CN106191364A - 一种利用湿块红土镍矿直接还原生产粒铁的***及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及化工冶金领域，具体涉及一种利用湿块红土镍矿直接还原生产粒铁的***及方法。该***包括：原料处理装置、预热和还原装置、粗破重选装置和磨矿磁选装置，其中：所述原料处理装置具有红土镍矿入口、还原煤入口、添加剂入口及含水混合物料出口；所述预热和还原装置包括：依次相邻的进料区、干燥管预热区、侧壁烧嘴还原区和出料区；所述粗破重选装置包括：还原物料入口、镍铁粒铁出口和一次尾渣出口；所述磨选装置包括：一次尾渣入口、镍铁粉出口及二次尾渣出口。本发明可采用湿块料直接入转底炉的流程处理红土镍矿，将得到的一次尾渣再次进行磨选回收得到镍铁粉，缩短了工艺流程，降低了设备投资、生产成本及生产能耗。

Description

一种利用湿块红土镍矿直接还原生产粒铁的***及方法

技术领域

本发明涉及化工冶金领域，具体涉及一种利用湿块红土镍矿直接还原生产粒铁的***及方法。

背景技术

镍是一种重要的有色金属，主要有红土镍矿和硫化镍矿冶炼而来。由于近年来镍消耗量的不断增加以及硫化镍矿储量不断减少，镍红土矿的开发日益受到重视。红土镍矿基本上分为两类，一类是褐铁矿型，位于矿床的上部，由于风化淋滤作用的结果，铁多，硅少，镁少，镍较低，但含钴量较高，这种矿石宜采用湿法冶金工艺处理，冶炼镍铁产生的炉渣用于钢的生产；另一类是硅镁镍矿，位于矿床的下部，由于风化富集，镍矿多硅、多镁、低铁、钴，镍含量较高，称之为镁质硅酸镍矿，这种矿石宜采用火法冶金工艺处理，生产镍铁产生的炉渣可用于建筑材料和生产化肥。处于中间过渡层的矿石可以采用火法冶金，也可以采用湿法冶金工艺，采用传统的火法冶炼镍铁的工艺方法中均存在以下不足：工艺环境污染严重，能耗高，违背国家环保政策和能源政策的限制；要求矿石原料有较高的镍品位；回转窑还原温度低、易结圈；生产成品镍品位低；产率低。如中国专利CN 102212636A 公开了一种红土镍矿转底炉煤基直接还原—燃气熔分炉熔分的炼铁方法，将红土镍矿与煤及助熔剂混合后造球，干球布入转底炉内进行直接还原得到金属化球团，金属化球团送入用煤气作燃料的蓄热式燃气熔分炉进行熔分，最终得到高镍的镍铁合金，该发明原料需进行造球、烘干等预处理，生产工艺复杂，设备投资高。再如中国专利CN200910136198.5公开一种用红土镍矿在隧道窑中直接还原含镍粒铁的方法，按以下步骤完成：首先在含吸附水的红土镍矿中加入干燥剂，搅拌混合均匀脱水干燥；然后把上述混合料破碎，加入还原剂和粒镍铁聚集剂，混合均匀后送入铺有焦粉的隧道窑台车上面，再覆盖一层焦粉进行还原焙烧，还原焙烧的时间为1-3小时；还原焙烧后料经过水淬冷却、破碎、球磨、磁选，便可得到高品位的含镍粒铁合金，该发明还原焙烧时间长需1-3小时，生产效率低，原料处理需加入干燥剂，增加生产成本。近年来，业内一些专家和学者提出 “用煤基转底炉处理红土镍矿”的新方法，还原过程在主体设备转底炉内完成，目前较成熟的工艺多为混料、制球、干燥等预处理后再布入转底炉，转底炉还原前预处理工序较复杂，具有生产工艺流程长，设备投资大，生产成本高，能耗高等缺陷，此外，现有转底炉多采用烧嘴式加热方式，但由于物料入炉初期炉内粉尘量较大，易导致烧嘴堵塞从而影响生产顺行。因此如何设计一种效率高、设备投资低和生产能耗低的处理红土镍矿生产粒铁的***及方法成为本领域亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出了一种利用湿块红土镍矿直接还原生产粒铁的***及方法。该***具有处理流程短、设备投资低、设备作业率高、能耗低、应用范围广泛等优点。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

