用于直接还原红土镍矿生产镍铁的回转窑及生产方法与流程

本申请涉及回转窑的技术领域，特别是涉及一种用于直接还原红土镍矿生产镍铁的回转窑及生产方法。

背景技术：

镍铁是含镍量为20％-60％的镍铁合金，镍铁的熔点为1430-1480度，密度为8.1-8.4。镍铁的主成分为镍与铁，并含有少量钴的铁合金。矿物断口锯齿状,以块、粒状集合体产出，呈铁灰、深灰或黑色、条痕铁灰色，不透明，新鲜面呈金属光泽。镍铁中还含有碳、硅、硫、磷、铬、铜等杂质。主要用作炼钢和铸铁的镍添加剂。根据国际标准(iso)镍铁按含镍量分为feni20(15％～25％ni)、feni30(25％～35％ni)、feni40(35％～45％ni)和feni50(45％～60％ni)。又再分为高碳(1.0％～2.5％c)、中碳(0.030％～1.0％c)和低碳(<0.03％c)；低磷(<0.02％p)与高磷(<0.030％p)镍铁。液态和固态时，镍与铁以任何比例互相溶解。硅酸氧化矿可以用火冶法熔炼，经还原、熔化和精炼得到镍。还原时要争取使氧化镍完全变为金属镍。熔化时镍铁将同较轻的渣分开。镍铁的含镍量取决于部分还原过程的选择能力。采用焦炭作还原剂，也可采用硅铁作还原剂。为了除去粗镍铁中的杂质碳、硫、磷和铬，必须进行精炼。在电炉中用碳直接部分还原炼制镍铁在矿热炉中采用碳热法将矿石还原成镍铁，随后进行精炼。

在实现本申请过程中，申请人发现镍铁在冶炼时，需要用到回转窖进行高温冶炼，然而现有的回转窑不具有筛分的效果，一些较大的镍铁矿石原料进入回转窑内后，无法被完全还原，导致镍铁的质量降低，同时现有的回转窑在对镍铁矿石原料进行焙烧时，会产生大量的粉尘，这些粉尘经由回转窑的窑头处排出，会对空气造成一定的污染，同时会对工作人员的健康造成一定的影响。

技术实现要素：

本申请实施例提供一种用于直接还原红土镍矿生产镍铁的回转窑及生产方法，解决现有回转窑不具有筛分的效果，导致一些较大的镍铁矿石原料进入回转窑内后无法被完全还原，降低镍铁质量的问题。

为解决上述技术问题，本申请是这样实现的：

第一方面，提供一种用于直接还原红土镍矿生产镍铁的回转窑，其包括：窑体组件，包括窑体和设置有窑体两侧的第一套筒和第二套筒；加料组件，与窑体组件连接，加料组件包括加料斗、加料箱和筛分网，加料斗设置于加料箱的上方，筛分网设置于加料箱内，加料箱的侧边与筛分网的对应设置有出料口，加料箱与第一套筒连接；清料组件，设置于加料箱内，清料组件包括驱动件和清料件，驱动件与清料件连接，清料件活动设置在筛分网上，驱动件能够驱动清料件将筛分网上的物料推送至出料口而清理物料；净化组件，与窑体组件连接，净化组件包括净化管、吸风机和净化件，净化管与第二套筒连接，吸风机设置于净化管内且位于靠近第二套筒的一侧，净化件设置于净化管内且位于远离第二套筒的一侧；驱动组件，与窑体连接，驱动组件用于驱动窑体转动。

在第一方面的第一种可能实现方式中，驱动件包括丝杆、连接板和多个导向杆，丝杆与加料箱的内壁转动连接，且位于筛分网的上方，连接板螺接于丝杆，多个导向杆设置于加料箱内，且穿过连接板，丝杆能够带动连接板沿着多个导向杆移动，其中连接板与清料件连接。

在第一方面的第二种可能实现方式中，清料件包括外壳、弹性件、连板、多个连杆和清料刷，外壳与驱动件连接，弹性件的一端设置于外壳的内顶壁，另一端与连板连接，多个连杆的一端与连板连接，另一端穿过外壳与清料刷连接，清料刷贴合在筛分网上。

