专利名称：一种利用棕榈壳替代部分焦炭冶炼红土镍矿方法
技术领域：
本发明属于红土镍矿冶炼工艺领域，涉及一种利用棕榈壳替代部分焦炭冶炼红土镍矿的方法。
背景技术：
棕榈壳是棕榈油提炼后的废弃物，长期以来一直被遗弃。直至马来西亚一水泥厂利用棕榈壳作为生物燃料，与煤混合燃烧后产生热能，使该水泥生产成本得到了一定的下降。时至今日棕榈壳在其他行业也得到了广泛应用，它的特点是在燃烧时所产生的热值比一般的生物燃料高，再加上其独有的化学特性，可以减少温室气体和SO2的排放，比其它燃料更环保。棕榈壳燃烧的热值高达17640 19320KJ/Kg，水分低于15%，灰分小于3%，自然密度达到1.1g/cm3，能够充分燃烧，适合于在高炉、富氧竖炉等炉型作为部分替代燃料使用。当前对于红土镍矿的火法冶炼工艺主要有高炉冶炼、回转窑+电炉冶炼、富氧竖炉冶炼。富氧竖炉冶炼是在含水29% 38%的红土镍矿中配入部分生石灰，充分搅拌均匀后，消耗一定的水分，使其混合料的含水量下降到18% 23%。将混合料直接成球后投入炉内进行冶炼。由于球团矿中含有较多的水分，需要一定的热量来蒸发，使得实际生产的焦比达到了 3 4吨，加大了生产成本，使得炉料加热速度减缓，降低了产能。由于富氧竖炉与高炉均全部采用焦炭做燃料，一般所用的焦炭中含硫在0.5% 1.1%,其冶炼红土镍矿工艺 所用的焦比均较大，燃烧所产生的大量温室气体与二氧化硫排放到空气中，对空气造成严重的污染。
发明内容
本发明目的是针对在采用富氧竖炉与高炉冶炼工艺过程中焦煤消耗量大，焦比高的情况，提供一种部分替代燃料，解决影响生产成本上升、环保污染大的问题。一种利用棕榈壳替代部分焦炭冶炼红土镍矿方法，其特征在于以焦炭与棕榈壳为燃料，燃料中焦炭与棕榈壳的比例为1: 0.3 0.4，将棕榈壳与焦炭搅拌均匀与石灰石、球团矿混合，投入富氧节能竖炉进行低温冶炼，球团矿、燃料与生石灰的比例为1:0.2
0.28: 0.17 0.22 ;冶炼时间180min 300min，冶炼温度1260。。 1380°C，得到含镍大于13%粗镍生铁，整个冶炼过程炉内均采用负压操作，负压值在9.5 9.0Mpa ;加入竖炉进行冶炼；球团矿强度为3kg 10kg/cm2,水分在20 25%之间，不经烧结,直接入炉。棕榈壳的成分根据相关检验报告显示:挥发分:76.04%、固定碳:20.67%、水分:
1.92%、灰分:1.28%、硫:0.08%、其他:0.01%。由于棕榈壳的发热量比一般生物燃料均高，且含硫量是焦炭含硫量的十分之一左右。因此在红土镍矿冶炼工艺中，采用恰当的比例使用部分棕榈壳替代焦炭，节省了焦炭的用量，既能快速生成热量，也能保证反应所需的稳定温度，降低了焦比和生产成本。实现废弃物的综合利用，减少了硫的排放量，是一个节能环保型冶炼工艺新方法。棕榈壳的发热值大约是焦炭的51 % 65%，按照焦炭与棕榈壳的比例是I: 0.3 0.4的混合比为基准。由于棕榈壳的燃烧速度快比焦炭快，添加比例过高会使混合燃烧时间缩短，造成大量热量流失，不利于稳定炉温。添加量过少，其一:达不到快速提升炉温的作用，其二:降低成本效果不够明显。在环保方面，由于掠桐壳中的硫含量仅为0.08*%，煤的硫含量在0.5% 1.1 %,而煤在焦化过程中几乎所有的硫都保留了下来。采用焦炭与棕榈壳按照1: 0.3 0.4混合后作为燃料，即能够保证生产过程中快速提高炉温，又稳定提供还原反应所需的热量与温度，这样既节省生产成本，同时也能达到减少二氧化硫的排放量，其减少的二氧化硫是焦炭作燃料所产生二氧化硫的15% 20%，减少了对环境的污染。经过实际使用和检测结果，以及相关部门对焦炭和棕榈壳的检验，焦炭的发热值为29302 33907KJ/Kg，密度为500Kg/M3 ;棕榈壳的发热值为17640 19320KJ/Kg，自然密度为1100Kg/M3。根据富氧竖炉或者高炉生产一吨镍铁合金需要消耗焦炭3 4t左右，如焦炭与棕榈壳按照1: 0.3 0.4的混合比例，每吨镍铁的焦炭消耗能够降低0.45 0.8吨，折合成人民币约495 880元。综上所述按照本发明，在红土镍矿冶炼过程中，采用棕榈壳替代部分焦炭的方法，能够缓解不断上涨的燃料价格对成本的影响，下降幅度比较明显，能够大幅减少二氧化硫的排放量。因此本发明是一种节能环保型的新工艺方法。
具体实施例方式一种利用棕榈壳替代部分焦炭冶炼红土镍矿方法，以焦炭与棕榈壳为燃料，燃料中焦炭与棕榈壳的比例为1: 0.3 0.4，将棕榈壳与焦炭搅拌均匀与石灰石、球团矿混合，投入富氧节能竖炉进行低温冶炼，球团矿、燃料与生石灰的比例为1:0.2
0.28: 0.17 0.22 ;冶炼时间180min 300min，冶炼温度1260。。 1380°C，得到含镍大于13%粗镍生铁，整个冶炼过程炉内均采用负压操作，负压值在9.5 9.0Mpa0 球团矿强度为3kg 10kg/cm2,水分在20 25%之间，不经烧结,直接入炉。
权利要求
1.一种利用棕榈壳替代部分焦炭冶炼红土镍矿方法，其特征在于以焦炭与棕榈壳为燃料，燃料中焦炭与棕榈壳的比例为1: 0.3 0.4;将棕榈壳与焦炭搅拌均匀与石灰石、球团矿混合，投入富氧节能竖炉进行低温冶炼，球团矿、燃料与生石灰的比例为1:0.2 .0.28: 0.17 0.22 ;冶炼时间180min 300min，冶炼温度1260。C 1380°C，得到含镍大于13%粗镍生铁，整个冶炼过程炉内均采用负压操作，负压值在9.5 9.0Mpa ;加入竖炉进行冶炼； 球团矿强 度为3kg 10kg/cm2,水分在20 25%之间，不经烧结,直接入炉。
全文摘要
一种利用棕榈壳替代部分焦炭冶炼红土镍矿方法，属于红土镍矿冶炼工艺领域。本发明以焦炭与棕榈壳为燃料，燃料中焦炭与棕榈壳的比例为1∶0.3～0.4；将棕榈壳与焦炭搅拌均匀与石灰石、球团矿混合，投入富氧节能竖炉进行低温冶炼。本发明既节省生产成本，同时也能达到减少二氧化硫的排放量，其减少的二氧化硫是焦炭作燃料所产生二氧化硫的15％～20％，减少了对环境的污染。
文档编号C21B11/02GK103160630SQ201310053800
公开日2013年6月19日 申请日期2013年2月20日 优先权日2013年2月20日
发明者念大路, 由勇, 由佳 申请人:罕王实业集团有限公司