专利名称：一种熔融还原镍渣提铁的方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种资源利用及其余热回收技术领域，是一种应用于钢铁、有色金属
冶金等行业中的凡涉及废弃炉渣提铁的方法和装置。
背景技术：
镍渣是从事镍冶炼的过程中产生的废弃物，我国该行业每年的排放量达几万吨。 渣中含铁量在40%左右，排放温度约120(TC，并附少量的合金元素(Ni、 Cu、 Co等)。近些 年国家大力提倡"节能减排"，而优化资源应用恰恰符合这一大发展的方向，探索和研究如 何应用此类渣的资源。在高温熔态下进行铁氧化物还原，以熔融状态的镍渣为炼铁原料，渣 铁能完全分离，得到类似高炉的含碳铁水。既能变废为宝达到资源综合利用的目的，又能充 分有效地利用融渣的高温热能，达到节能降耗、降低生产成本的目的。 熔融还原法是在20世纪20年代提出来的，国内宝钢、首钢、莱钢和淮钢都对熔融
还原技术进行引进和研究，但镍渣用于工业生产的还没有一种可靠的方法。镍渣中的铁绝
大部分是以辉石及橄榄石的形式存在，分子式为Fe0 Si02(辉石)2Fe0 Si02(橄榄石)，
其它的主要渣成分是Ca0 Si02(硅酸钙)，其熔点分别是1204"和1440°C。 根据Si02饱和度Q = Si02/ (Mg0+Fe0)的定义 Q < 0. 5时，渣中应有FeO(方铁矿)及2Fe0 Si02(橄榄石) Q二0.5时，主要为2Fe0'Si02(橄榄石) Q= 1时，为饱和态，主要是Fe0. SiOj辉石)，可以游离出石英；(实测结果计算 得Q = 0. 79)。这种分子结构的炉渣，其铁无法用磁选的方法分离，只能采用高温下的还原 办法。
发明内容
本发明的目的是提供一种熔融还原镍渣提铁的方法及装置，该方法充分利用热渣
排放时的显热，通过再供热升温，将融熔还原两个过程在一个装置中实现，工艺简单、成本
低、并可有效利用废弃资源，进行铁的回收再利用。 为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现 —种熔融还原镍渣提铁的方法，该方法在一座电炉上同时完成镍渣熔融和还原两 个过程，热态镍渣及少量冷态镍渣置入电炉内，逐渐加料，在电炉内加热至1500-1550°C ，熔 化至熔融状态，形成一定的熔池，再逐渐喷入煤粉对镍渣中的铁进行还原，同时加入石灰和 其它辅料进行造渣，即实现镍渣中的铁被还原的过程。 所述的每吨镍渣原料中，加入煤粉、石灰粉、及其它辅料的重量份比例如下煤 粉0. 055-0. 3t、石灰粉0. 44-0. 7t、铝砜土 0-0. 24t、铁皮0-0. 005t、废钢0-0. 085t、萤石 0-0. 88t。 所述的一种熔融还原镍渣提铁的方法采用的装置，该装置由一座提铁电炉构成， 包括熔融段和还原段，熔融段采用长方体结构，下部为斜坡式结构，还原段为平炉底结构，
3底部为平底式结构，熔融段和还原段底部相通，上部设有隔墙；熔融段上部设有加热电极，底部设有镍渣加入口 ；还原段侧面设有煤粉喷枪入口 ，上部设有造渣剂加入口 、排烟口 、下部设有铁水出口及出渣口。所述的加热电极为直线型布置。
与现有技术相比，本发明的有益效果是
1)合理利用废弃资源，变废为宝。 2)充分利用热渣排放的显热，再进行升温，有效利用能源。 3)装置布局简便，在一个装置上实现熔融、还原过程，设备投入少，结构简单。 4)还原提铁过程中产生的煤气经排烟口排放后，可进行部分回收，实现节能降耗
的目的。 5)热态弃渣可用来生产水泥或超细粉，有利于实现废弃物的零排放。
图1是本发明装置的结构俯视图。
图2是本发明装置的结构主视图。 图中1、熔融段2、加热电极3、还原段4、排烟口 5、铁水出口 6、喷枪入口7、出渣口 8、造渣剂加入口 9、镍渣加入口 10、隔墙
具体实施例方式
下面详细叙述本发明的方法及装置。
实施例1 —种熔融还原镍渣提铁的方法，热态镍渣及少量冷态渣置入电炉内通电升温后，在温度达1500-155(TC时加入造渣剂、喷入还原剂及其它辅料，利用喷枪的搅拌作用，使还原剂与渣中的FeO反应，生成金属铁与一氧化碳。该方法在一座电炉上同时完成镍渣熔融和还原两个过程，在电炉内加热，熔化至熔融状态，从熔融段流入还原段，在还原段形成一定的熔池，逐渐喷入煤粉对镍渣中的铁进行还原，同时加入石灰和其它辅料进行造渣，即实现镍渣中的铁被还原的过程。 经过一段还原反应后，废渣在出渣口 7扒出，铁水在铁水出口 5放出。整个熔融加热反应和还原反应产生的烟气部分在还原段应用掉，剩余烟气在排烟口 4排出进行烟气回收。 每吨镍渣原料中，加入煤粉、石灰粉、及其它辅料的重量份比例如下煤粉0. 