本发明提出了一种利用湿块红土镍矿直接还原生产粒铁的***。根据本发明的实施例，该***包括：原料处理装置、预热和还原装置、粗破重选装置和磨矿磁选装置，其中：所述原料处理装置，包括依次连接的破碎装置、筛分装置和混合装置，所述原料处理装置具有红土镍矿入口、还原煤入口、添加剂入口及含水混合物料出口，用于将所述红土镍矿、还原剂及添加剂经处理后按比例进行混合，得到含水混合物料；所述预热和还原装置为改造后的转底炉，包括：依次相邻的进料区、干燥管预热区、侧壁烧嘴还原区和出料区，其中，所述干燥管预热区与所述侧壁烧嘴还原区之间设有隔墙，所述侧壁烧嘴还原区与所述出料区之间设有挡墙，所述隔墙和挡墙均由所述转底炉的顶壁向下延伸，并与所述转底炉的布料环形炉底保持一定间隔；其中，所述干燥管预热区炉壁内侧设有多个干燥管，用于对所述干燥管预热区进行加热；所述侧壁烧嘴还原区炉壁内侧设有多个烧嘴，用于对所述侧壁烧嘴还原区进行烧嘴方式加热；所述进料区设有含水混合物料入口、兰炭入口，所述干燥管预热区设有干燥管热源入口及烟气出口，所述出料区设有还原物料出口，所述含水混合物料入口与所述原料处理装置的含水混合物料出口相连，用于将所述含水混合物料在所述预热和还原装置内进行干燥、预热及还原处理，得到还原物料；所述粗破重选装置包括：还原物料入口、镍铁粒铁出口和一次尾渣出口，所述还原物料入口与所述预热和还原装置的还原物料出口相连，用于将所述还原物料进行粗破重选，得到镍铁粒铁和一次尾渣；所述磨选装置包括：一次尾渣入口、镍铁粉出口及二次尾渣出口, 所述一次尾渣入口与所述粗破重选装置的一次尾渣出口相连，用于将所述一次尾渣进行磨矿磁选，得到镍铁粉和二次尾渣。

发明人发现，根据本发明实施例的该***，与传统转底炉均采用炉墙侧壁烧嘴加热的方式相比，本发明的转底炉内增设干燥管预热区，解决了物料入炉初期因粉尘量大而导致烧嘴堵塞的问题；并且本发明可采用湿块料直接入转底炉的流程处理红土镍矿，将得到的一次尾渣再次进行磨选回收得到镍铁粉，缩短了工艺流程，降低了设备投资、生产成本及生产能耗；此外，本发明转底炉可采用蓄热式燃烧技术，可使用劣质或低品质燃料，降低了燃料成本，可在国内和缺少天然气和优质燃料的地区推广。

根据本发明的实施例，所述预热和还原装置的水平截面为圆环形，所述干燥管预热区圆环夹角为30°-100°。

在本发明的另一个方面，本发明提供了一种利用前面所述的***处理红土镍矿生产粒铁的方法。根据本发明的实施例，该方法包括以下步骤：（1）原料处理：将红土镍矿、还原剂及添加剂经破碎、筛分后按比例进行混合，得到含水混合物料；（2）预热还原处理：通过兰炭入口，在所述预热和还原装置的炉底先铺设一层兰炭，然后将含水混合物料向所述预热和还原装置内布料，随着所述预热和还原装置炉底的运转，所述含水混合物料依次在干燥管预热区内进行干燥、预热处理，再经所述侧壁烧嘴还原区内进行还原反应，然后，通过所述还原物料出口排料得到还原物料；（3）粗破重选处理：将所述还原物料进行粗破重选处理，得到镍铁粒铁和一次尾渣；（4）磨矿磁选处理：将所述一次尾渣进行磨矿磁选处理，得到镍铁粉和二次尾渣。

