本发明涉及一种镍铁生产设备及工艺，特别涉及一种红土镍矿
侧吹炉冶炼镍铁设备及工艺。
背景技术：
随着我国经济的发展对于不锈钢需求快速增长。镍是不锈钢品种中重要元素，铁镍更是便于用于制造不锈钢，降低生产成本。红土型镍矿可以生产出氧化镍、硫镍、铁镍等中间产品，其中硫镍，氧化镍可供镍精炼厂使用，以解决硫化镍原料不足的问题。
红土镍矿生产镍铁的方法以火法冶金为主。由于我国企业主要的镍铁生产工艺为高炉冶炼和电炉冶炼，随着我国环保政策要求提高，高耗能、高污染行业将被关闭，高炉冶炼和电炉冶炼工艺将在近年内全部淘汰。
技术实现要素：
本发明的目的是要提供一种无污染、低能耗的红土镍矿侧吹炉冶炼镍铁设备及工艺，解决现有红土镍矿冶炼工艺中存在的污染严重、能耗高的问题。
本发明的目的是这样实现的，本发明包括侧吹炉冶炼镍铁设备和侧吹炉冶炼镍铁工艺。
所述的侧吹炉冶炼镍铁设备包括：干燥装置、预还原装置和熔炼装置；干燥装置、预还原装置和熔炼装置顺序连接。
所述的干燥装置包括：红土镍矿堆棚、取料机、打散输送机、回转烘干输送机、干矿库输送机、打散机、回转烘干机、干矿库和烘干收尘器；在红土镍矿堆棚的出料口有取料机，取料机出料口与打散输送机入口搭接，打散输送机、打散机、回转烘干输送机、回转烘干机和干矿库输送机的入口与出口顺序搭接；回转烘干机烟气出口连接烘干收尘器，烘干收尘器的出口位于干矿库输送机的上方，干矿库输送机的输出口与干矿库的入口连接；在回转烘干机与回转烘干输送机搭接一端的回转烘干机上有烘干窑烟气入口。
所述的预还原装置包括：干矿输送机、干矿库、干矿计量仓、煤粉计量仓、生石灰计量仓、螺旋输送机、缓冲仓、压球机和烘干窑；干矿库出口与干矿输送机入口端相连，干矿输送机输出端与干矿计量仓搭接，干矿计量仓、煤粉计量仓、生石灰计量仓出口均位于螺旋输送机入口的上方，螺旋输送机输出端与缓冲仓入口搭接，缓冲仓出口与压球机入口相连，压球机出口与烘干窑的入口连接；在烘干窑出口端的侧壁上有烘干窑喷嘴，烘干窑喷嘴与侧吹炉烟气管连接。
所述的熔炼装置包括：烘干窑和侧吹炉；烘干窑的出料口与侧吹炉的入料口连接，所述的侧吹炉有侧吹炉烟道、吹渣、侧吹炉出铁口和侧吹炉烟气管。
所述红土镍矿侧吹炉冶炼镍铁工艺，包括以下步骤：
（1）干燥：红土镍矿原料经打散机分散后进入回转烘干机干燥脱水；
（2）预还原：干燥后的镍矿原料与煤粉、生石灰粉，通过螺旋输送机混合输送至缓冲仓，煤粉掺量按照镍矿质量10~15%比例加入，生石灰粉掺量按照镍矿质量的5~10%比例加入，缓冲仓混合料进入压球机压制成直径15~30mm球体，再送入烘干窑内预还原；
（3）侧吹炉熔炼：从烘干窑内预还原后物料直接进入侧吹炉进行熔炼；
（4）侧吹炉排放的余热烟气直接通往干燥工艺、预还原工艺。
所述步骤（1）中，原料打散后粒径为3~7mm，回转烘干机烘干后的物料水分控制在15~20%；
所述步骤（2）预还原过程的温度控制在600~800℃；
所述步骤（3）熔炼阶段的温度控制在1400~1550℃。
所述步骤（1）与步骤（2）热源来自侧吹炉余热烟气；侧吹炉排出高温烟气直接通过烘干窑喷嘴进入烘干窑，然后热烟气从烘干窑窑头进入回转烘干机，最后烟气从烘干机排出，经净化收尘排入大气。
所述步骤（4）通入烘干窑的侧吹炉熔炼烟气含有co、h2还原性气体，在烘干窑预还原过程中提供还原的还原剂。
所述步骤（4）侧吹炉熔炼排出烟气进入干燥系统和预还原系统，烟气中镍铁氧化物沉降在干燥和预还原系统中，再次进入侧吹炉熔炼。
有益效果及优点：
1、将侧吹炉熔炼过程排出烟气合理利用，将热量利用到预还原工艺中，提供预还原工艺需要的热量，从预还原工艺排出热烟气进入干燥环节，进一步利用烟气热量，充分利用余热，从而降低能耗。
