專利名稱：一種熔融還原鎳渣提鐵的方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種資源利用及其余熱回收技術領域，是一種應用于鋼鐵、有色金屬
冶金等行業(yè)中的凡涉及廢棄爐渣提鐵的方法和裝置。
背景技術：
鎳渣是從事鎳冶煉的過程中產生的廢棄物，我國該行業(yè)每年的排放量達幾萬噸。 渣中含鐵量在40%左右，排放溫度約120(TC，并附少量的合金元素(Ni、 Cu、 Co等)。近些 年國家大力提倡"節(jié)能減排"，而優(yōu)化資源應用恰恰符合這一大發(fā)展的方向，探索和研究如 何應用此類渣的資源。在高溫熔態(tài)下進行鐵氧化物還原，以熔融狀態(tài)的鎳渣為煉鐵原料，渣 鐵能完全分離，得到類似高爐的含碳鐵水。既能變廢為寶達到資源綜合利用的目的，又能充 分有效地利用融渣的高溫熱能，達到節(jié)能降耗、降低生產成本的目的。 熔融還原法是在20世紀20年代提出來的，國內寶鋼、首鋼、萊鋼和淮鋼都對熔融
還原技術進行引進和研究，但鎳渣用于工業(yè)生產的還沒有一種可靠的方法。鎳渣中的鐵絕
大部分是以輝石及橄欖石的形式存在，分子式為Fe0 Si02(輝石)2Fe0 Si02(橄欖石)，
其它的主要渣成分是Ca0 Si02(硅酸鈣)，其熔點分別是1204"和1440°C。 根據(jù)Si02飽和度Q = Si02/ (Mg0+Fe0)的定義 Q < 0. 5時，渣中應有FeO(方鐵礦)及2Fe0 Si02(橄欖石) Q二0.5時，主要為2Fe0'Si02(橄欖石) Q= 1時，為飽和態(tài)，主要是Fe0. SiOj輝石)，可以游離出石英；(實測結果計算 得Q = 0. 79)。這種分子結構的爐渣，其鐵無法用磁選的方法分離，只能采用高溫下的還原 辦法。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種熔融還原鎳渣提鐵的方法及裝置，該方法充分利用熱渣
排放時的顯熱，通過再供熱升溫，將融熔還原兩個過程在一個裝置中實現(xiàn)，工藝簡單、成本
低、并可有效利用廢棄資源，進行鐵的回收再利用。 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明通過以下技術方案實現(xiàn) —種熔融還原鎳渣提鐵的方法，該方法在一座電爐上同時完成鎳渣熔融和還原兩 個過程，熱態(tài)鎳渣及少量冷態(tài)鎳渣置入電爐內，逐漸加料，在電爐內加熱至1500-1550°C ，熔 化至熔融狀態(tài)，形成一定的熔池，再逐漸噴入煤粉對鎳渣中的鐵進行還原，同時加入石灰和 其它輔料進行造渣，即實現(xiàn)鎳渣中的鐵被還原的過程。 所述的每噸鎳渣原料中，加入煤粉、石灰粉、及其它輔料的重量份比例如下煤 粉0. 055-0. 3t、石灰粉0. 44-0. 7t、鋁砜土 0-0. 24t、鐵皮0-0. 005t、廢鋼0-0. 085t、螢石 0-0. 88t。 所述的一種熔融還原鎳渣提鐵的方法采用的裝置，該裝置由一座提鐵電爐構成， 包括熔融段和還原段，熔融段采用長方體結構，下部為斜坡式結構，還原段為平爐底結構，
3底部為平底式結構，熔融段和還原段底部相通，上部設有隔墻；熔融段上部設有加熱電極，底部設有鎳渣加入口 ；還原段側面設有煤粉噴槍入口 ，上部設有造渣劑加入口 、排煙口 、下部設有鐵水出口及出渣口。所述的加熱電極為直線型布置。
