權(quán)利要求
1.一種處理紅土礦浸出尾渣的方法，其特征在于，包括以下步驟：
S1：將含水量為10%-20%的紅土礦浸出尾渣、還原劑1和熔劑進行預(yù)處理，得到預(yù)熱球團;
S2：將所述預(yù)熱球團進行焙燒脫硫處理，得到脫硫球團;
S3：將所述脫硫球團、還原劑2進行還原處理，得到金屬化球團和荒煤氣，所述荒煤氣用作步驟S1和步驟S2中燃料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述含水量為10%-20%紅土礦浸出尾渣是通過原始紅土礦浸出尾渣進行第一干燥處理獲得的;
任選地，所述第一干燥處理是在順流回轉(zhuǎn)窯中進行的;
任選地，所述第一干燥處理的熱風溫度小于等于700℃;
任選地，所述第一干燥處理的尾氣溫度105℃-120℃;
任選地，所述第一干燥處理的燃料為所述荒煤氣;
任選地，所述預(yù)處理是通過將所述含水量為10%-20%的尾渣、還原劑1和熔劑進行制粒處理、第二干燥處理以及預(yù)熱處理進行的;
任選地，所述含水量為10%-20%的紅土礦浸出尾渣的粒度為1mm以下;
任選地，所述制粒處理后得到含水量20%-30%濕球團;
任選地，所述濕球團的粒度為6mm-25mm;
任選地，所述制粒處理是在圓筒制粒機、圓盤制粒機或?qū)亯呵驒C中進行的;
任選地，所述預(yù)熱處理是在預(yù)熱風的溫度500℃-900℃的條件下進行的;
任選地，所述預(yù)熱處理的時間為5min-10min;
任選地，所述預(yù)熱處理是在鏈篦機或隧道窯中進行的;
任選地，所述預(yù)熱處理的燃料為所述荒煤氣;
任選地，所述預(yù)熱球團的溫度為300℃-700℃;
任選地，所述預(yù)熱球團的強度大于等于30N。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述焙燒脫硫處理是在溫度為1000℃-1250℃的條件下進行的燃燒處理;
任選地，所述焙燒脫硫處理是在逆流回轉(zhuǎn)窯里進行的;
任選地，所述預(yù)熱球團是從所述回轉(zhuǎn)窯的窯尾加入到回轉(zhuǎn)窯內(nèi);
任選地，所述焙燒脫硫處理的燃料為所述荒煤氣;
任選地，所述荒煤氣含有CO;
任選地，所述荒煤氣通過助燃風經(jīng)噴嘴燃燒后產(chǎn)生高溫火焰從窯頭噴入到回轉(zhuǎn)窯;
任選地，所述噴嘴的氧過剩系數(shù)為1.05-1.1;
任選地，所述焙燒脫硫處理進一步包括第二次燃燒處理;
任選地，所述第二次燃燒處理是在煙氣溫度大于等于800℃的條件下進行的;
任選地，所述第二次燃燒處理后煙氣的含氧量為3%-5%;
任選地，所述第二次燃燒處理后煙氣的溫度大于等于900℃;
任選地，所述第二次燃燒處理后的煙氣采用空氣-煙氣換熱器降溫至200℃-300℃;
任選地，所述第二次燃燒處理后的煙氣進行除塵處理;
任選地，所述除塵處理是通過布袋收塵器或電收塵器進行的;
任選地，所述除塵處理后的煙氣進一步進行制酸處理，以便得到硫酸;
任選地，所述焙燒脫硫處理煙氣換熱過程還進一步產(chǎn)生熱空氣;
任選地，所述熱空氣用于預(yù)熱處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的方法，其特征在于，所述脫硫球團中殘硫的含量小于等于0.2%;
任選地，所述脫硫球團的強度大于等于300N;
任選地，所述脫硫球團的AC轉(zhuǎn)鼓系數(shù)≥95%;
任選地，所述焙燒脫硫處理的時間為30min-60min。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項所述的方法，其特征在于，所述還原處理是在溫度為1100℃-1300℃的條件下進行的;
所述還原處理是在溫度為1200℃-1300℃的條件下進行的;
任選地，所述還原處理是在回轉(zhuǎn)窯或轉(zhuǎn)底爐進行的;
任選地，所述還原處理是在富氧空氣進行的;
任選地，所述富氧空氣的富氧濃度小于等于65%;
任選地，所述富氧空氣的溫度小于等于1200℃;
任選地，所述還原處理的時間為1h-2h。
6.一種處理紅土礦浸出尾渣的方法，其特征在于，包括以下步驟：
S1：通過將原始紅土礦浸出尾渣進行第一干燥處理至含水量為10%-20%，加入還原劑1、熔劑，進行制粒處理得到含水量為20%-30%的濕球團，將所述濕球團進行第二干燥處理、預(yù)熱處理，得到溫度為300℃-700℃的預(yù)熱球團;
S2：將所述預(yù)熱球團在1000℃-1250℃的溫度下進行焙燒脫硫處理，得到脫硫球團，其中焙燒燃料為S3步驟中獲得的荒煤氣，焙燒煙氣經(jīng)二次燃燒、空氣-煙氣換熱、除塵后送往制酸，換熱得到的熱空氣用于S1步驟的第一干燥處理、第二干燥處理和預(yù)熱處理;