2、侧吹炉熔炼过程排出烟气内含有co、h2等还原性气体，烟气进入预还原工艺中，还原过程中可以利用烟气中co、h2为还原剂，节省材料资源。
3、侧吹炉中部分镍铁氧化物随烟气进入预还原与干燥系统内，然后重返侧吹炉熔炼，提高生产率，降低污染物排放。
附图说明
图1为本发明的红土镍矿侧吹炉冶炼镍铁工艺流程图。
图2为本发明的干燥工艺流程图。
图3为本发明的预还原工艺流程图。
图4为本发明的冶炼镍铁工艺流程图。
图中：1、红土镍矿堆棚；2、取料机；3-1、打散输送机；3-2、回转烘干输送机；3-3、干矿库输送机；3-4、干矿输送机；4、打散机；5、回转烘干机；5-1、烘干窑烟气入口；6、干矿库；7、烘干收尘器；8、干矿计量仓；9、煤粉计量仓；10、生石灰计量仓；11、螺旋输送机12、缓冲仓；13、压球机；14、烘干窑；14-1、烘干窑喷嘴；15、侧吹炉；15-1、侧吹炉烟道；15-2、吹渣；15-3、侧吹炉出铁口；15-4、侧吹炉烟气管。
具体实施方式
本发明包括侧吹炉冶炼镍铁设备和侧吹炉冶炼镍铁工艺；
所述的侧吹炉冶炼镍铁设备包括：干燥装置、预还原装置和熔炼装置；干燥装置、预还原装置和熔炼装置顺序连接。
所述的干燥装置包括：红土镍矿堆棚1、取料机2、打散输送机3-1、回转烘干输送机3-2、干矿库输送机3-3、打散机4、回转烘干机5、干矿库6和烘干收尘器7；在红土镍矿堆棚1的出料口有取料机2，取料机2出料口与打散输送机3-1入口搭接，打散输送机3-1、打散机4、回转烘干输送机3-2、回转烘干机5和干矿库输送机3-3的入口与出口顺序搭接；回转烘干机5烟气出口连接烘干收尘器7，烘干收尘器7的出口位于干矿库输送机3-3的上方，干矿库输送机3-3的输出口与干矿库6的入口连接；在回转烘干机5与回转烘干输送机3-2搭接一端的回转烘干机5上有烘干窑烟气入口5-1。
所述的预还原装置包括：干矿输送机3-4、干矿库6、干矿计量仓8、煤粉计量仓9、生石灰计量仓10、螺旋输送机11、缓冲仓12、压球机13和烘干窑14；干矿库6出口与干矿输送机3-4入口端相连，干矿输送机3-4输出端与干矿计量仓8搭接，干矿计量仓8、煤粉计量仓9、生石灰计量仓10出口均位于螺旋输送机11入口的上方，螺旋输送机11输出端与缓冲仓12入口搭接，缓冲仓12出口与压球机13入口相连，压球机13出口与烘干窑14的入口连接；在烘干窑14出口端的侧壁上有烘干窑喷嘴14-1，烘干窑喷嘴14-1与侧吹炉烟气管15-4连接。
所述的熔炼装置包括：烘干窑14和侧吹炉15；烘干窑14的出料口与侧吹炉15的入料口连接，所述的侧吹炉有侧吹炉烟道15-1、吹渣15-2、侧吹炉出铁口15-3和侧吹炉烟气管15-4。
所述红土镍矿侧吹炉冶炼镍铁工艺，包括以下步骤：
（1）干燥：红土镍矿原料经打散机分散后进入回转烘干机干燥脱水；
（2）预还原：干燥后的镍矿原料与煤粉、生石灰粉，通过螺旋输送机混合输送至缓冲仓，煤粉掺量按照镍矿质量10~15%比例加入，生石灰粉掺量按照镍矿质量的5~10%比例加入，缓冲仓混合料进入压球机压制成直径15~30mm球体，再送入烘干窑内预还原；
（3）侧吹炉熔炼：从烘干窑内预还原后物料直接进入侧吹炉进行熔炼；
（4）侧吹炉排放的余热烟气直接通往干燥工艺、预还原工艺。
所述步骤（1）中，原料打散后粒径为3~7mm，回转烘干机烘干后的物料水分控制在15~20%；
所述步骤（2）预还原过程的温度控制在600~800℃；
所述步骤（3）熔炼阶段的温度控制在1400~1550℃。
所述步骤（1）与步骤（2）热源来自侧吹炉余热烟气；侧吹炉排出高温烟气直接通过烘干窑喷嘴进入烘干窑，然后热烟气从烘干窑窑头进入回转烘干机，最后烟气从烘干机排出，经净化收尘排入大气。
所述步骤（4）通入烘干窑的侧吹炉熔炼烟气含有co、h2还原性气体，在烘干窑预还原过程中提供还原的还原剂。
