含镍废料预处理设备及含镍废料预处理方法与流程

1.本发明涉及化工生产技术领域，尤其是涉及一种含镍废料预处理设备及含镍废料预处理方法。


背景技术：

2.含镍废料主要来源于湿法冶炼弃渣、石油、化工等行业的含镍的有机物和无机盐类，一般含结晶水和游离水份35％-60％、其成份非常复杂，利用这种废料冶炼冰镍前必须进行预处理后才能进入富氧侧吹炉熔炼生产。
3.现有技术中含镍废料其预处理的方法有两种：
4.第一种方法是：将这种含镍废料直接用12％左右还原铁粉与10％左右的水泥、石膏等拌料后用500吨压力的压砖机压制成砖块码堆后送自然通风处干燥。第二种方法是：将含镍废料用天然气做热源将其送入回转窑(或回转式干燥机)进行干燥，然后配入一定量的粘结剂和还原铁粉压砖码堆后自然通风处干燥。
5.本技术人发现现有技术至少存在以下技术问题：
6.第一种方法存在的缺陷是，压好的砖块在自然干燥过程中砖块内部的有机物、无机盐的结晶水，在上述干燥失水过程中，砖块状原料的强度低，易分化成散状失去强度。这种砖块状原料在富氧侧吹炉内由于粉料多，严重影响炉内透气性和熔炼速度，高温气体不容易将原料加热，烟尘率高、直收率低、使冶炼成本增加。
7.第二种方法虽然预处理效果较好，但是，天然气成本高，天然气气源离生产场地远管道输送距离长，设备投资大，生产过程中粉尘大环境污染严重、生产环境差，冶炼成本高。


技术实现要素：

8.本发明的目的在于提供一种含镍废料预处理设备及含镍废料预处理方法，以解决现有技术中存在的经预处理设备处理后的含镍原料，熔炼效率低、成本高的技术问题。本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。
9.为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
10.本发明提供的含镍废料预处理设备，包括除尘装置和微波干燥装置，其中：
11.所述微波干燥装置内设置有至少一层干燥处理层，所述微波干燥装置的进料口位于所有所述干燥处理层的上方，每层所述干燥处理层上均设置有移动部，所述移动部能将落入其上的含镍废料由所述干燥处理层的一端输送至其另一端，位于最下方的所述干燥处理层的出料端与所述微波干燥装置的出料口相连通；
12.所述除尘装置通过排气管道与所述微波干燥装置相连通，用于过滤水汽中的粉尘。
13.优选的，所述干燥处理层具有两层以上，所有所述干燥处理层在竖直方向上间隔布置，上层所述干燥处理层上的原料能由其一端输送至其另一端后落入相邻的下层所述干燥处理层上继续加热。
14.优选的，除最下方的所述干燥处理层外，其余所述干燥处理层的端部均设置有下料部，所述下料部连通相邻设置的所述干燥处理层的两端，其中，位于最上方所述干燥处理层上的所述下料部与所述微波干燥装置的进料口分别设置在所述干燥处理层的相对两端，与同一层所述干燥处理层相连通的两个所述下料部分别位于对应所述干燥处理层的两端。
15.优选的，所述移动部包括传送带，所述干燥处理层包括水平布置的承托板，所述传送带水平布置在所述承托板上，并与所述承托板滚动连接；
16.所述预处理设备还包括有驱动装置，所述驱动装置与所述传送带驱动连接，用于带动所述传送带输送。
17.优选的，所述除尘装置包括布袋除尘器，所述预处理设备还包括有尾气处理装置，所述尾气处理装置与所述布袋除尘器的出料口相连通，其内设置有用于收集水汽的收集池。
18.优选的，所述预处理设备还包括有压球装置和干燥机，其中：
19.所述压球装置与所述微波干燥装置之间、与所述干燥机之间均通过皮带输送装置传送，所述压球装置用于将经所述微波干燥装置干燥且与其余原料混合后的物料压制为球体结构，所述干燥机用于将所述球体结构干燥。
20.优选的，所述预处理设备还包括有滚筒筛，所述滚筒筛连通于所述压球装置的出料口，用于将未成团的粉料从所述球体结构的原料中筛除。