S3：將所述脫硫球團、還原劑2加入到還原爐中，同時均勻通入高溫富氧空氣，所述高溫是在溫度為1100℃-1300℃的條件，其中的鐵氧化物被還原成金屬鐵，得到金屬化球團，和荒煤氣，所述荒煤氣用于所述第一干燥處理、所述第二干燥處理、所述預(yù)熱處理以及所述焙燒脫硫處理的燃料。
7.根據(jù)權(quán)利要求2-6任一項所述的方法，其特征在于，所述原始紅土礦浸出尾渣的含水量為30%-45%;
任選地，所述原始紅土礦浸出尾渣的Ca元素含量小于等于8%，F(xiàn)e元素含量為25%-50%，S元素含量為3%-10%。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項所述的方法，其特征在于，所述還原劑1為煤、半焦或碎焦;
任選地，所述還原劑1與所述紅土礦浸出尾渣的質(zhì)量比為3%-8%;
任選地，所述還原劑1的粒度小于等于1mm;
任選地，所述熔劑的粒度小于等于1mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8任一項所述的方法，其特征在于，所述還原劑2為無煙煤、半焦或碎焦;
任選地，所述還原劑2與所述脫硫球團的質(zhì)量比為15%-20%;
任選地，所述還原劑2的粒度10mm-25mm。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-8任一項所述的方法，其特征在于，所述金屬化球團的金屬化率大于等于80%。
說明書
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及
固廢利用技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種紅土鎳礦浸出渣生產(chǎn)金屬化球團的方法。
背景技術(shù)
[0002]鎳具有機械強度高、延展性好、難熔耐高溫、化學(xué)穩(wěn)定性高等特征，被廣泛應(yīng)用于不銹鋼、新能源等領(lǐng)域，已成為當前社會中不可或缺的金屬。近年來，隨著技術(shù)的進步，采用加壓硫酸浸出工藝處理高鐵低鎂的紅土鎳礦回收Ni、Co備受關(guān)注，其產(chǎn)能逐年上升。紅土礦濕法浸出最大的瓶頸就是其尾渣量大，且尾渣具有極高的環(huán)境安全隱患。
[0003]尾渣中鐵主要以赤鐵礦形式存在，由于其含水高、品位低、S含量高，無法直接外售給鋼鐵廠作為煉鐵原料，目前沒有綜合回收利用的工業(yè)實例，基本上采用堆存的方式進行處理。另外，浸出渣中S總量占濕法浸出消耗硫的50%以上，回收浸出渣中S，可以大幅度降低濕法浸出工藝對硫磺的依賴。
[0004]因此，開發(fā)尾渣的無害化處理和資源化利用技術(shù)意義極為重大。
發(fā)明內(nèi)容
[0005]本發(fā)明提出了采用“焙燒脫硫+直接還原”的方法處理紅土鎳礦浸出尾渣生產(chǎn)金屬化球團，不僅可以解決其環(huán)保隱患，而且綜合回收其中的鐵、S等有價元素，產(chǎn)生可觀的經(jīng)濟效益。
[0006]在本發(fā)明的第一方面，本發(fā)明提出了一種處理紅土礦浸出尾渣的方法。根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述方法包括以下步驟：
[0007]S1：將原始紅土礦浸出尾渣處理成含水量為10%-20%的紅土礦浸出尾渣，再將含水量為10%-20%的紅土礦浸出尾渣、還原劑1和熔劑進行預(yù)處理，得到預(yù)熱球團;
[0008]S2：將所述預(yù)熱球團進行焙燒脫硫處理，得到脫硫球團;
[0009]S3：將所述脫硫球團、還原劑2進行還原處理，得到金屬化球團和荒煤氣，所述荒煤氣用作步驟S1和步驟S2中燃料。
[0010]根據(jù)本發(fā)明實施例的方法不僅可以解決處理紅土礦浸出尾渣過程的存在的環(huán)保隱患問題，而且綜合回收其中的鐵、S等有價元素，產(chǎn)生可觀的經(jīng)濟效益，且操作簡單方法，綠色環(huán)保。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的實施例，上述方法還可以進一步包括如下附加技術(shù)特征至少之一：
[0012]根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述含水量為10%-20%紅土礦浸出尾渣是通過原始紅土礦浸出尾渣進行第一干燥處理獲得的。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，含水在此范圍內(nèi)的尾渣既不揚塵，也不粘接，能正常配料和輸送。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述第一干燥處理是在順流回轉(zhuǎn)窯中進行的。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述第一干燥處理的熱風溫度小于等于700℃。