所述步骤（4）侧吹炉熔炼排出烟气进入干燥系统和预还原系统，烟气中镍铁氧化物沉降在干燥和预还原系统中，再次进入侧吹炉熔炼。
实施例1：本发明是一种红土镍矿侧吹炉冶炼镍铁工艺，其具体实施方式如下：
本实施例中采用的红土镍矿来自印度尼西亚，含镍1.88%以上，全铁量14.6%，水分含量约30~35%（分内水和外水）。
一种红土镍矿侧吹炉冶炼镍铁工艺，其工艺流程图如图1所示，包括以下步骤：
步骤1，干燥：取红土镍矿，将打散后的红土镍矿送入回转烘干机内脱水，干燥后红土镍矿进入干矿库。其中：回转烘干机烘干后的物料水分（外水）控制在15~20%左右。（见图2）。
步骤2，预还原：物料从干矿库取出称量，与煤粉（按镍矿5~10%）、生石灰粉（5~10%）混合后，压制成球，进入烘干窑预还原。其中：压球直径为15~30mm，预还原过程温度为600~800℃。（见图3）。
步骤3，侧吹炉熔炼：预还原后物料进入侧吹炉熔炼，熔渣与镍铁合金分离出料。其中：熔炼环节温度控制在1400~1550℃。（见图4）。
侧吹炉排出余热气体通入干燥系统和预还原系统，排出废气经净化排入大气。
本领域的技术人员在不脱离权利要求书确定的本发明的精神和范围的条件下，还可以对以上内容进行各种各样的修改。因此本发明的范围并不仅限于以上的说明，而是由权利要求书的范围来确定的。
技术特征：
技术总结
一种红土镍矿侧吹炉冶炼镍铁设备及工艺，属于镍铁生产设备及工艺。设备包括：干燥装置、预还原装置和熔炼装置；干燥装置、预还原装置和熔炼装置顺序连接；工艺步骤：1）干燥；2）预还原；3）熔炼；侧吹炉的余热烟气进入预还原和干燥系统，烟气中热量作用于预还原和干燥环节，余热利用，降低能耗；烟气中CO、H2还原性气体，在烘干窑预还原过程中提供预还原的还原剂；烟气中矿材物质沉降于干燥和预还原收尘系统中，再次返回熔炼系统，提高生产率，降低污染物排放。工艺流程简单，废气、余热利用充分，环境友好等优点。
技术研发人员：张宏建;刘刚;王兆平;王士军;李梦
受保护的技术使用者：徐州贝克福尔节能环保技术有限公司
技术研发日：2017.08.30
技术公布日：2017.11.03
1.本发明属于冶金技术领域，涉及一种从含硒烟气中回收硒的工艺方法，可用于在含硒物料处理工艺过程回收硒。
背景技术：
2.在
稀贵金属冶金工业中，铜阳极泥的处理一般选用湿法浸出
→
火法冶金
→
银电解
→
金精炼的路线，通过火法湿法相结合的工艺产出合格的金银产品。该工艺过程中，铜阳极泥经过加压浸出后可将其中85~90%的硒进入加压渣中，硒含量约为8~14%。加压渣经过脱水干燥后进入贵金属合金炉处理，当炉内温度达到500~600 ℃时，渣中的大部分硒以seo2的形式随高温烟气进入后续烟气处理系统。传统工艺一般采用文丘里湿法装置吸收处理含硒烟气，该工艺在实际应用过程中存在系统管道易堵塞，尤其是文丘里喉口前端位置20天左右堵死一次，导致前端炉窑停产清理频繁，生产流程作业率较低；其次由于含硒烟气中粉尘浓度较高（30~40g/m3），进入文丘里系统后吸收液呈浑浊液状态，影响对硒的吸收效果，收率逐步降低。因此有必要开发出一条经济高效的从含硒烟气中回收硒的工艺方法。
技术实现要素：
3.为解决上述技术问题，本发明提供一种经济高效的从含硒烟气中回收硒的方法。
4.本发明采用如下技术方案：一种从含硒烟气中回收硒的工艺方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）铜阳极泥脱铜料焙烧：将铜阳极泥脱铜料加入合金炉进行焙烧，升温至500~600℃，焙烧1.5~2.5h，得到含二氧化硒的高温烟气；（2）高温烟气脱尘：将步骤（1）产生的高温烟气经水冷烟道降温处理至400℃以下，然后经过重力沉降室进行脱尘处理，以除去烟气中的大部分粉尘；（3）逆向喷淋吸收：将步骤（2）脱尘处理后的烟气通入喷淋塔，烟气入口采用逆喷方式，利用喷淋塔内的吸收液对烟气中的二氧化硒进行回收；（4）脱水、除雾：将经步骤（3）处理后的烟气依次通入脱水器和电除雾器，将烟气中的水汽和残留粉尘去除；（5）脱硫：将经步骤（4）处理后的烟气通过引风机引入脱硫塔，对烟气进行喷淋洗涤，以除去烟气中的含硫氧化物，使烟气达标外排。
