CN205679048U - 一种煤基直接还原焙烧窑 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供的一种煤基直接还原焙烧窑属于红土镍矿直接还原焙烧窑技术领域，解决了红土镍矿还原效率低、能源消耗大的问题，采用的技术方案为：煤基直接还原焙烧窑包括窑体和焙烧***，窑体为空心壳体，窑体顶壁中部向窑体内凹陷地设置有预热布料池，预热布料池底面设置有通孔，穿过所述通孔并延伸至窑体底面设置有落料通道，落料通道下方设置有风冷管，风冷管末端下方设置有导料叶轮，导料叶轮下方设置有导料平台，导料平台下方设置有料斗，料斗下方设置有物料输送装置；所述落料通道之间设置有焙烧***，所述焙烧***为蛇形烟道，所述烟道竖直投影方向由上至下依次设置有焙烧预热段、焙烧加热段、焙烧还原段和保温连接段。
Description
技术领域
本实用新型属于红土镍矿直接还原焙烧窑技术领域，特别是涉及一种煤基直接还原焙烧窑。
背景技术
近年来，镍在钢铁工业、磁性工业、电池以及医疗卫生等诸多领域被广泛应用，故镍得到越来越多的专家学者的关注，目前，全球有色金属中，镍的消费量仅次于铜、铝、铅、锌，居第五位，因此镍也被视为重要的战略物资，为各国所重视。
通常情况下把含镍2%以上的红土镍矿称为高品位镍矿，含镍2%以下的红土镍矿称为低品位镍矿。国内红土镍矿资源匮乏，需要从国外引入原矿，我国购买的原矿一般为含镍量低于2%的低品位镍矿。在镍资源奇缺及高品位镍矿资源匮乏的情况下，对低品位红土镍矿的开发利用具有重要的战略意义。
处理氧化镍矿的传统工艺是火法冶炼镍铁合金，该工艺主要处理镍品位较高的变质橄榄岩，根据还原工艺的不同分为回转窑预还原和竖炉还原—电炉精炼—精炼法，但是二者均需对镍铁合金通过助剂质粒后才能进行还原，没有构成红土镍矿与还原气体的充分还原氛围，降低了红土镍矿的还原效率；另一方面，还原设备中加热还原段与红土镍矿的接触面积较小，需要持续长时间的加热，造成了能源的浪费。
实用新型内容
本实用新型克服现有技术存在的不足，解决了现有技术中红土镍矿还原效率低、用于还原的窑加热段加热时间长、加热温度高、保温效果差的问题，旨在提供一种煤基直接还原焙烧窑，该煤基直接还原焙烧窑不仅无需压块，红土镍矿粉末可直接进行还原，增大了红土镍矿与还原气的接触面积，增大了红土镍矿的还原效率，另一方面通过蛇形烟道的设计，降低了还原过程中能量的消耗。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种煤基直接还原焙烧窑，它包括窑体和焙烧***，其中：窑体为空心壳体，窑体顶壁中部向窑体内侧凹陷地设置有预热布料池，预热布料池上方设置有移动式布料机，预热布料池底面均匀设置有若干通孔，穿过所述通孔并延伸至窑体底面设置有落料通道，落料通道下方设置有风冷管，风冷管末端下方设置有导料叶轮，导料叶轮下方设置有导料平台，所述导料平台下方设置有料斗，料斗下方设置有物料输送装置；
所述落料通道之间设置有焙烧***，所述焙烧***为蛇形烟道，所述烟道竖直投影方向由上至下依次设置有焙烧预热段、焙烧加热段、焙烧还原段和保温连接段；
所述烟道下方与窑体底面之间设置有支撑梁，所述窑体底面下方设置有垫环，所述垫环与地面之间设置有支架。
进一步，预热布料池下底面通过支撑环支撑于烟道中的焙烧加热段上方。
进一步，所述预热布料池下底面材质为钢板。
进一步，所述烟道下端连接加热室，所述加热室底面设置有火咀，加热室侧壁设置有观火孔，在观火孔上方的加热室侧壁上设置有温度监测装置。
进一步，所述焙烧还原段与焙烧加热段之间设置有隔板，所述隔板末端向焙烧还原段内设置有凸缘。
进一步，所述焙烧加热段侧壁设置有还原后气体溢流口。
进一步，所述还原后气体溢流口与焙烧加温段连通。
进一步，贯穿所述焙烧还原段侧壁与窑体侧壁设置有温度监测装置。