與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是
1)合理利用廢棄資源，變廢為寶。 2)充分利用熱渣排放的顯熱，再進行升溫，有效利用能源。 3)裝置布局簡便，在一個裝置上實現(xiàn)熔融、還原過程，設備投入少，結構簡單。 4)還原提鐵過程中產生的煤氣經排煙口排放后，可進行部分回收，實現(xiàn)節(jié)能降耗
的目的。 5)熱態(tài)棄渣可用來生產水泥或超細粉，有利于實現(xiàn)廢棄物的零排放。


圖1是本發(fā)明裝置的結構俯視圖。
圖2是本發(fā)明裝置的結構主視圖。 圖中1、熔融段2、加熱電極3、還原段4、排煙口 5、鐵水出口 6、噴槍入口7、出渣口 8、造渣劑加入口 9、鎳渣加入口 10、隔墻
具體實施例方式
下面詳細敘述本發(fā)明的方法及裝置。
實施例1 —種熔融還原鎳渣提鐵的方法，熱態(tài)鎳渣及少量冷態(tài)渣置入電爐內通電升溫后，在溫度達1500-155(TC時加入造渣劑、噴入還原劑及其它輔料，利用噴槍的攪拌作用，使還原劑與渣中的FeO反應，生成金屬鐵與一氧化碳。該方法在一座電爐上同時完成鎳渣熔融和還原兩個過程，在電爐內加熱，熔化至熔融狀態(tài)，從熔融段流入還原段，在還原段形成一定的熔池，逐漸噴入煤粉對鎳渣中的鐵進行還原，同時加入石灰和其它輔料進行造渣，即實現(xiàn)鎳渣中的鐵被還原的過程。 經過一段還原反應后，廢渣在出渣口 7扒出，鐵水在鐵水出口 5放出。整個熔融加熱反應和還原反應產生的煙氣部分在還原段應用掉，剩余煙氣在排煙口 4排出進行煙氣回收。 每噸鎳渣原料中，加入煤粉、石灰粉、及其它輔料的重量份比例如下煤粉0. 055t、石灰粉0. 44t、鐵皮0. 001t、廢鋼0. 005t、螢石0. Olt。 見圖l，本發(fā)明方法采用的裝置，由一座提鐵電爐構成，包括熔融段1和還原段3，熔融段1采用長方體結構，底部為斜坡式結構，還原段3為平爐底結構，底部為平底式結構，熔融段1和還原段3底部相通，上部設有隔墻10。熔融段1上部設有加熱電極2，底部設有鎳渣加入口 9 ;還原段側面設有煤粉噴槍入口 6，上部設有造渣劑加入口 8、排煙口 4、下部設有鐵水出口 5及出渣口 7。 本發(fā)明采用的電爐將礦熱電爐中常見的120度分布的三相電極改為直線型布置。其具體布置方式見圖l所示。工業(yè)生產中為保證功率、容量，本爐內安放兩組變壓器，來供應兩套電極進行加熱。
通過相關的試驗研究，半工業(yè)試驗進行了 lt級23爐，2t級47爐，，共處理棄渣104噸，提出含Ni， Cu生鐵23. 5噸，鐵收得率為84. 4X，鐵中含Ni0. 7%， CuO. 4%，產出還原鐵23. 5t，用這種鐵做原料，生產出耐大氣腐蝕鋼鋼錠32支共17. 28t，鋼種為08CuPNi、12MnCuCrNi以及15MnCuNi，軋成型材后耐腐蝕性能完全符合國家標準；水碎二次渣50t，取樣5〖進行了配制水泥試驗，二次渣配入量75%^1203 > 12%時，水泥標號大于425#。完全
符合國家規(guī)定的性能指標要求。