根据本发明的实施例，所述红土镍矿、还原剂及添加剂经破碎、筛分后所得原料粒度为10-40mm。

根据本发明的实施例，所述还原剂是还原煤。

根据本发明的实施例，原料重量配比为：红土镍矿100重量份，还原煤10-30重量份，添加剂5-15重量份；所述添加剂为石灰石、生石灰及水解电石渣的一种或多种。

根据本发明的实施例，所述添加剂的配入量要保证碱度在0.4-0.7之间，优选为0.5-0.6之间，其中，所述碱度为以下四种氧化物的质量分数之比，即碱度=w(MgO+CaO)/w(SiO₂+ Al₂O₃ )，w为质量分数。

根据本发明的实施例，所述预热和还原装置的干燥管预热区加热的温度为600℃-1000℃，时间为20-40min；所述还原区采用侧壁烧嘴加热方式，还原温度为1350℃-1450℃，时间为20-50min。

根据本发明的实施例，所述兰炭的厚度为5-15mm。

本发明至少具有以下有益效果：

1.与传统转底炉均采用炉墙侧壁烧嘴加热的方式相比，本发明的转底炉内增设干燥管预热区，解决了物料入炉初期因粉尘量大而导致烧嘴堵塞的问题。

2.本发明可采用湿块料直接入转底炉的流程处理红土镍矿，将得到的一次尾渣再次进行磨选回收得到镍铁粉，缩短了工艺流程，降低了设备投资、生产成本及生产能耗。

3.本发明转底炉可采用蓄热式燃烧技术，可使用劣质或低品质燃料，降低了燃料成本，可在国内和缺少天然气和优质燃料的地区推广。

附图说明

图1为本发明改造转底炉的示意图。

图2为本发明的***示意图。

图3为本发明的工艺流程图。

其中，进料区1，干燥管预热区2，侧壁烧嘴还原区3，出料区4，烟道5，预热区和还原区间隔墙6，出料端挡墙7，干燥管8，烧嘴9，原料处理装置S100，红土镍矿入口101，还原煤入口102，添加剂入口103，含水混合物料出口104，预热和还原装置S200，含水混合物料入口201，兰炭入口202，干燥管热源入口203，还原物料出口204，烟气出口205，粗破重选装置S300，还原物料入口301，一次尾渣出口302，镍铁粒铁出口 303，磨选装置S400，一次尾渣入口401，镍铁粉出口402，二次尾渣出口403。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

本发明提出了一种利用湿块红土镍矿直接还原生产粒铁的***。根据本发明的实施例，图1为本发明改造转底炉的示意图，图2为本发明的***示意图，参照图1和图2所示，该***包括：原料处理装置S100、预热和还原装置S200、粗破重选装置S300和磨矿磁选装置S400，其中：所述原料处理装置具有红土镍矿入口101、还原煤入口102、添加剂入口103及含水混合物料出口104，用于将所述红土镍矿、还原剂及添加剂经处理后按比例进行混合，得到含水混合物料；

所述预热和还原装置包括：依次相邻的进料区1、干燥管预热区2、侧壁烧嘴还原区3和出料区4，其中，所述进料区设有含水混合物料入口201、兰炭入口202，所述干燥管预热区设有干燥管热源入口203及烟气出口205，所述出料区设有还原物料出口204，所述含水混合物料入口与所述原料处理装置的含水混合物料出口相连，用于将所述含水混合物料在所述预热和还原装置内进行干燥、预热及还原处理，得到还原物料；所述还原物料经所述粗破重选装置得到镍铁粒铁和一次尾渣，再经所述磨选装置得到镍铁粉和二次尾渣。

发明人发现，根据本发明实施例的该***，与传统转底炉均采用炉墙侧壁烧嘴加热的方式相比，本发明的转底炉内增设干燥管预热区，解决了物料入炉初期因粉尘量大而导致烧嘴堵塞的问题；并且本发明可采用湿块料直接入转底炉的流程处理红土镍矿，将得到的一次尾渣再次进行磨选回收得到镍铁粉，缩短了工艺流程，降低了设备投资、生产成本及生产能耗；此外，本发明转底炉可采用蓄热式燃烧技术，可使用劣质或低品质燃料，降低了燃料成本，可在国内和缺少天然气和优质燃料的地区推广。