21.优选的，所述预处理设备还包括有加料装置、破碎机和搅拌机，其中：
22.所述加料装置的入料口与所述微波干燥装置的出料口相连通，所述加料装置包括有至少一个加料仓，当所述加料仓为多个时，相邻所述加料仓的下端之间通过皮带输送装置相连通，用于向所述含镍废料内添加辅料；
23.所述破碎机的进料口与所述加料装置的下料口相连通，用于将混合后的物料破碎；所述搅拌机的进料口与所述破碎机的下料口相连通，用于将破碎后的物料搅拌均匀。
24.优选的，所述预处理设备还包括有辊碾机，所述辊碾机的进料口与所述搅拌机的下料口相连通，用于将混合后的物料碾压以提高物料的粘性，所述压球装置的进料口与所述辊碾机的下料口相连通。
25.本发明还提供了一种含镍废料预处理方法，使用上述含镍废料预处理设备，所述预处理设备还包括有压球装置，该方法包括：
26.将含镍废料由所述微波干燥装置上的进料口落入所述干燥处理层上，使所述移动部运动，所述移动部将所述含镍废料由所述干燥处理层的一端输送至其另一端，进而加热干燥含镍废料；
27.使水汽中的粉尘经所述除尘装置过滤；
28.使经所述微波干燥装置干燥且与其余原料混合后的物料进入所述压球装置内，所述压球装置将物料压制为球体结构。
29.本发明提供的含镍废料预处理设备及含镍废料预处理方法，与现有技术相比，具有如下有益效果：该含镍废料预处理设备使用微波干燥装置对含镍废料进行加热干燥，从含镍废料从内部发热，干燥物料内的结晶水速度快，移动部将含镍废料由干燥处理层的一端输送至其另一端的过程中，对含镍废料进行干燥，防止物料堆积，提高干燥效果。微波干燥装置相比回转窑投资小、干净卫生环境好，自动化程度高，能耗低、原料预处理成本低、能
与富氧侧吹炉生产工序完全形成全自动控制生产线，大量减少人工成本、提高劳动生产率。
30.该方法，利用了上述含镍废料预处理设备，同样能够提高干燥效果和效率，降低成本；且将压球装置将物料压制为球体结构，能够提高物料的强度，在后续工艺中的熔炼炉内，球体物料与物料之间的缝隙提高了物料与高温气体的接触面积，提高了熔炼效率。
附图说明
31.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
32.图1是含镍废料预处理设备的整体结构示意图；
33.图2是微波干燥装置的结构示意图；
34.图3是图2中a处的局部放大图；
35.图4是熔炼时，高温气体在球体结构物料之间流动的示意图。
36.图中1、微波干燥装置；100、架体；200、含镍废料；300、球体结构物料；101、干燥处理层；102、传送带；103、承托板；104、电机；105、下料部；106、进料口；2、布袋除尘器；3、排气管道；4、压球机；5、干燥机；6、滚筒筛；7、加料仓；8、搅拌机；9、辊碾机；10、破碎机；11、尾气处理装置；12、储料仓；13、皮带输送机；14、给料装置。
具体实施方式
37.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
38.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“宽度”、“高度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“侧”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
39.本发明实施例提供了一种含镍废料预处理设备及含镍废料预处理方法，能够提高含镍废料的干燥效果和效率，降低成本，提高后续熔炼效率。
40.下面结合图1-图2对本发明提供的技术方案进行更为详细的阐述。
41.实施例一
