉（1）包括第一铜水套（9），所述的第一铜水套（9）上设有第一风嘴（10），所述的第一风嘴（10）有多个且等距设于熔化区（2）处和硫化区（3）处，所述硫化区（3）处第一风嘴（10）水平高度比熔化区（2）处第一风嘴（10）的水平高度低50-250mm，所述第一风嘴（10）的内径为32mm-45mm，所述的第...
【专利技术属性】
技术研发人员：李有刚，韦德权，李亮，杨世超，王东明，章涛，
申请(专利权)人：伟明环保装备集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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