根据本发明的实施例，所述粗破重选装置包括：还原物料入口301、一次尾渣出口302和镍铁粒铁出口303，所述还原物料入口与所述预热和还原装置的还原物料出口相连，用于将所述还原物料进行粗破重选，得到镍铁粒铁和一次尾渣。

根据本发明的实施例，所述磨选装置包括：一次尾渣入口401、镍铁粉出口402及二次尾渣出口403, 所述一次尾渣入口与所述粗破重选装置的一次尾渣出口相连，用于将所述一次尾渣进行磨矿磁选，得到镍铁粉和二次尾渣。

根据本发明的实施例，所述原料处理装置，包括依次连接的破碎装置、筛分装置和混合装置。

根据本发明的实施例，所述破碎装置的具体种类不受限制，只要能够达到将块状物料破碎成合适粒度的作用即可，可以为金属破碎装置，石头破碎装置，木材破碎装置或塑料破碎装置，根据本发明的一些实施例，本发明优选为金属破碎装置或石头破碎装置。

根据本发明的实施例，所述筛分装置的具体种类和方法不受限制，只要能够起到用带孔的筛面把粒度大小不同的混合物料分成各种粒度级别的作用即可，可以为旋动筛或振荡筛、独立筛分、辅助筛分或脱水筛分，根据本发明的一些实施例，本发明优选为旋动筛或辅助筛分。

根据本发明的实施例，所述预热和还原装置为改造后的转底炉，其中，转底炉的具体型号不受限制，可以为蓄热式或者非蓄热式转底炉。根据本发明的一些实施例，本发明优选为蓄热式转底炉，采用蓄热式燃烧技术，可使用劣质或低品质燃料，降低了燃料成本，可在国内和缺少天然气和优质燃料的地区推广。

根据本发明的实施例，所述预热和还原装置的水平截面的具体形状不受限制，根据本发明的一些实施例，本发明优选为圆环形，更优选的，所述干燥管预热区圆环夹角为30°-100°，本发明转底炉干燥管预热区圆环夹角不应小于30°，若圆环夹角小于30°，则物料在预热区留存时间太短，会导致红土镍矿水分脱除不完全，剩余水分在还原区脱除影响物料区还原性，降低有价金属的还原率，但当转底炉预热区圆环夹角过大将影响还原区物料的还原效果，所以控制预热区圆环夹角不大于100°。

根据本发明的实施例，本发明通过在转底炉内增设干燥管预热区，该干燥管设置于炉墙侧壁，采用热辐射方式预热原料，与传统转底炉均采用炉墙侧壁烧嘴加热的方式相比，有效解决了物料入炉初期因粉尘量较大而导致烧嘴堵塞的问题，干燥管加热温度为600℃-1000℃，可对含水混合物料进行预热，并有效脱除含水混合物料中的表水及结晶水，入炉红土镍矿一般含有12-20%的表水及9-14%的结晶水，如不脱除，将影响红土镍矿中镍的还原效果，降低镍的回收率，所以含水混合料经预热处理后可满足红土镍矿的还原工艺要求。在不影响产品指标的前提下减少了转底炉炉前的压球及球团烘干工艺，缩短了工艺流程，降低了设备投资，具有处理流程短、设备投资低、设备作业率高、能耗低、应用范围广泛等优点。

根据本发明的实施例，所述干燥管预热区与所述侧壁烧嘴还原区之间设有隔墙6，所述侧壁烧嘴还原区与所述出料区之间设有挡墙7，所述隔墙和挡墙均由所述转底炉的顶壁向下延伸，并与所述转底炉的布料环形炉底保持一定间隔。

根据本发明的实施例，所述预热区和还原区间隔墙的具体材质不受限制，只要能够起到分隔的作用即可，可以为耐火砖或耐火打结料，根据本发明的一些实施例，本发明优选为耐火砖。

根据本发明的实施例，所述出料端挡墙的具体材质不受限制，只要能够起到阻挡的作用即可，可以为耐火砖或耐火打结料，根据本发明的一些实施例，本发明优选为耐火砖。

其中，所述干燥管预热区炉壁内侧设有多个干燥管8，用于对所述干燥管预热区进行加热；所述侧壁烧嘴还原区炉壁内侧设有多个烧嘴9，用于对所述侧壁烧嘴还原区进行烧嘴方式加热。