42.如图1-图2所示，本实施例提供了一种含镍废料预处理设备，包括除尘装置(布袋除尘器2)和微波干燥装置1，其中：微波干燥装置1内设置有干燥处理层101，干燥处理层101具有一层或两层以上，微波干燥装置1的进料口106位于所有干燥处理层101的上方，每层干燥处理层101上均设置有移动部，移动部能将落入其上的含镍废料200由干燥处理层101的一端输送至其另一端，位于最下方的干燥处理层101的出料端与微波干燥装置1的出料口相
连通；除尘装置通过排气管道3与微波干燥装置1相连通，用于过滤水汽中的粉尘。
43.其中，上述微波干燥装置1利用了现有的微波加热技术，微波加热技术以物料吸收微波能是物料中极性分子与微波电磁场相互作用的结果，在外加交变电磁场作用下，物料内极性分子极化并随外加交变电磁场极性变更而交变取向，如此众多的极性分子因频繁相互间摩擦损耗，使电磁能转化为热能等为原理来加热物料的相关技术。微波加热装置内形成微波用于加热的结构为本领域内的成熟技术，在此对其不做赘述。
44.其中，上述除尘装置包括布袋除尘器2，进入排气管道3内的通常为水汽，布袋除尘器2用于将水汽的粉尘进行过滤。
45.微波干燥装置1可采用以下规格：微波干燥装置1长34m、宽2m、机体有效高1.4m，单台机组采用26组微波箱体、微波馈入从顶部馈入，传送带102为布带状、宽度1250mmm，三层干燥处理层101，总长度102m，传送带102运行速度为10m/min，料层厚度为50mm，单功率为400kw，日处理量为450吨。微波干燥装置1采用自动恒温控制。
46.本实施例中的含镍废料预处理设备，使用微波干燥装置1对含镍废料200进行加热干燥，从含镍废料200从内部发热，热源来自物料内部，干燥物料内的结晶水速度快，移动部将含镍废料200由干燥处理层101的一端输送至其另一端的过程中，对含镍废料200进行干燥，防止物料堆积，提高干燥效果。微波干燥装置1相比回转窑投资小、干净卫生环境好，自动化程度高，能耗低、原料预处理成本低、能与富氧侧吹炉生产工序完全形成全自动控制生产线，大量减少人工成本、提高劳动生产率。
47.作为可选地实施方式，参见图2和图3所示，本实施例的干燥处理层101具有两层以上，本实施例中的干燥处理层101包括有三层(并不限于该数量)所有干燥处理层101在竖直方向上间隔布置，上层干燥处理层101上的原料能由其一端输送至其另一端后落入相邻的下层干燥处理层101上继续加热。
48.具体的，如图2所示，预处理设备还包括有给料装置14，给料装置14包括给料仓，给料仓的下料口通过皮带输送机13与微波干燥装置1的进料口相连通。皮带输送机13为本领域内的成熟技术，在此对其结构不做赘述。控制进微波干燥装置1混合料的水分35％左右，混料后用装载机装入给料仓，给料仓的口径由上至下逐渐减小，下口与圆盘给料机配合，圆盘给料机速度采用变频调速控制，通过圆盘给料机给微波干燥装置1输送含镍废料200。
49.微波干燥装置1由架体100支撑，含镍废料200经进料口106进入微波干燥装置1内并落于干燥处理层101上，第一层的干燥处理层101上的原料由其一端输送至其另一端后落入第二层干燥处理层101上继续输送并加热，第二层的干燥处理层101上的原料由其一端输送至其另一端后落入第三层干燥处理层101上继续输送并加热，直至由微波干燥装置1的出料口流出，微波加热干燥完成。
50.上述结构延长了含镍废料200在微波干燥装置1内的移动路径，因此能够使含镍废料200在微波干燥装置1内加热更充分、均匀，干燥更彻底，进一步除去其内的结晶水。且上述结构在提高干燥效果的基础上，缩短了微波干燥装置1的长度，减小了占地面积，有助于降低成本。
51.为了使上层干燥处理层101上的原料能落入相邻的下层干燥处理层101上继续加热，作为可选地实施方式，参见图2和图3所示，除最下方的干燥处理层101外，其余干燥处理层101的端部均设置有下料部105，下料部105连通相邻设置的干燥处理层101的两端，其中，