055t、石灰粉0. 44t、铁皮0. 001t、废钢0. 005t、萤石0. Olt。 见图l，本发明方法采用的装置，由一座提铁电炉构成，包括熔融段1和还原段3，熔融段1采用长方体结构，底部为斜坡式结构，还原段3为平炉底结构，底部为平底式结构，熔融段1和还原段3底部相通，上部设有隔墙10。熔融段1上部设有加热电极2，底部设有镍渣加入口 9 ;还原段侧面设有煤粉喷枪入口 6，上部设有造渣剂加入口 8、排烟口 4、下部设有铁水出口 5及出渣口 7。 本发明采用的电炉将矿热电炉中常见的120度分布的三相电极改为直线型布置。其具体布置方式见图l所示。工业生产中为保证功率、容量，本炉内安放两组变压器，来供应两套电极进行加热。
通过相关的试验研究，半工业试验进行了 lt级23炉，2t级47炉，，共处理弃渣104吨，提出含Ni， Cu生铁23. 5吨，铁收得率为84. 4X，铁中含Ni0. 7%， CuO. 4%，产出还原铁23. 5t，用这种铁做原料，生产出耐大气腐蚀钢钢锭32支共17. 28t，钢种为08CuPNi、12MnCuCrNi以及15MnCuNi，轧成型材后耐腐蚀性能完全符合国家标准；水碎二次渣50t，取样5〖进行了配制水泥试验，二次渣配入量75%^1203 > 12%时，水泥标号大于425#。完全
符合国家规定的性能指标要求。
实施例2 每吨镍渣原料中，加入煤粉、石灰粉、及其它辅料的重量份比例如下煤粉0.3t、石灰粉0. 7t、铝矾土 0. 24t、铁皮0. 005t、废钢0. 085t、萤石0. 88t。其余工艺及内容同实施例1。 实施例3 每吨镍渣原料中，加入煤粉、石灰粉、及其它辅料的重量份比例如下煤粉O. 15t、石灰粉0. 56t、铝矾土 0. lt、铁皮0. 002t、废钢0. 06t、萤石0. 6t。其余工艺及内容同实施例1。 实施例4 每吨镍渣原料中，加入煤粉、石灰粉、及其它辅料的重量份比例如下煤粉O. 15t、石灰粉0. 56t、铁皮0. 002t、废钢0. 06t、萤石0. 2t。其余工艺及内容同实施例1。
实施例5 所述的每吨镍渣原料中，加入煤粉、石灰粉、及其它辅料的重量份比例如下煤粉0. 2t、石灰粉0. 6t、铝矾土 0. 01t、废钢0. 085t。其余工艺及内容同实施例1。
本发明的工艺还适用于其它废弃炉渣提铁，应用本发明工艺进行其它废弃炉渣提铁，也在本发明的权利保护范围之内。
权利要求
一种熔融还原镍渣提铁的方法，其特征在于，该方法在一座电炉上同时完成镍渣熔融和还原两个过程，热态镍渣及少量冷态镍渣置入电炉内，逐渐加料，在电炉内加热至1500-1550℃，熔化至熔融状态，形成一定的熔池，再逐渐喷入煤粉对镍渣中的铁进行还原，同时加入石灰和其它辅料进行造渣，即实现镍渣中的铁被还原的过程。
2. 根据权利要求1所述的一种熔融还原镍渣提铁的方法，其特征在于，所述的每吨镍 渣原料中，加入煤粉、石灰粉、及其它辅料的重量份比例如下煤粉0. 055-0. 3t、石灰粉0. 44-0. 7t、铝砜土 0-0. 24t、铁皮0-0. 005t、废钢0-0. 085t、 萤石0-0. 88t。
3. 权利要求1所述的一种熔融还原镍渣提铁的方法采用的装置，其特征在于，该装置 由一座提铁电炉构成，包括熔融段和还原段，熔融段采用长方体结构，底部为斜坡式结构， 还原段为平炉底结构，底部为平底式结构，熔融段和还原段底部相通，上部设有隔墙；熔融 段上部设有加热电极，下部设有镍渣加入口 ；还原段侧面设有煤粉喷枪入口 ，上部设有造渣 剂加入口 、排烟口 、下部设有铁水出口及出渣口 。
4. 根据权利要求3所述的一种熔融还原镍渣提铁的方法采用的装置，其特征在于，所 述的加热电极为直线型布置。
全文摘要
本发明涉及一种资源利用及其余热回收技术领域，是一种应用于钢铁、有色金属冶金等行业中的凡涉及废弃炉渣提铁的方法和装置。该方法在一座电炉上同时完成镍渣熔融和还原两个过程，热态镍渣及少量冷态镍渣置入电炉内，逐渐加料，在电炉内加热至1500-1550℃，熔化至熔融状态，形成一定的熔池，再逐渐喷入煤粉对镍渣中的铁进行还原，同时加入石灰和其它辅料进行造渣，即实现镍渣中的铁被还原的过程。该方法充分利用热渣排放时的显热，通过再供热升温，将融熔还原两个过程在一个装置中实现，工艺简单、成本低、并可有效利用废弃资源，进行铁的回收再利用。
文档编号C21B13/12GK101713008SQ20081001355
公开日2010年5月26日 申请日期2008年10月8日 优先权日2008年10月8日
发明者谢国威, 高惠民 申请人:中钢集团鞍山热能研究院有限公司