根据本发明的实施例，所述干燥管和烧嘴的具体个数和形状不受限制，只要能起到干燥加热的作用即可，其中，所述干燥管的形状可以为P形，W形或者U型，根据本发明的一些实施例，本发明干燥管优选为U型，所述干燥管的具体加热方式不受限制，根据本发明的一些实施例，本发明优选为电加热、燃气加热、高温烟气余热的一种或几种。

在本发明的另一个方面，本发明提供了一种利用前面所述的***处理红土镍矿的方法。图3为本发明的工艺流程示意图，参照图3所示，该方法包括以下步骤：

（1）原料处理：将红土镍矿、还原剂及添加剂经破碎、筛分后按比例进行混合，得到含水混合物料。

根据本发明的实施例，所述原料处理装置具有红土镍矿入口101、还原煤入口102、添加剂入口103及含水混合物料出口104，用于将所述红土镍矿、还原剂及添加剂经处理后按比例进行混合，得到含水混合物料。

根据本发明的实施例，所述红土镍矿、还原剂及添加剂经破碎、筛分后所得原料的具体粒度不受限制，根据本发明的一些实施例，本发明优选为10-40mm。

根据本发明的实施例，所述还原剂的具体种类不受限制，焦炭、半焦或者还原煤，根据本发明的一些实施例，本发明优选为还原煤。

根据本发明的实施例，原料重量配比为：红土镍矿100重量份，还原煤10-30重量份，添加剂5-15重量份。

根据本发明的实施例，所述添加剂的具体种类不受限制，根据本发明的一些实施例，本发明优选为石灰石、生石灰及水解电石渣的一种或多种，其中，所述添加剂的配入量要保证碱度在0.4-0.7之间，优选为0.5-0.6之间，其中，所述碱度为以下四种氧化物的质量分数之比，即碱度=w(MgO+CaO)/w(SiO₂+ Al₂O₃ )，w为质量分数。在本发明的一些实施例中，碱度在此范围内，炉渣黏度低，有利于镍铁颗粒的聚集和变大。

（2）预热还原处理：通过兰炭入口，在所述预热和还原装置的炉底先铺设一层兰炭，然后将含水混合物料向所述预热和还原装置内布料，随着所述预热和还原装置炉底的运转，所述含水混合物料依次在干燥管预热区内进行干燥、预热处理，再经所述侧壁烧嘴还原区内进行还原反应，然后，通过所述还原物料出口排料得到还原物料。

根据本发明的实施例，所述预热和还原装置包括：依次相邻的进料区1、干燥管预热区2、侧壁烧嘴还原区3和出料区4，其中，所述进料区设有含水混合物料入口201、兰炭入口202，所述干燥管预热区设有干燥管热源入口203及烟气出口205，所述出料区设有还原物料出口204，所述含水混合物料入口与所述原料处理装置的含水混合物料出口相连，用于将所述含水混合物料在所述预热和还原装置内进行干燥、预热及还原处理，得到还原物料。

根据本发明的实施例，所述改造的转底炉炉底要铺有一层兰炭，厚度优选为5~15mm，由于红土镍矿直接还原生产粒铁工艺的温度更高，炉渣呈半熔融状态，为了防止半熔融状态的炉渣粘接炉底影响出料，所以预先在转底炉炉底铺好一层兰炭方便出料。

根据本发明的实施例，所述预热和还原装置的干燥管预热区加热的温度为600℃-1000℃，时间为20-40min；所述还原区采用侧壁烧嘴加热方式，还原温度为1350℃-1450℃，时间为20-50min。

在本发明的一些实施例中，还原温度1350~1450℃，能顺利生产出粒铁，温度过低一方面还原反应不彻底，镍回收率低，另一方面渣黏度大，镍铁不容易聚集，温度过高会使铁熔化，使碳上浮，对还原不利，此时渣中FeO含量高，渣子不黏，不易形成粒铁。