位于最上方干燥处理层101上的下料部105与微波干燥装置1的进料口分别设置在干燥处理层101的相对两端，与同一层干燥处理层101相连通的两个下料部105分别位于对应干燥处理层101的两端。
52.参见图2和图3所示，上述下料部105为内径自上至下逐渐减小的下料斗，原料由进料口106落下在第一层干燥处理层101上，第一层的干燥处理层101上的原料在移动部的作用下由左端(以图示方向为例)运输至右端后，经下料部105落入第二层干燥处理层101的右端，第二层干燥处理层101上的移动部按照从右至左的方向运输含镍废料200，第二层干燥处理层101上的原料移动至左端后，经下料部105落入第三层干燥处理层101的左端，第三层干燥处理层101上的移动部按照从左至有的方向运输含镍废料200，第三层干燥处理层101上的原料移动至右端后，从微波干燥装置1的出料口释放，完成微波加热。
53.上述结构在提高干燥效果的基础上，缩短了微波干燥装置1的长度，减小了占地面积，有助于降低成本。
54.本实施例中提供了一种移动部的具体实施方式，参见图2所示，本实施例的移动部包括传送带102，干燥处理层101包括水平布置的承托板103，传送带102水平布置在承托板103上，并与承托板103滚动连接；预处理设备还包括有驱动装置，驱动装置与传送带102驱动连接，用于带动传送带102输送。
55.上述驱动装置可以为电机104，传送带102缠绕在两端的皮带轮上，电机104驱动其中一端的皮带轮转动，进而带动传送带102在水平方向上传送。参见图2，传送带102与承托板103的上表面滚动连接，承托板103上表面可转动连接有滚轴，滚轴支撑传送带102；承托板103能够稳定支撑传送带102，且不影响传送带102的输送，便于传送带102上的含镍废料200随传送带102同步输送。
56.作为可选地实施方式，参见图1所示，本实施例的预处理设备还包括有尾气处理装置11，尾气处理装置11与布袋除尘器的出料口相连通，其内设置有用于收集水汽的收集池。
57.尾气处理装置11可以采用现有技术中的尾气吸收塔。排气管道3内的气体经布袋除尘器过滤粉尘后，气体内还含有水汽，携带有水汽的气体进入尾气吸收塔内，气体中的水汽落入尾气吸收塔底部的收集池内进行储存，回收了冷凝水，经处理后的气体排放至大气中，不会污染环境。
58.作为可选地实施方式，参见图1所示本实施例的预处理设备还包括有压球装置和干燥机5，其中：压球机4与微波干燥装置1之间、与干燥机5之间均通过皮带输送装置传送，压球机4用于将经微波干燥装置1干燥且与其余原料混合后的物料压制为球体结构，干燥机5用于将球体结构干燥。
59.其中，上述压球装置可采用现有技术中的压球机4，可将含镍废料200和其余辅料压制成球体结构，之后，干燥机5(如现有技术中的链板干燥机5)将上球体结构进一步干燥。
60.参见图4所示，图4中的箭头方向表示高温气体的流动方向；上述压球装置将物料压制为球体结构，球体结构物料300相较于现有技术中的砖块状(矩形状)物料而言，能够提高物料的结构强度，物料在后续的熔炼中的不易松散。且在后续工艺中的熔炼炉内，即使球体结构物料300之间堆叠，球体物料与球体物料之间存在有缝隙，缝隙提高了物料与高温气体的接触面积，提高了高温气体对物料的加热效率，从而提高了熔炼效率。
61.作为可选地实施方式，参见图1所示，预处理设备还包括有滚筒筛6，滚筒筛6连通
于压球装置的出料口，用于将未成团的粉料从球体结构的原料中筛除。
62.上述滚筒筛6通过皮带输送机13与压球装置的出料口连通，压制好的球体物料和未压制成球体的粉料一同进入滚筒筛6中，滚筒筛6能够将未成团的粉料从球体结构的原料中筛除，仅使球体物料进入干燥机5中干燥备用。
63.作为可选地实施方式，参见图1所示，预处理设备还包括有加料装置、破碎机10和搅拌机8，其中：加料装置的入料口与微波干燥装置1的出料口相连通，加料装置包括有一个或两个以上加料仓7，当加料仓7位多个时，相邻加料仓7的下端之间通过皮带输送装置相连通，用于向含镍废料200内添加辅料；破碎机10的进料口与加料装置的下料口相连通，用于将混合后的物料破碎；搅拌机8的进料口与破碎机10的下料口相连通，用于将破碎后的物料搅拌均匀。