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述第一干燥處理的尾氣溫度105℃-120℃。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述第一干燥處理的燃料為所述荒煤氣。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述預(yù)處理是通過將所述含水量為10%-20%的尾渣、還原劑1和熔劑進行制粒處理、第二干燥處理以及預(yù)熱處理進行的。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述含水量為10%-20%的紅土礦浸出尾渣的粒度為1mm以下。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，如果粒度過大，會影響后續(xù)脫硫效果。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述制粒處理后得到含水量20%-30%濕球團。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，含水量如果不在該范圍內(nèi)，無法獲得符合要求的金屬化球團。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述濕球團的粒度為6mm-25mm。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，粒度太小預(yù)熱阻力損失大，能耗高;粒度太大預(yù)熱時間長，效果差。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述制粒處理是在圓筒制粒機、圓盤制粒機或?qū)亯呵驒C中進行的。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述預(yù)熱處理是在預(yù)熱風的溫度500℃-900℃的條件下進行的。
[0023]根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述預(yù)熱處理的時間為5min-10min;
[0024]根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述預(yù)熱處理是在鏈篦機或隧道窯中進行的。
[0025]根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述預(yù)熱處理的燃料為所述荒煤氣。
[0026]根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述預(yù)熱球團的溫度為300℃-700℃。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，該溫度范圍內(nèi)脫水效率高且不脫硫，如果溫度太低則脫水慢，設(shè)備大;溫度高則會脫硫。
[0027]根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述預(yù)熱球團的強度大于等于30N。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，強度過低，進入回轉(zhuǎn)窯過程中就會破碎，破碎后一方面影響脫硫，另一方面破損率太高在回轉(zhuǎn)窯脫硫過程中會造成粘接。
[0028]根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述焙燒脫硫處理是在溫度為1000℃-1250℃的條件下進行的燃燒處理。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，溫度過低脫硫不徹底，溫度過高則球團會粘接。
[0029]根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述焙燒脫硫處理是在逆流回轉(zhuǎn)窯里進行的。
[0030]根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述預(yù)熱球團是從所述回轉(zhuǎn)窯的窯尾加入到回轉(zhuǎn)窯內(nèi)。
[0031]根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述焙燒脫硫處理的燃料為所述荒煤氣。
[0032]根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述荒煤氣含有CO。