（3）粗破重选处理：将所述还原物料进行粗破重选处理，得到镍铁粒铁和一次尾渣。

根据本发明的实施例，所述粗破重选装置包括：还原物料入口301、一次尾渣出口302和镍铁粒铁出口303，所述还原物料入口与所述预热和还原装置的还原物料出口相连，用于将所述还原物料进行粗破重选，得到镍铁粒铁和一次尾渣。

（4）磨矿磁选处理：将所述一次尾渣进行磨矿磁选处理，得到镍铁粉和二次尾渣。

根据本发明的实施例，所述磨选装置包括：一次尾渣入口401、镍铁粉出口402及二次尾渣出口403, 所述一次尾渣入口与所述粗破重选装置的一次尾渣出口相连，用于将所述一次尾渣进行磨矿磁选，得到镍铁粉和二次尾渣。

实施例1

选用TFe20.6％，含Ni 1.65％的红土镍矿作为原料，破碎、筛分至10-40mm，按照红土镍矿100重量份，还原煤10重量份，石灰石5重量份的重量比例配料并混匀，将含水混合物料直接布入预热和还原装置进行预热还原处理，在转底炉内增设干燥管预热区，加热的温度为600℃，时间为40min；还原区采用内外侧壁烧嘴加热方式，转底炉炉底先于干球团布入一层5mm厚兰炭，还原温度为1350℃，时间为50min，预热区的圆环夹角为30°；转底炉出料得到的还原物料送入粗破重选装置中进行粗破重选处理得到平均粒径3mm的镍铁粒铁（含Ni7.56%，Fe 89.58%）和一次尾渣，一次尾渣再送入磨矿磁选设备进行磨矿磁选处理得到镍铁粉（含Ni 4.65% TFe 63.52%）和二次尾渣，整个流程镍回收率94%。

实施例2

选用TFe18.7％，含Ni 1.76％的红土镍矿作为原料，破碎、筛分至10-40mm，按照红土镍矿100重量份，还原煤20重量份，生石灰10重量份的重量比例配料并混匀，将含水混合物料直接布入预热和还原装置进行预热还原处理，在转底炉内增设干燥管预热区，加热的温度为800℃，时间为30min；还原区采用内外侧壁烧嘴加热方式，转底炉炉底先于干球团布入一层5mm厚兰炭，还原温度为1400℃，时间为30min，预热区的圆环夹角为60°；转底炉出料得到的还原物料送入粗破重选装置中进行粗破重选处理得到平均粒径4mm的镍铁粒铁（含Ni7.68%，Fe 90.16%）和一次尾渣，一次尾渣再送入磨矿磁选设备进行磨矿磁选处理得到镍铁粉（含Ni 6.03% TFe 65.76%）和二次尾渣，整个流程镍回收率96%。

实施例3

选用TFe29.6％，含Ni 1.46％的红土镍矿作为原料，破碎、筛分至10-40mm，按照红土镍矿100重量份，还原煤30重量份，水解电石渣15重量份的重量比例配料并混匀，将含水混合物料直接布入预热和还原装置进行预热还原处理，在转底炉内增设干燥管预热区，加热的温度为1000℃，时间为20min；还原区采用内外侧壁烧嘴加热方式，转底炉炉底先于干球团布入一层5mm厚兰炭，还原温度为1450℃，时间为20min，预热区的圆环夹角为100°；转底炉出料得到的还原物料水送入粗破重选装置中进行粗破重选处理得到平均粒径2.5mm的镍铁粒铁（含Ni 6.33%，Fe 90.89%）和一次尾渣，一次尾渣再送入磨矿磁选设备进行磨矿磁选处理得到镍铁粉（含Ni 4.56% TFe 68.56%）和二次尾渣，整个流程镍回收率95%。

发明人发现，根据本发明实施例的该***，与传统转底炉均采用炉墙侧壁烧嘴加热的方式相比，本发明的转底炉内增设干燥管预热区，解决了物料入炉初期因粉尘量大而导致烧嘴堵塞的问题；并且本发明可采用湿块料直接入转底炉的流程处理红土镍矿，将得到的一次尾渣再次进行磨选回收得到镍铁粉，缩短了工艺流程，降低了设备投资、生产成本及生产能耗；此外，本发明转底炉可采用蓄热式燃烧技术，可使用劣质或低品质燃料，降低了燃料成本，可在国内和缺少天然气和优质燃料的地区推广。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“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一定指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何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。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。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是点连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型，同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。