进一步，所述焙烧加热段与焙烧预热段之间设置有隔板，所述隔板末端焙烧加热段与焙烧预热段内对称设置有凸缘。
进一步，所述窑体侧壁与预热布料池之间以及窑体侧壁与焙烧***之间设置有连通的保温密封缝隙。
本实用新型跟现有技术相比具有的有益效果为：
1、本实用新型中导料叶轮缓慢转动，烟道竖直投影方向由上至下依次设置有焙烧预热段、焙烧加热段、焙烧还原段和保温连接段，红土镍矿从进料口中缓慢落入后分段加热还原焙烧， 红土镍矿无需助剂粘结压块，增大还原气体与红土镍矿与还原气接触面积，极大地提高了热交换效率和热能利用率，同时，降低了烟道加热还原焙烧过程所导致的能源消耗，与现有的国内外回转窑焙烧相比，具有灵活、实用、节能高效，不结圈，流程短，相对投资小，产品质量稳定等优点，作为直接还原焙烧设备，市场前景广阔，易于推广，由于综合能耗不足其他工艺的三分之一，发展潜力巨大，特别是对红土镍矿资源高效开发利用将产生积极影响。
2、烟道内焙烧还原段与焙烧加热段之间设置有隔板，所述隔板末端向焙烧还原段内设置有凸缘；焙烧加热段与焙烧预热段之间设置有隔板，所述隔板末端焙烧加热段与焙烧预热段内对称设置有凸缘，有效保证了各段的温度。
3、本实用新型对红土镍矿直接还原焙烧过程所需的温度、还原气浓度及还原时间分别控制，不仅各项控制参数间互相影响相对较弱，而且能够高度自然协调地控制在红土镍矿还原过程所需的高效还原氛围范围内。
4、红土镍矿还原完成后不经过水洗，是直接通过自然风冷管进行冷却，避免了红土镍矿再此氧化。
附图说明
下面结合附图对本实用新型做进一步详细的说明。
图1为本实用新型整体结构主剖视示意图。
图2为图1中A-A面剖视示意图。
图中：1为窑体，2为预热布料池，3为进料口，4为焙烧预热段， 5为焙烧加热段，6为焙烧还原段，7为保温连接段，8为料斗，9为输送装置，10为保温密封缝隙，11为支撑梁，12为垫环，13为风冷管，14为导料叶轮，15为导料平台，16为支架，17为移动式布料机，18为烟道，19为温度监测装置，20为观火孔，21为火咀，22为还原后气体溢流口。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。
如图1~图2所示，1．一种煤基直接还原焙烧窑，它包括窑体1和焙烧***，其特征在于：窑体1为空心壳体，窑体1顶壁中部向窑体1内侧凹陷地设置有预热布料池2，预热布料池2上方设置有移动式布料机17，预热布料池2底面均匀设置有若干通孔，穿过所述通孔并延伸至窑体1底面设置有落料通道3，落料通道3下方设置有风冷管13，风冷管13末端下方设置有导料叶轮14，导料叶轮14下方设置有导料平台15，所述导料平台15下方设置有料斗8，料斗下方设置有物料输送装置9；所述落料通道3之间设置有焙烧***，所述焙烧***为蛇形烟道18，所述烟道18竖直投影方向由上至下依次设置有焙烧预热段4、焙烧加热段5、焙烧还原段6和保温连接段7；所述烟道18下方与窑体1底面之间设置有支撑梁11，所述窑体1底面下方设置有垫环12，所述垫环12与地面之间设置有支架16。
进一步，预热布料池2下底面通过支撑环支撑于烟道18中的焙烧加热段5上方。
进一步，所述预热布料池2下底面材质为钢板。
进一步，所述烟道18下端连接加热室，所述加热室底面设置有火咀21，加热室侧壁设置有观火孔20，在观火孔20上方的加热室侧壁上设置有温度监测装置19。
进一步，所述焙烧还原段6与焙烧加热段5之间设置有隔板，所述隔板末端向焙烧还原段6内设置有凸缘。
进一步，所述焙烧加热段5侧壁设置有还原后气体溢流口22。
进一步，所述还原后气体溢流口22与焙烧加热段5连通，使还原出来的烟气可以进入到加温段，跟原有的烟气混合后直接加温。
进一步，贯穿所述焙烧还原段6侧壁与窑体1侧壁设置有温度监测装置19。
进一步，所述焙烧加热段5与焙烧预热段4之间设置有隔板，所述隔板末端焙烧加热段5与焙烧预热段4内对称设置有凸缘。