64.如图1所示，本实施例的加料装置包括有四个加料仓7，四个加料仓7分别位砂料仓、返料(侧吹炉烟尘)料仓、还原铁粉料仓和粘结剂料仓，分别用于向干燥后的含镍物料中添加砂料、返料、还原铁粉和粘结剂。每个加料仓7用电子秤配料后给料经皮带输送机13输送至对辊破碎机10破碎，使物料粒度均匀；然后送双螺旋搅拌机8搅拌均匀。
65.作为可选地实施方式，参见图1所示，预处理设备还包括有辊碾机9，辊碾机9的进料口与搅拌机8的下料口相连通，用于将混合后的物料碾压以提高物料的粘性，压球装置的进料口与辊碾机9的下料口相连通。
66.物料从破碎机10中经皮带输送机13送入辊碾机9，辊碾机9对物料进一步碾压，提高物料的粘性，便于物料在压球中被压制为球体结构。
67.具体的，物料经皮带输送机13送入对辊式压球机4制球，制出来的球经圆筒筛筛分后，进入链板干燥机5热风干燥，筛下的粉料再经皮带输送机13返回压球机4中，球团经链板干燥机5干燥后球团的热强度高不会粉碎，球状物料经皮带输送机13送入储料仓12备用。
68.其中，上述破碎机10、搅拌机8、辊碾机9均为现有的成熟技术，在此对其结构不做赘述。
69.该含镍废料200预处理，占地面积小、用人工少；将物料压制为球体结构，热强度好，有效提高了富氧侧吹炉冶炼冰镍的熔炼速度、降低了熔炼成本。
70.实施例二
71.本实施例提供了一种含镍废料200预处理方法，使用上述含镍废料预处理设备，参见图1所示，预处理设备还包括有压球装置，该方法包括：
72.将含镍废料200由微波干燥装置1上的进料口落入干燥处理层101上，使移动部运动，移动部将含镍废料200由干燥处理层101的一端输送至其另一端，进而加热干燥含镍废料200；
73.使水汽中的粉尘经除尘装置过滤；
74.使经微波干燥装置1干燥且与其余原料混合后的物料进入压球装置内，压球装置将物料压制为球体结构。
75.现有技术中，通常将物料压制为矩形块状结构，矩形块状结构的物料强度低，易分化成散状失去强度。尤其是在后续工艺的熔炼炉内，易分散为粉状结构，熔炼炉内由于粉料多，严重影响炉内透气性和熔炼速度，高温气体不容易将原料加热。
76.该含镍废料200预处理方法，利用了上述含镍废料预处理设备，同样能够提高干燥
效果和效率，降低成本；参见图4所示，且压球装置将物料压制为球体结构物料300，能够提高物料的强度，在后续工艺中的熔炼炉内，球体物料与物料之间的缝隙提高了物料与高温气体的接触面积，提高了熔炼效率。
77.具体的，该方法包括：给料装置14将含镍废料200加入微波干燥装置1
→
经四个加料仓7加热辅料
→
破碎机10碾碎，进一步混合均匀
→
搅拌机8搅拌
→
辊碾机9碾压，提高粘度
→
压球机4将物料压制为球体结构
→
滚筒筛6分离球体结构和粉料
→
链板干燥机5热风干燥
→
成品球体物料备用。
78.具体的，可以控制微波干燥装置1的干燥温度为160℃，传送带102的运行速度10m/min，物料入炉初始水分36％，干燥后的出料水分小于10％，每天24小时运转，由于微波干燥装置1发热是从原料内部发热，干燥物料的结晶水速度快，因此，本实施例的微波干燥装置1日处理量可达到400-500吨含镍废料200。
79.在本说明书的描述，具体特征、结构或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
80.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
81.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。