Claims (9)

1.一种利用湿块红土镍矿直接还原生产粒铁的***，其特征在于，包括：原料处理装置、预热和还原装置、粗破重选装置和磨矿磁选装置，其中：

所述原料处理装置，包括依次连接的破碎装置、筛分装置和混合装置，所述原料处理装置具有红土镍矿入口、还原煤入口、添加剂入口及含水混合物料出口，用于将所述红土镍矿、还原剂及添加剂经处理后按比例进行混合，得到含水混合物料；

所述预热和还原装置为改造后的转底炉，包括：依次相邻的进料区、干燥管预热区、侧壁烧嘴还原区和出料区，其中，所述干燥管预热区与所述侧壁烧嘴还原区之间设有隔墙，所述侧壁烧嘴还原区与所述出料区之间设有挡墙，所述隔墙和挡墙均由所述转底炉的顶壁向下延伸，并与所述转底炉的布料环形炉底保持一定间隔；其中，所述干燥管预热区炉壁内侧设有多个干燥管，用于对所述干燥管预热区进行加热；所述侧壁烧嘴还原区炉壁内侧设有多个烧嘴，用于对所述侧壁烧嘴还原区进行烧嘴方式加热；所述进料区设有含水混合物料入口、兰炭入口，所述干燥管预热区设有干燥管热源入口及烟气出口，所述出料区设有还原物料出口，所述含水混合物料入口与所述原料处理装置的含水混合物料出口相连，用于将所述含水混合物料在所述预热和还原装置内进行干燥、预热及还原处理，得到还原物料；

所述粗破重选装置包括：还原物料入口、镍铁粒铁出口和一次尾渣出口，所述还原物料入口与所述预热和还原装置的还原物料出口相连，用于将所述还原物料进行粗破重选，得到镍铁粒铁和一次尾渣；

所述磨选装置包括：一次尾渣入口、镍铁粉出口及二次尾渣出口, 所述一次尾渣入口与所述粗破重选装置的一次尾渣出口相连，用于将所述一次尾渣进行磨矿磁选，得到镍铁粉和二次尾渣。

2.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述预热和还原装置的水平截面为圆环形，所述干燥管预热区圆环夹角为30°-100°。

3.一种利用权利要求1-2中任一项所述的***进行红土镍矿直接还原生产粒铁的方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）原料处理：将红土镍矿、还原剂及添加剂经破碎、筛分后按比例进行混合，得到含水混合物料；

（2）预热还原处理：通过兰炭入口，在所述预热和还原装置的炉底先铺设一层兰炭，然后将含水混合物料向所述预热和还原装置内布料，随着所述预热和还原装置炉底的运转，所述含水混合物料依次在干燥管预热区内进行干燥、预热处理，再经所述侧壁烧嘴还原区内进行还原反应，然后，通过所述还原物料出口排料得到还原物料；

（3）粗破重选处理：将所述还原物料进行粗破重选处理，得到镍铁粒铁和一次尾渣；

（4）磨矿磁选处理：将所述一次尾渣进行磨矿磁选处理，得到镍铁粉和二次尾渣。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述红土镍矿、还原剂及添加剂经破碎、筛分后所得原料粒度为10-40mm。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述还原剂是还原煤。

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，原料重量配比为：红土镍矿100重量份，还原煤10-30重量份，添加剂5-15重量份；所述添加剂为石灰石、生石灰及水解电石渣的一种或多种。

7. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述添加剂的配入量要保证碱度在0.4-0.7之间，优选为0.5-0.6之间，其中，所述碱度为以下四种氧化物的质量分数之比，即碱度=w(MgO+CaO)/w(SiO₂+ Al₂O₃ )，w为质量分数。

8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述预热和还原装置的干燥管预热区加热的温度为600℃-1000℃，时间为20-40min；所述还原区采用侧壁烧嘴加热方式，还原温度为1350℃-1450℃，时间为20-50min。

9.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述兰炭的厚度为5-15mm。