在第一方面的第三种可能实现方式中，净化管包括第一管和第二管，第一管的直径小于第二管的直径，第一管的一端与第二套筒连接，另一端与第二管连接，其中吸风机位于第一管内，净化件位于第二管内。

结合第一方面的第三种可能实现方式，在第一方面的第四种可能实现方式中，净化件包括过滤网、防尘网和活性炭层，过滤网设置于第二管靠近第一管的一侧，防尘网设置于第二管远离第一管的端部，活性炭层设置于过滤网与防尘网之间。

在第一方面的第五种可能实现方式中，加料组件更包括震动电机，震动电机设置于加料箱内，震动电机的输出端与筛分网的底部相接触。

在第一方面的第六种可能实现方式中，加料组件更包括回料箱，回料箱设置于加料箱，并且与出料口连通，用于收集物料，而回料箱的侧面更设置有箱门。

在第一方面的第七种可能实现方式中，驱动组件包括齿圈、齿轮、传动件和电机，齿圈套设于窑体，齿轮与齿圈啮合，传动件的一端与齿轮连接，另一端与电机连接。

第二方面，提供一种用于直接还原红土镍矿生产镍铁的生产方法，其包括以下步骤：破碎及烘干红土镍矿原料，将其粒度破碎至5-10mm；于破碎后的红土镍矿原料内加入碳粉和石灰石粉，形成混合物料，其中碳粉和石灰石粉的颗粒均小于等于红土镍矿原料的粒度，碳粉占混合物料的比重为5-7％，石灰石粉占混合物料的比重为2-4％；将混合物料加入到上述第一方面中任意一项的回转窑内，磁化焙烧处理混合物料，使其中的氧化镍、部分铁被碳粉和石灰石粉还原；水喷淋冷却焙烧后的镍渣，然后干燥，并通过磁选机对其进行磁选处理，得到镍铁产品。

在第二方面的第一种可能实现方式中，破碎及烘干红土镍矿原料的方法包括以下步骤：初步破碎红土镍矿原料，将其粒度破碎至60-90mm；烘干初步破碎后的红土镍矿原料，烘干时间为0.5h，烘干温度为100-120℃，烘干后的红土镍矿原料的含水量在16％以下；再次破碎红土镍矿原料，将其粒度破碎至5-10mm。

本申请与现有技术相比具有的优点有：

本申请的用于直接还原红土镍矿生产镍铁的回转窑及生产方法，其在直接还原红土镍矿生产镍铁时，红土镍矿经加料斗进入到加料箱内，筛分网将颗料较大的红土镍矿过滤下来，留在筛分网上，驱动件驱动清料件将筛分网上的红土镍矿推送至出料口而清理大颗粒的红土镍矿，如此可以避免较大颗粒的红土镍矿进入到窑体内，保证窑体内红土镍矿的还原性。同时本申请还在窑尾处设置有净化组件，焙烧时产生的粉尘在吸风机的作用下进入到净化管内，接着净化件对粉尘进行过滤，实现对焙烧时产生的粉尘进行过滤吸附净化，净化效果好，防止粉尘飞扬，避免对空气造成污染。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是本申请第一实施例的用于直接还原红土镍矿生产镍铁的回转窑的示意图；

图2是本申请第一实施例的加料箱的内部示意图；

图3是本申请第一实施例的清料组件的示意图；

图4是本申请第一实施例的净化组件的示意图；

图5是本申请第二实施例的用于直接还原红土镍矿生产镍铁的生产方法的步骤流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

关于本文中所使用的“第一”、“第二”等，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本申请，其仅仅是为了区别以相同技术用语描述的组件或操作而已。

请同时参阅图1与图2，图1是本申请第一实施例的用于直接还原红土镍矿生产镍铁的回转窑的示意图，图2是本申请第一实施例的加料箱的内部示意图；如图所示，用于直接还原红土镍矿生产镍铁的回转窑1包括窑体组件2、加料组件3、清料组件4、净化组件5和驱动组件6。窑体组件2包括窑体21和设置有窑体21两侧的第一套筒22和第二套筒23，如图1所示，第一套筒22位于窑体21的窑头，第二套筒23位于窑体21的窑尾。驱动组件6与窑体21连接，用于驱动窑体21转动。在本实施例中，驱动组件6包括齿圈61、齿轮62、传动件63和电机64，齿圈61套设于窑体21，齿轮62与齿圈61啮合，传动件63的一端与齿轮62连接，传动件63的另一端与电机64连接。传动件63使用齿轮箱，但不此为限。