[0033]根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述荒煤氣通過助燃風經(jīng)噴嘴燃燒后產(chǎn)生高溫火焰從窯頭噴入到回轉(zhuǎn)窯。
[0034]根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述噴嘴的氧過剩系數(shù)為1.05-1.1。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，氧過剩系數(shù)過低、過高都會影響脫硫處理的效果。
[0035]根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述焙燒脫硫處理進一步包括第二次燃燒處理。
[0036]根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述第二次燃燒處理是在煙氣溫度大于等于800℃的條件下進行的。
[0037]根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述第二次燃燒處理后煙氣的含氧量為3%-5%。
[0038]根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述第二次燃燒處理后煙氣的溫度大于等于900℃。
[0039]根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述第二次燃燒處理后的煙氣采用空氣-煙氣換熱器降溫至200℃-300℃。
[0040]根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述第二次燃燒處理后的煙氣進行除塵處理。
[0041]根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述除塵處理是通過布袋收塵器或電收塵器進行的。
[0042]根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述除塵處理后的煙氣進一步進行制酸處理，以便得到硫酸。根據(jù)本發(fā)明的實施例，得到的硫酸可回用于濕法浸出系統(tǒng)。
[0043]根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述焙燒脫硫處理煙氣換熱過程還進一步產(chǎn)生熱空氣。
[0044]根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述熱空氣用于預(yù)熱處理中。
[0045]根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述脫硫球團中殘硫的含量小于等于0.2%。
[0046]根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述脫硫球團的強度大于等于300N。
[0047]根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述脫硫球團的AC轉(zhuǎn)鼓系數(shù)≥95%。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，AC轉(zhuǎn)鼓系數(shù)過低，球團在回轉(zhuǎn)窯里面會破碎。這里的AC轉(zhuǎn)鼓系數(shù)即GB8209-87《燒結(jié)礦和球團礦——轉(zhuǎn)鼓強度的測定方法》中定義的“轉(zhuǎn)鼓指數(shù)”。根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述焙燒脫硫處理的時間為30min-60min。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，該時間能確保焙砂含硫<0.2%。如果時間過短，則無法保證焙砂含硫<0.2%，而如果時間過長則造成設(shè)備能力浪費。
[0048]根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述還原處理是在溫度為1100℃-1300℃的條件下進行的。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，溫度過低則需要的還原劑用量大，溫度過高會影響還原效果。
[0049]根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述還原處理是在溫度為1200℃-1300℃的條件下進行的。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，該溫度范圍內(nèi)還原劑用量適中且還原效果佳。