實施例2 每噸鎳渣原料中，加入煤粉、石灰粉、及其它輔料的重量份比例如下煤粉0.3t、石灰粉0. 7t、鋁礬土 0. 24t、鐵皮0. 005t、廢鋼0. 085t、螢石0. 88t。其余工藝及內容同實施例1。 實施例3 每噸鎳渣原料中，加入煤粉、石灰粉、及其它輔料的重量份比例如下煤粉O. 15t、石灰粉0. 56t、鋁礬土 0. lt、鐵皮0. 002t、廢鋼0. 06t、螢石0. 6t。其余工藝及內容同實施例1。 實施例4 每噸鎳渣原料中，加入煤粉、石灰粉、及其它輔料的重量份比例如下煤粉O. 15t、石灰粉0. 56t、鐵皮0. 002t、廢鋼0. 06t、螢石0. 2t。其余工藝及內容同實施例1。
實施例5 所述的每噸鎳渣原料中，加入煤粉、石灰粉、及其它輔料的重量份比例如下煤粉0. 2t、石灰粉0. 6t、鋁礬土 0. 01t、廢鋼0. 085t。其余工藝及內容同實施例1。
本發(fā)明的工藝還適用于其它廢棄爐渣提鐵，應用本發(fā)明工藝進行其它廢棄爐渣提鐵，也在本發(fā)明的權利保護范圍之內。
權利要求
一種熔融還原鎳渣提鐵的方法，其特征在于，該方法在一座電爐上同時完成鎳渣熔融和還原兩個過程，熱態(tài)鎳渣及少量冷態(tài)鎳渣置入電爐內，逐漸加料，在電爐內加熱至1500-1550℃，熔化至熔融狀態(tài)，形成一定的熔池，再逐漸噴入煤粉對鎳渣中的鐵進行還原，同時加入石灰和其它輔料進行造渣，即實現(xiàn)鎳渣中的鐵被還原的過程。
2. 根據(jù)權利要求1所述的一種熔融還原鎳渣提鐵的方法，其特征在于，所述的每噸鎳 渣原料中，加入煤粉、石灰粉、及其它輔料的重量份比例如下煤粉0. 055-0. 3t、石灰粉0. 44-0. 7t、鋁砜土 0-0. 24t、鐵皮0-0. 005t、廢鋼0-0. 085t、 螢石0-0. 88t。
3. 權利要求1所述的一種熔融還原鎳渣提鐵的方法采用的裝置，其特征在于，該裝置 由一座提鐵電爐構成，包括熔融段和還原段，熔融段采用長方體結構，底部為斜坡式結構， 還原段為平爐底結構，底部為平底式結構，熔融段和還原段底部相通，上部設有隔墻；熔融 段上部設有加熱電極，下部設有鎳渣加入口 ；還原段側面設有煤粉噴槍入口 ，上部設有造渣 劑加入口 、排煙口 、下部設有鐵水出口及出渣口 。
4. 根據(jù)權利要求3所述的一種熔融還原鎳渣提鐵的方法采用的裝置，其特征在于，所 述的加熱電極為直線型布置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種資源利用及其余熱回收技術領域，是一種應用于鋼鐵、有色金屬冶金等行業(yè)中的凡涉及廢棄爐渣提鐵的方法和裝置。該方法在一座電爐上同時完成鎳渣熔融和還原兩個過程，熱態(tài)鎳渣及少量冷態(tài)鎳渣置入電爐內，逐漸加料，在電爐內加熱至1500-1550℃，熔化至熔融狀態(tài)，形成一定的熔池，再逐漸噴入煤粉對鎳渣中的鐵進行還原，同時加入石灰和其它輔料進行造渣，即實現(xiàn)鎳渣中的鐵被還原的過程。該方法充分利用熱渣排放時的顯熱，通過再供熱升溫，將融熔還原兩個過程在一個裝置中實現(xiàn)，工藝簡單、成本低、并可有效利用廢棄資源，進行鐵的回收再利用。
文檔編號C21B13/12GK101713008SQ20081001355
公開日2010年5月26日 申請日期2008年10月8日 優(yōu)先權日2008年10月8日
發(fā)明者謝國威, 高惠民 申請人:中鋼集團鞍山熱能研究院有限公司