进一步，所述窑体1侧壁与预热布料池2之间以及窑体1侧壁与焙烧***之间设置有连通的保温密封缝隙10。
使用过程中，首先，将红土镍矿充分混合均匀后平铺于预热布料池2中，红土镍矿在预热布料池2中堆积厚度为150~200mm，启动火咀21，烟道18内各段温度通过温度监测装置19，等待各段达到所需温度；其次，红土镍矿在导料叶轮的控制作用下缓慢依次经过烟道18竖直投影方向由上至下依次设置有焙烧预热段4、焙烧加热段5、焙烧还原段6和保温连接段7，红土镍矿得到充分的还原焙烧后进入风冷管13，风冷管13是钢管，高2m，直接还原焙烧料经过风冷管13冷却至带有不可避免的杂质的镍铁粉温度为50℃左右；再次，风冷后焙烧料在导料叶轮14的控制作用下穿过导料平台15，落入导料平台15下方的料斗8中；最后，还原后焙烧料经物料输送装置9运送出窑体外，焙烧料运输至窑外后经过三级磁选过程，得到含镍6%~28%的成品镍铁粉。
上面结合附图对本实用新型的实施例作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (10)
1.一种煤基直接还原焙烧窑，它包括窑体（1）和焙烧***，其特征在于：
窑体（1）为空心壳体，窑体（1）顶壁中部向窑体（1）内侧凹陷地设置有预热布料池（2），预热布料池（2）上方设置有移动式布料机（17），预热布料池（2）底面均匀设置有若干通孔，穿过所述通孔并延伸至窑体（1）底面设置有落料通道（3），落料通道（3）下方设置有风冷管（13），风冷管（13）末端下方设置有导料叶轮（14），导料叶轮（14）下方设置有导料平台（15），所述导料平台（15）下方设置有料斗（8），料斗下方设置有物料输送装置（9）；
所述落料通道（3）之间设置有焙烧***，所述焙烧***为蛇形烟道（18），所述烟道（18）竖直投影方向由上至下依次设置有焙烧预热段（4）、焙烧加热段（5）、焙烧还原段（6）和保温连接段（7）；
所述烟道（18）下方与窑体（1）底面之间设置有支撑梁（11），所述窑体（1）底面下方设置有垫环（12），所述垫环（12）与地面之间设置有支架（16）。
2.根据权利要求1所述的一种煤基直接还原焙烧窑，其特征在于：预热布料池（2）下底面通过支撑环支撑于烟道（18）中的焙烧加热段（5）上方。
3.根据权利要求1所述的一种煤基直接还原焙烧窑，其特征在于：所述预热布料池（2）下底面材质为钢板。
4.根据权利要求1所述的一种煤基直接还原焙烧窑，其特征在于：所述烟道（18）下端连接加热室，所述加热室底面设置有火咀（21），加热室侧壁设置有观火孔（20），在观火孔（20）上方的加热室侧壁上设置有温度监测装置（19）。
5.根据权利要求1所述的一种煤基直接还原焙烧窑，其特征在于：所述焙烧还原段（6）与焙烧加热段（5）之间设置有隔板，所述隔板末端向焙烧还原段（6）内设置有凸缘。
6.根据权利要求5所述的一种煤基直接还原焙烧窑，其特征在于：贯穿所述焙烧还原段（6）侧壁与窑体（1）侧壁设置有温度监测装置（19）。
7.根据权利要求5所述的一种煤基直接还原焙烧窑，其特征在于：所述焙烧加热段（5）侧壁均匀设置有还原后气体溢流口（22）。
8.根据权利要求7所述的一种煤基直接还原焙烧窑，其特征在于：所述还原后气体溢流口（22）与焙烧加热段（5）连通。
9.根据权利要求1所述的一种煤基直接还原焙烧窑，其特征在于：所述焙烧加热段（5）与焙烧预热段（4）之间设置有隔板，所述隔板末端焙烧加热段（5）与焙烧预热段（4）内对称设置有凸缘。
10.根据权利要求1所述的一种煤基直接还原焙烧窑，其特征在于：所述窑体（1）侧壁与预热布料池（2）之间以及窑体（1）侧壁与焙烧***之间设置有连通的保温密封缝隙（10）。
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