[0050]根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述還原處理是在回轉(zhuǎn)窯或轉(zhuǎn)底爐進行的。
[0051]根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述還原處理是在富氧空氣進行的。
[0052]根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述富氧空氣的富氧濃度小于等于65%。該濃度是體積濃度。
[0053]根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述富氧空氣的溫度小于等于1200℃。
[0054]根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述還原處理的時間為1h-2h。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在該時間范圍內(nèi)，還原效果更佳。
[0055]在本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明還提出了一種處理紅土礦浸出尾渣的方法。根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述方法包括以下步驟：
[0056]S1：通過將原始紅土礦浸出尾渣進行第一干燥處理至含水量為10%-20%，加入還原劑1、熔劑，進行制粒處理得到含水量為20%-30%的濕球團，將所述濕球團進行第二干燥處理、預(yù)熱處理，得到溫度為300℃-700℃的預(yù)熱球團;
[0057]S2：將所述預(yù)熱球團在1000℃-1250℃的溫度下進行焙燒脫硫處理，得到脫硫球團，其中焙燒燃料為S3步驟中獲得的荒煤氣，焙燒煙氣經(jīng)二次燃燒、空氣-煙氣換熱、除塵后送往制酸，換熱得到的熱空氣用于S1步驟的第一干燥處理、第二干燥處理和預(yù)熱處理;
[0058]S3：將所述脫硫球團、還原劑2加入到還原爐中，同時均勻通入高溫富氧空氣，所述高溫是在溫度為1100℃-1300℃的條件，其中的鐵氧化物被還原成金屬鐵，得到金屬化球團，和荒煤氣，所述荒煤氣用于所述第一干燥處理、所述第二干燥處理、所述預(yù)熱處理以及所述焙燒脫硫處理的燃料。根據(jù)本發(fā)明實施例的方法不僅可以解決處理紅土礦浸出尾渣過程的存在的環(huán)保隱患問題，而且綜合回收其中的鐵、S等有價元素，產(chǎn)生可觀的經(jīng)濟效益，且操作簡單方法，綠色環(huán)保。
[0059]根據(jù)本發(fā)明的實施例，上述方法還可以進一步包括如下附加技術(shù)特征至少之一：
[0060]根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述原始紅土礦浸出尾渣的含水量為30%-45%。
[0061]根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述原始紅土礦浸出尾渣的Ca元素含量小于等于8%，F(xiàn)e元素含量為25%-50%，S元素含量為3%-10%。
[0062]根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述還原劑1為煤、半焦或碎焦。
[0063]根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述還原劑1與所述紅土礦浸出尾渣的質(zhì)量比為3%-8%。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，該質(zhì)量比范圍內(nèi)脫硫效果佳，質(zhì)量比過低是還原劑量不夠?qū)?dǎo)致殘硫高，而質(zhì)量比過高則是生成了其他硫化物，會導(dǎo)致殘硫高。
[0064]根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述還原劑1的粒度小于等于1mm。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，粒度太大，一方面影響成球率，另一方面制粒過程中容易偏析。
[0065]根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述熔劑的粒度小于等于1mm。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，粒度太大，一方面影響成球率，另一方面制粒過程中容易偏析。
[0066]根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述還原劑2為無煙煤、半焦或碎焦。