5.优选的，步骤（1）中，所述铜阳极泥脱铜料为经硫酸浆化处理后的铜阳极泥，其主要成分为：铜阳极泥脱铜料典型成分表（%）优选的，步骤（3）中，所述喷淋塔内的吸收液为ph7~10的氢氧化钠水溶液，喷淋循环量为200~400m3/h。
6.优选的，步骤（5）中，所述脱硫塔内的洗涤液为ph10~14的“氢氧化钠+石灰石粉”溶液，其中质量比为氢氧化钠/石灰石=3~5/1，喷淋循环量为20~30m3/h。
7.优选的，经上述步骤（1）至（5）处理后的外排烟气，其中含硒≤5mg/m3，硒的收率达90%以上。
8.与现有技术相比，本发明具有以下优点：本发明进行的主要反应为：硒与氧气结合加热生成二氧化硒气体，二氧化硒气体溶于水生成亚硒酸溶液，亚硒酸溶液与氢氧化钠反应生成亚硒酸钠；该方法能够经济有效地从含硒烟气中回收硒，富含硒的吸收液经过后续工艺处理后可产出粗硒等产品。此外该工艺方法配置简单，处理成本较低，硒的回收率高。
附图说明
9.图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
10.下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步解释说明。
11.实施例1取铜阳极泥破碎并与硫酸按质量比0.9：1混合处理4h，加压浸出后得到铜阳极泥脱铜料；铜阳极泥脱铜料的主要成分表（%）将铜阳极泥脱铜料干燥处理后，加入合金炉，升温到550℃后焙烧1.5h,产生含有二氧化硒以及二氧化硫的高温烟气；将高温烟气经过水冷烟道降温至350℃，气速较快的烟气经过重力沉降室三级重力沉降后，除去烟气中的大颗粒粉尘，沉降室末端设置耐高温金属布袋两组（共计120条）进行收尘，以保证后续设施运行效果；然后将含尘量较低的含硒烟气通入两级喷淋塔，喷淋塔中的吸收液采用ph值为8的氢氧化钠水溶液，喷淋循环量为250m3/h；烟气入口采用两级逆喷的方式，强化吸收效果，二级喷淋塔烟气出口前端设置两级折板除雾层，对烟气中的硒进行再吸收，此时可保证90%以上的硒进入两级喷淋塔的吸收液中；除尘脱硒后的烟气进入多级脱水器，烟气自下而上经过两层高效除雾环层，三层对列式折板除雾层，将烟气中的水雾、残留粉尘除去，保证引风机运行效果；接着将烟气通入电除雾器进一步除尘，以除去烟气中的细小粉尘颗粒；最后将烟气通过引风机引入脱硫塔，塔内设计两层喷淋洗涤，对烟气中含硫氧化物进行吸收处理，其中洗涤液采用ph值为10的“氢氧化钠+石灰石粉”溶液，其中质量比：氢氧化钠/石灰石=4/1喷淋循环量为20m3/h。经测定外排烟气中含硒量为4mg/m3。
12.实施例2取铜阳极泥破碎并与硫酸按质量比1.2：1混合处理5h，加压浸出后得到铜阳极泥
脱铜料；铜阳极泥脱铜料的主要成分为：铜阳极泥脱铜料的主要成分表（%）将铜阳极泥脱铜料干燥处理后，加入合金炉，升温到550℃后焙烧2h，产生含有二氧化硒以及二氧化硫的高温烟气；将高温烟气经过水冷烟道降温至380℃，气速较快的烟气经过重力沉降室三级重力沉降后，除去烟气中的大颗粒粉尘，沉尘室末端设置耐高温金属布袋两组（共计200条）进行收尘，以保证后续设施运行效果；然后将含尘量较低的含硒烟气通入两级喷淋塔，喷淋塔中的吸收液采用ph值为9的氢氧化钠水溶液，喷淋循环量为200m3/h；烟气入口采