一种熔池熔炼红土镍矿获得镍铁的装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种关于有色金属镍的冶炼装置，更具体的讲是一种熔池熔炼红土镍矿生产镍铁合金的CSC(熔池熔炼炉名称)熔炼装置。
【背景技术】
[0002]镍是一种银白色金属，具有良好的机械性能，在国防、航空及日常生活中具有广泛的应用;尤其在生产不锈钢和耐热钢等领域更是不可缺少的金属。目前镍主要从两种含镍矿物中获取，一是硫化镍矿，另一种是红土镍矿，其中60%金属镍是来自于硫化镍矿。随着硫化镍矿的减少甚至枯竭，开发和利用红土镍矿得到了高度重视。
[0003]目前处理红土镍矿的方法可以分为湿法和火法，湿法有加压酸浸(HPLA)和还原焙烧——氨浸(RRAL)。火法冶炼方法可以分为镍铁工艺和镍锍工艺，镍铁工艺是指采用鼓风炉或电炉还原熔炼得到镍铁合金，镍锍工艺是指外加硫化剂，生产过程中进行造锍和造渣，得到中间产品低冰镍。低冰镍进一步吹炼可以得到含镍75%以上的高冰镍。火法冶炼的设备主要有鼓风炉，电炉、回转窑、高炉等冶炼炉型。采用鼓风熔炼，物料需要先进行烧结，对粉料适应性差，生产过程中消耗大量的焦碳，现场环境污染严重。回转窑直接还原工艺，回转窑耐火材料使用寿命较短，作业率低；电炉熔炼是一种比较清洁的冶炼工艺，但是电炉能耗高，装机负荷大，对于电力紧张的地区难以实施。高炉冶炼消耗大量冶金焦，镍铁合金产品含镍品位低。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型旨在克服有色金属镍火法冶炼现有的技术缺点，提供一种有效的冶炼红土镍矿获得镍铁的装置，解决目前镍火法冶炼过程中能耗高，环境污染严重，流程长，物料适应性差等问题。
[0005]本实用新型的技术方案为:一种熔池熔炼红土镍矿获得镍铁的装置，其特征在于该装置包括熔池熔炼熔化炉、熔池熔炼还原炉以及连接两炉的溜槽;熔池熔炼熔化炉和熔池熔炼还原炉的炉身下部由2?3层镶砖铜质冷却件拼接而成，立于炉缸上面;熔池熔炼熔化炉和熔池熔炼还原炉的炉身上部结构采用平板铜质冷却件与耐火材料制成的砌体交替砌筑而成;熔池熔炼熔化炉和熔池熔炼还原炉的炉身两侧设有不少于两个用于强烈搅拌熔池的风嘴装置，风嘴与水平呈O?15°角度;熔池熔炼还原炉两侧顶层镶砖铜质冷却件上设有不少于两个二次风嘴，二次风嘴与水平方向成12°?30°角度。
[0006]进一步的，熔池熔炼熔化炉设置位置高于熔池熔炼还原炉，熔池熔炼熔化炉熔体通过溜槽自动流至熔池熔炼还原炉。
[0007]进一步的，熔池熔炼熔化炉炉身两侧从第二层镶砖铜质冷却件开始向外扩展，与竖直方向成7°?10°扩展角，以减小空气流速，降低烟尘率。
[0008]进一步的，熔池熔炼还原炉炉身两侧从第二层镶砖铜质冷却件开始向外扩展，与竖直方向成7°?15°扩展角，以满足二次燃烧空间要求。
[0009]进一步的，熔池熔炼熔化炉与熔池熔炼还原炉横截面面积比例为1.4?1.6:1。
[0010]进一步的，最上层镶砖铜质冷却件顶端与炉身上部结构之间设有膨胀缝;砌体的耐火材料表面形成渣保护层。
[0011 ]进一步的，熔池熔炼熔化炉底部设有熔池熔炼熔化炉熔体虹吸道，用于连续放渣；熔池熔炼还原炉底部一端设有虹吸室，用于连续放渣及打孔间断放镍铁合金。
[0012]进一步的，炉顶采用工作面浇注耐火浇注料的钢制水冷水套拼接而成，炉顶设有加料口及排烟口。