[0067]根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述還原劑2與所述脫硫球團的質(zhì)量比為15%-20%。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，質(zhì)量比過低則導(dǎo)致金屬化程度低，質(zhì)量比過高會造成浪費。
[0068]根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述還原劑2的粒度10mm-25mm。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，粒度太小還原劑容易氧化，影響利用率，粒度太大則殘?zhí)歼^多(反應(yīng)不完全)。
[0069]根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述金屬化球團的金屬化率大于等于80%。該金屬化球團可直接外售給鋼鐵廠作為煉鐵原料。
[0070]在本發(fā)明的再一方面，本發(fā)明還提出了一種紅土礦浸出尾渣生產(chǎn)金屬化球團的方法。根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述方法包括以下步驟：
[0071]S1(尾渣預(yù)處理)：通過將原始紅土礦浸出尾渣進行干燥至含水10%-20%左右，配入還原劑1、熔劑后制粒得到含水20%-30%左右的濕球團，濕球團經(jīng)干燥、預(yù)熱后脫除自由水和結(jié)晶水，得到300℃-700℃左右的預(yù)熱球團。
[0072]S2(焙燒脫硫)：預(yù)熱球團在1000℃-1250℃的溫度下進行焙燒脫硫得到脫硫球團，焙燒燃料為S3階段產(chǎn)生的荒煤氣，焙燒煙氣經(jīng)二次燃燒、空氣-煙氣換熱、除塵后送往制酸，換熱得到的熱空氣用于S1階段的干燥和預(yù)熱。
[0073]S3(深度還原)：高溫脫硫球團、還原劑2加入到還原爐中，同時均勻通入高溫富氧空氣，在1100-1300℃的高溫條件下，其中的鐵氧化物被還原成金屬鐵，得到金屬化球團。還原產(chǎn)生的富含CO的荒煤氣作為S1和S2階段的燃料。高溫金屬化既可以冷卻后外售，也可以送往電爐熔分得到鐵水和爐渣。
[0074]1預(yù)處理系統(tǒng)
[0075]原始紅土礦浸出尾渣含水30%-45%，常規(guī)干基成分：Ca≤8%、Fe 25%-50%、S3%-10%。
[0076]預(yù)處理系統(tǒng)包括干燥、制粒和預(yù)熱。
[0077]干燥優(yōu)選順流回轉(zhuǎn)窯，熱風溫度≤700℃，尾氣溫度105℃-120℃。燃料為S3階段產(chǎn)生的荒煤氣。
[0078]干燥后的尾渣含水10%-20%(含水在此范圍內(nèi)的尾渣既不揚塵，也不粘接，能正常配料和輸送)。
[0079]干燥后物料采用破碎至1mm以下(制粒需要，太粗配煤不均勻，影響脫硫效果)。
[0080]干燥階段主要反應(yīng)：
[0081]H2O→H2O↑
[0082]還原劑可選各種煤、半焦、碎焦等，還原劑配比3%-8%(還原劑：浸出渣，干基)。
[0083]還原劑和熔劑粒度要求≤1mm(粒度太大，一方面影響成球率，另一方面制粒過程中容易偏析)。
[0084]制?？刹捎脠A盤制粒機、對輥壓球機等制粒設(shè)備，球團粒度6mm-25mm。(粒度太小預(yù)熱阻力損失大，能耗高;粒度太大預(yù)熱時間長，效果差)
[0085]預(yù)熱可采用鏈篦機、隧道窯等設(shè)施，預(yù)熱風溫度500℃-900℃(溫度低脫水及預(yù)熱效率低，溫度高球團會脫硫)，預(yù)熱時間5min-10min。濕球團在預(yù)熱過程中先脫除自由水，然后脫除結(jié)晶水并升溫至300℃-700℃(根據(jù)預(yù)熱風溫)。
[0086]預(yù)熱熱源為S2階段換熱產(chǎn)出的熱風，以及S3階段產(chǎn)出的荒煤氣然后后的熱風。
[0087]預(yù)熱后球團強度≥30N。
[0088]預(yù)熱階段主要反應(yīng)：
[0089]自由水脫除：H2O→H2O↑
[0090]結(jié)晶水脫除：
[0091]CaSO4·2H2O→CaSO4+H2O↑
[0092]Fe(OH)3→Fe2O3+H2O↑
[0093]Al(OH)3→Al2O3+H2O↑
[0094](Al2O3)x(SO4)y·zH2O→Al2O3+Al2(SO4)3+H2O↑
[0095]2焙燒脫硫系統(tǒng)