复参阅图1与图2所示，加料组件3与窑体组件2连接，用于向窑体21内添加红土镍矿。加料组件3包括加料斗31、加料箱32和筛分网33。加料斗31设置于加料箱32的上方，筛分网33设置于加料箱32内，用于筛分红土镍矿，将颗料较大的红土镍矿过滤下来，留在筛分网33上。加料箱32的侧边与筛分网33的对应设置有出料口321，用于取出留在筛分网33上颗料较大的红土镍矿。加料箱32与第一套筒22连接，在本实施例中，加料箱32是通过进料管322与第一套筒22连接的，具体的，进料管322的一端与加料箱32的底部连接，进料管322的另一端穿过第一套筒22而伸入到窑体21内，如此可使颗粒较小的红土镍矿穿过筛分网33后，经加料箱32底部进入到进料管322内，并经由进料管322直接进入到窑体21内。

复参阅图2所示，清料组件4设置于加料箱32内，用于将留在筛分网33上的颗料较大的红土镍矿清理出加料箱32。清料组件4包括驱动件41和清料件42，驱动件41与清料件42连接。清料件42活动设置在筛分网33上，此处活动设置是指清料件42能够在筛分网33的表面滑动。驱动件41能够驱动清料件42将筛分网33上的物料推送至出料口321而清理物料。请一并参阅图3，其是本申请第一实施例的清料组件的示意图；如图所示，驱动件41包括丝杆411、连接板412和多个导向杆413。丝杆411与加料箱32的内壁转动连接，且位于筛分网33的上方。丝杆411的延伸方向与出料口321的方向相平行。连接板412螺接于丝杆411，并且与清料件42连接，丝杆411通过自身转动而带动连接板412朝出料口321方向往复移动，进而带动清料件42朝出料口321方向往复移动，将物料推送至出料口321而清理物料。多个导向杆413设置于加料箱32内，且穿过连接板412。多个导向杆413平行设置于丝杆411的两侧，多个导向杆413与连接板182之间滑动连接，以保证连接板182移动的稳定性。

请参阅图4且同时参阅图1，图4是本申请第一实施例的净化组件的示意图；如图所示，净化组件5与窑体组件2连接。净化组件5包括净化管51、吸风机52和净化件53，净化管51与第二套筒23连接，吸风机52设置于净化管51内且位于靠近第二套筒23的一侧，净化件53设置于净化管51内且位于远离第二套筒23的一侧。在本实施例中，净化管51包括第一管511和第二管512，第一管511的直径小于第二管512的直径，第一管511的一端与第二套筒23连接，第一管511的另一端与第二管512连接，吸风机52位于第一管511内，净化件53位于第二管512内，但不以此为限。

本实施例的回转窑1在直接还原红土镍矿生产镍铁时，红土镍矿经加料斗31进入到加料箱32内，筛分网33将颗料较大的红土镍矿过滤下来，留在筛分网33上，驱动件41驱动清料件42将筛分网33上的红土镍矿推送至出料口321而清理大颗粒的红土镍矿，如此可以避免较大颗粒的红土镍矿进入到窑体21内，保证窑体21内红土镍矿的还原性。同时本实施例的窑尾处还设置有净化组件5，焙烧时产生的粉尘在吸风机52的作用下进入到净化管51内，接着净化件53对粉尘进行过滤，实现对焙烧时产生的粉尘进行过滤吸附净化，净化效果好，防止粉尘飞扬，避免对空气造成污染。

下述更进一步说明加料组件3、清料件42和净化件53的结构。复参阅图2所示，加料组件3还包括震动电机34，震动电机34设置于加料箱32内，具体的，加料箱32内侧设置有放置板323，震动电机34固定在放置板323上，但不此为限。震动电机34的输出端与筛分网33的底部相接触，用于带动筛分网33震动，便于对物料/红土镍矿筛分。加料组件3更包括回料箱35，回料箱35设置于加料箱32，并且与出料口321连通，用于收集物料，如图2所示，回料箱35固定在加料箱32的右侧，但不以此为限。回料箱35的侧面更设置有箱门351，可打开箱门351，对回料箱13内的物料进行处理。