[0013]优选的，溜槽采用ZL 201120161981.X的溜槽，风嘴装置采用ZL 200920066397.9
的风嘴装置。
[0014]采用本实用新型富氧强化熔池熔炼红土镍矿生产镍铁合金，具有流程短、能耗低、投资省、产品含镍品位高，可实现过程自动化控制、生产效率高等特点。具体来说，本实用新型的CSC熔炼装置与现有的技术相比具有以下特点或优势:
[0015](I)CSC还原炉还原过程中炉内熔体温度均匀，熔池搅拌均匀，不存在电炉熔炼过程中电极带局部过热区，因此不会产生大量碳化硅和铬，从而获得含杂质(S1、Cr、C)低的镍铁，降低精炼成本；
[0016](2)CSC熔化炉与CSC还原炉烟气通过余热锅炉回收余热，锅炉所产蒸汽用于余热发电，从而降低外部电力消耗；
[0017](3)CSC熔化炉与CSC还原炉高低配置，CSC熔化炉熔体通过溜槽自动流入CSC还原炉，降低熔体倒运的带来的工作量，生产过程自动化程度高、劳动强度低。
【附图说明】
[0018]图1是本实用新型一个【具体实施方式】的结构示意图。
[0019]其中:1、CSC熔化炉；2、CSC还原炉;3、CSC熔化炉炉缸;4、一次风口； 5、炉身镶砖铜质冷却件;6、炉身上部平板铜质冷却件;7、炉身上部砌体;8、炉顶烟道;9、CSC熔化炉加料口； 1、炉顶钢水套；11、余热锅炉；12、CSC熔化炉熔体虹吸道；13、CSC熔化炉熔体；14、底流排出口； 15、溜槽；16、CSC还原炉炉缸；17、CSC还原炉还原剂加入口； 18、CSC还原炉二次风口； 19、CSC虹吸室补热烧嘴；20、CSC还原炉放渣口； 21、CSC还原炉合金放出口； 22、镍铁合金;23、还原炉渣。
【具体实施方式】
[0020]如图1所示，为一个具体实施例的熔炼红土镍矿生产镍铁合金的CSC熔炼装置，该装置包括CSC熔化炉1、CSC还原炉2以及连接两炉的溜槽15。优选CSC熔化炉I与CSC还原炉2横截面面积比例为1.4?1.6:1。
[0021]CSC熔化炉1、CSC还原炉2均为固定式长方形立式结构，二者的炉缸、炉身和炉顶有下述相同的结构:
[0022]I)炉缸均采用耐火材料砌筑而成；
[0023]2)炉身下部均由2?3层具有高导热性的炉身镶砖铜质冷却件5拼接而成。炉身镶砖铜质冷却件5立于炉缸上面。每块炉身镶砖铜质冷却件5设有不少于I根活动拉杆，炉身镶砖铜质冷却件5通过拉杆与钢架连接(与ZL201120306096.6附图2设置相同)。炉身底部设有一次风口 4;
[0024]3)炉身上部结构采用炉身上部平板铜质冷却件6与耐火材料制成的炉身上部砌体7交替砌筑。每两块炉身上部平板铜质冷却件6之间距离优选为300?500 mm，炉身上部平板铜质冷却件6宽度优选为380?460mm，其降低耐火材料热负荷，耐火材料表面形成20?50mm的渣保护层，延长耐火材料使用寿命；
[0025]4)最上层炉身镶砖铜质冷却件5顶端与炉身上部结构之间设有40?80mm的膨胀缝作为炉缸整体向上膨胀的间隙；
[0026]5)炉顶采用工作面浇注30?50mm耐火浇注料的炉顶钢水套10拼接而成。炉顶设有加料口(CSC熔化炉加料口9、CSC还原炉还原剂加入口 17)及排烟口(炉顶烟道8)。
[0027]此外，CSC恪化炉I和CSC还原炉2各自还有一些特殊的设计。
[0028]CSC熔化炉炉缸3深度优选为300mm?400mm<XSC熔化炉I炉身两侧从第二层(从下往上数)炉身镶砖铜质冷却件5开始向外扩展，与竖直方向成7°?10°