[0096]焙燒脫硫系統(tǒng)優(yōu)選逆流回轉(zhuǎn)窯，300℃-700℃左右的預(yù)熱球團從窯尾加入到回轉(zhuǎn)窯內(nèi)，S3階段產(chǎn)生的荒煤氣，助燃風經(jīng)噴嘴燃燒后產(chǎn)生高溫火焰從窯頭噴入到回轉(zhuǎn)窯內(nèi)，高溫火焰與球團在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)逆流換熱，將球團加熱到1000℃-1250℃(溫度低了脫硫不徹底，溫度高了球團會粘接)。球團在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)運動過程中逐步升溫、脫硫，得到脫硫球團。
[0097]控制噴嘴氧過剩系數(shù)1.05-1.1(氧過剩系數(shù)低、過高都影響脫硫)。
[0098]脫硫煙氣溫度≥800℃，鼓入熱風進行二次燃燒(脫除其中的CO、單體S、H2S等不完全燃燒物質(zhì))，燃燒后煙氣含氧3%-5%(氧氣低了CO燃燒不徹底，氧氣高了影響煙氣SO2濃度)，溫度≥900℃。二次燃燒后的煙氣采用空氣-煙氣換熱器降溫至200℃-300℃(煙氣露點溫度以上，并盡可能回收余熱)，經(jīng)布袋收塵器/電收塵器除塵后送往制酸，得到硫酸回用于濕法浸出系統(tǒng)。換熱得到700℃左右的熱風，一部分用于二次燃燒，剩余部分用于球團預(yù)熱。
[0099]脫硫球團殘硫≤0.2%，球團強度≥300N，AC轉(zhuǎn)鼓系數(shù)≥95%。脫硫停留時間30min-60min。
[0100]脫硫階段主要反應(yīng)：
[0101](1)殘留結(jié)晶水脫除：
[0102]CaSO4·0.5H2O→CaSO4+H2O↑
[0103]Fe(OH)3→Fe2O3+H2O↑
[0104]Al(OH)3→Al2O3+H2O↑
[0105](2)脫硫
[0106]Al2(SO4)3+C→Al2O3+CO2↑+SO2↑
[0107]Fe2(SO4)3+C→Fe2O3+CO2↑+SO2↑
[0108]CaSO4+C→CaO+CO2↑+SO2↑
[0109](3)碳酸鹽分解
[0110]CaMgC2O6→CaCO3+MgO+H2O↑
[0111]CaCO3→CaO+H2O↑
[0112](4)C-O反應(yīng)及二次燃燒
[0113]C+CO2→CO
[0114]CO+O2→CO2
[0115]3深度還原
[0116]深度還原優(yōu)選回轉(zhuǎn)窯、轉(zhuǎn)底爐等設(shè)備。
[0117]脫硫后的高溫球團，還原劑2送入到深度還原爐，同時在還原爐中均勻鼓入氣化風，氣化風中的O2與還原劑中的C、揮發(fā)分反應(yīng)得到CO，H2等還原性氣體，CO、H2與高溫球團在1100℃-1300℃的高溫條件下發(fā)生還原反應(yīng)，得到金屬鐵。
[0118]還原后的金屬化球團在氮氣保護下冷卻后外售，或者水碎后磁選得到鐵粒，或者直接高溫進入電爐等設(shè)備進行熔分得到金屬鐵和爐渣。
[0119]富氧空氣富氧濃度≤65%，溫度≤1200℃。
[0120]還原煤氣溫度1200℃-1300℃，煤氣中CO2/(CO+CO2)=0.2-0.3(過低還原劑用量大，過高影響還原效果)。還原煤氣用于干燥、預(yù)熱和脫硫的燃料。
[0121]還原劑2可選無煙煤、半焦、碎焦等，還原劑配比15%-20%(還原劑：脫硫球團)，粒度10mm-25mm。
[0122]還原停留時間1-2h，金屬化球團金屬化率≥80%。
[0123]還原產(chǎn)生的荒煤氣用于干燥、預(yù)熱、脫硫，以及加熱富氧空氣的燃料。
[0124]深度還原階段主要反應(yīng)：
[0125](1)燃燒反應(yīng)
[0126]燃料(CaHbOcNdSe)+O2→CO+H2+N2+H2S
[0127]C+O2→CO↑
[0128](2)還原反應(yīng)
[0129]MxOy+CO→M+CO2↑(M為Fe、Cr、Ni等金屬元素)
[0130]MxOy+H2→M+H2O↑
[0131](3)交互反應(yīng)
[0132]C+CO2→CO↑
[0133]根據(jù)本發(fā)明的實施例，本發(fā)明具有如下技術(shù)效果至少之一：
[0134]1)本發(fā)明可實現(xiàn)紅土礦浸出尾渣的無害化和資源化利用，回收了鐵和硫;
[0135]2)本發(fā)明采用先脫硫后還原提鐵，避免了脫硫和還原的互相干擾，同時又可以充分利用還原過程中產(chǎn)生的煤氣，實現(xiàn)了能源的耦合利用;
[0136]3)本發(fā)明的方法簡單，易于操作，易于規(guī)模生產(chǎn)，有很高的實用價值。
附圖說明
[0137]本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結(jié)合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：
[0138]圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的工藝流程圖。
具體實施方式