用两级逆喷的方式，强化吸收效果，二级喷淋塔烟气出口前端设置两级折板除雾层，对烟气中的硒进行再吸收，此时可保证92%以上的硒进入两级喷淋塔的吸收液中；除尘脱硒后的烟气进入多级脱水器，烟气自下而上经过两层高效除雾环层，三层对列式折板除雾层，将烟气中的水雾、残留粉尘除去，保证引风机运行效果；接着将烟气通入电除雾器进一步除尘，以除去烟气中的细小粉尘颗粒；最后将烟气通过引风机引入脱硫塔，塔内设计两层喷淋洗涤，对烟气中含硫氧化物进行吸收处理，其中洗涤液采用ph值为12的“氢氧化钠+石灰石粉”溶液，其中质量比：氢氧化钠/石灰石=3/1喷淋循环量为25m3/h。经测定外排烟气中含硒量为3mg/m3。
技术特征：
1.一种从含硒烟气中回收硒的工艺方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）铜阳极泥脱铜料焙烧：将铜阳极泥脱铜料加入合金炉进行焙烧，升温至500~600℃，焙烧1.5~2.5h，得到含二氧化硒的高温烟气；（2）高温烟气脱尘：将步骤（1）产生的高温烟气经水冷烟道降温处理至400℃以下，然后经过重力沉降室进行脱尘处理，以除去烟气中的大部分粉尘；（3）逆向喷淋吸收：将步骤（2）脱尘处理后的烟气通入喷淋塔，烟气入口采用逆喷方式，利用喷淋塔内的吸收液对烟气中的二氧化硒进行回收；（4）脱水、除雾：将经步骤（3）处理后的烟气依次通入脱水器和电除雾器，将烟气中的水汽和残留粉尘去除；（5）脱硫：将经步骤（4）处理后的烟气通过引风机引入脱硫塔，对烟气进行喷淋洗涤，以除去烟气中的含硫氧化物，使烟气达标外排。2.根据权利要求1所述一种从含硒烟气中回收硒的工艺方法，其特征在于：步骤（1）中，所述铜阳极泥脱铜料为经硫酸浆化脱铜镍处理后的铜阳极泥。3.根据权利要求1所述一种从含硒烟气中回收硒的工艺方法，其特征在于：步骤（3）中，所述喷淋塔内的吸收液为ph7~10的氢氧化钠水溶液，喷淋循环量为200~400m3/h。4.根据权利要求1所述一种从含硒烟气中回收硒的工艺方法，其特征在于：步骤（5）中，所述脱硫塔内的洗涤液为ph10~14的“氢氧化钠+石灰石粉”水溶液，其中质量比为氢氧化钠：石灰石=3~5：1，喷淋循环量为20~30m3/h。5.根据权利要求1所述一种从含硒烟气中回收硒的工艺方法，其特征在于：经上述步骤（1）至（5）处理后的外排烟气，其中含硒≤5mg/m3，硒的收率达90%以上。
技术总结
本发明提供一种从含硒烟气中回收硒的工艺方法，铜阳极泥脱铜料经焙烧后产生含二氧化硒的高温烟气，然后将高温烟气依次经脱尘、喷淋吸收、脱水除雾等手段即可将烟气中的二氧化硒回收，最后将脱硒后的烟气经脱硫塔脱硫处理后即可外排。本发明方法具有工艺简单、操作方便、经济环保等优点，经上述步骤处理后的外排烟气，其中含硒≤5mg/m3，硒的收率达90%以上。硒的收率达90%以上。硒的收率达90%以上。
技术研发人员：田飞 王奎 周鹤立 刘兴焘 李生民 王立 张述斌 郝勇
受保护的技术使用者：金川集团股份有限公司
技术研发日：2022.03.04
技术公布日：2022/7/1
声明：
“从含硒烟气中回收硒的工艺方法与流程” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
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编辑：中冶有色技术网
来源：金川集团股份有限公司
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2024年05月17日 ~ 19日 
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