复参阅图3所示，清料件42包括外壳421、弹性件422、连板423、多个连杆424和清料刷425。外壳421与驱动件41连接。弹性件422的一端设置于外壳421的内顶壁，弹性件422的另一端与连板423连接。多个连杆424的一端与连板423连接，多个连杆424的另一端穿过外壳421与清料刷425连接，清料刷425贴合在筛分网33上，如此在弹性件422的作用下，可以确保清料刷425始终与筛分网33相接触，提高清料效果。在本实施例中，弹性件422使用弹簧，但不以此为限。

复参阅图4所示，净化件53包括过滤网531、防尘网532和活性炭层533。过滤网531设置于第二管512靠近第一管511的一侧，防尘网532设置于第二管512远离第一管511的端部，活性炭层533设置于过滤网531与防尘网532之间。在吸风机52的作用下，焙烧时产生的粉尘经由第一管511进入第二管512内，防尘网532对粉尘进行过滤，将较大的粉尘过滤下来，活性炭层533对粉尘进行吸附，对粉尘的处理效果好，防尘网532能够避免外部粉尘进入第二管512内，如此实现对焙烧时产生的粉尘进行过滤吸附净化，防止粉尘飞扬。

请参阅图5，其是本申请第二实施例的用于直接还原红土镍矿生产镍铁的生产方法的步骤流程示意图；如图所示，用于直接还原红土镍矿生产镍铁的生产方法s包括以下步骤s1至步骤s4，其中：

步骤s1，原料处理。破碎及烘干红土镍矿原料，将其粒度破碎至5-10mm。具体的，初步破碎红土镍矿原料，将其粒度破碎至60-90mm，然后对初步破碎后的红土镍矿原料进行烘干，优选的，烘干时间为0.5h，烘干温度为100～120℃，烘干后红土镍矿原料的含水量在16％以下，接着对红土镍矿原料进行再次破碎，将其粒度破碎至5-10mm。

步骤s2，混料处理。于破碎后的红土镍矿原料内加入碳粉和石灰石粉，形成混合物料，其中碳粉和石灰石粉的颗粒均小于等于红土镍矿原料的粒度，碳粉占混合物料的比重为5-7％，石灰石粉占混合物料的比重为2-4％。优选的，石灰石粉的粒度为1-4mm，但不以此为限。

步骤s3，磁化焙烧。将混合物料加入到上述第一实施例中的用于直接还原红土镍矿生产镍铁的回转窑1内，磁化焙烧处理混合物料，使其中的氧化镍、部分铁被碳粉和石灰石粉还原。具体的，上述窑体21依次分为干燥段、加热段和焙烧段，干燥段对混合料进行干燥，加热段对混合料进行加热，焙烧段对混合料进行焙烧处理，干燥段的温度为100-150℃，加热段的温度为400-500℃，焙烧段的温度为700-1050℃，但不以此为限。

步骤s4，冷却磁选。水喷淋冷却焙烧后的镍渣，然后干燥，并通过磁选机对其进行磁选处理，得到镍铁产品。

综上所述，本申请提供了一种用于直接还原红土镍矿生产镍铁的回转窑及生产方法，其在直接还原红土镍矿生产镍铁时，红土镍矿经加料斗进入到加料箱内，筛分网将颗料较大的红土镍矿过滤下来，留在筛分网上，驱动件驱动清料件将筛分网上的红土镍矿推送至出料口而清理大颗粒的红土镍矿，如此可以避免较大颗粒的红土镍矿进入到窑体内，保证窑体内红土镍矿的还原性。同时本申请还在窑尾处设置有净化组件，焙烧时产生的粉尘在吸风机的作用下进入到净化管内，接着净化件对粉尘进行过滤，实现对焙烧时产生的粉尘进行过滤吸附净化，净化效果好，防止粉尘飞扬，避免对空气造成污染。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。