[0139]術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括至少一個該特征。在本發(fā)明的描述中，“多個”的含義是至少兩個，例如兩個，三個等，除非另有明確具體的限定。
[0140]下面參考具體實施例，對本發(fā)明進行描述，需要說明的是，這些實施例僅僅是描述性的，而不以任何方式限制本發(fā)明。
[0141]實施例1
[0142]100kg濕紅土礦，濕基含水35%，干基成分：Ca=6%、Fe=33%、S=7%、Si=6.0%、Al=2%。經(jīng)干燥后得到含水15%左右的干渣78.8kg，配入無煙煤2.4kg，水11kg，采用圓盤制粒機制粒得到83kg濕球團(6-25mm)，含水25%，成球率90%。
[0143]濕球團在700℃下干燥、預(yù)熱后得到預(yù)熱球團56.9kg，球團(干基)含S 7.3%，F(xiàn)e35%，C 2.19%。
[0144]預(yù)熱球團在1000℃下焙燒脫硫，得到脫硫球團44.6kg，球團S 0.19%，F(xiàn)e 44.7%。
[0145]脫硫球團，配入無煙煤18.2kg，在回轉(zhuǎn)窯中1200℃下進行深度還原，通入1200℃、氧氣濃度65%的富氧空氣18.1Nm3，得到金屬化球團39.3kg，球團S 0.17%，全鐵51.4%，金屬化率89.5%。得到煤氣37.9Nm3,其中CO 52.4%，CO2 17.5%。
[0146]實施例2
[0147]100kg濕紅土礦，濕基含水35%，干基成分：Ca=6%、Fe=33%、S=7%、Si=6.0%、Al=2%。經(jīng)干燥后得到含水10%左右的干渣74.4kg，配入無煙煤4.0kg，水9.9kg，采用圓盤制粒機制粒得到81.7kg濕球團(6-25mm)，含水20%，成球率92.5%。
[0148]濕球團在500℃下干燥、預(yù)熱后得到預(yù)熱球團60.0kg，球團(干基)含S 7.21%，F(xiàn)e34.2%，C 4.04%。
[0149]預(yù)熱球團在1100℃下焙燒脫硫，得到脫硫球團45.9kg，球團S 0.15%，F(xiàn)e44.64%。
[0150]脫硫球團，配入無煙煤18.3kg，在回轉(zhuǎn)窯中1100℃下進行深度還原，通入1000℃、氧氣濃度50%的富氧空氣24Nm3，得到金屬化球團40.7kg，球團S 0.14%，全鐵50.96%，金屬化率85%。得到煤氣43.7Nm3,其中CO 45%，CO2 15.8%。
[0151]實施例3
[0152]100kg濕紅土礦，濕基含水35%，干基成分：Ca=4.5%、Fe=45%、S=4.8%、Si=2.0%、Al=1%。經(jīng)干燥后得到含水20%左右的干渣83.8kg，配入無煙煤6.4kg，水13.9kg，采用圓盤制粒機制粒得到98.9kg濕球團(6-25mm)，含水30%，成球率95%。
[0153]濕球團在900℃下干燥、預(yù)熱后得到預(yù)熱球團62.4kg，球團(干基)含S 4.77%，F(xiàn)e46.05%，C 3.89%。
[0154]預(yù)熱球團在1200℃下焙燒脫硫，得到脫硫球團51.2kg，球團S 0.05%，F(xiàn)e 56.1%。
[0155]脫硫球團，配入無煙煤51.8kg，在回轉(zhuǎn)窯中1300℃下進行深度還原，通入800℃、氧氣濃度40%的富氧空氣96.1Nm3，得到金屬化球團46kg，球團S 0.04%，全鐵64.09%，金屬化率95%。得到煤氣147.8Nm3,其中CO 39.2%，CO2 11.7%。
[0156]對比例1
[0157]方法同實施例1，區(qū)別在于：浸出尾渣，干燥到含水25%，破碎困難，成球困難。
[0158]對比例2
[0159]方法同實施例1，區(qū)別在于：浸出尾渣，干燥到含水5%，揚塵嚴重，無法正常試驗。
[0160]在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不必須針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特征進行結(jié)合和組合。
[0161]盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。
說明書附圖(1)
聲明：
“紅土鎳礦浸出渣生產(chǎn)金屬化球團的方法” 該技術(shù)專利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學(xué)習研究，如用于商業(yè)用途，請聯(lián)系該技術(shù)所有人。
我是此專利(論文)的發(fā)明人(作者)
171
編輯：中冶有色技術(shù)網(wǎng)
來源：浙江華友鈷業(yè)股份有限公司
分享 0
舉報 0
收藏 0
反對 0
點贊 0
2025年03月20日 ~ 22日 
