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吉建斌的网易博客

吉建斌

 
 
 

日志

 
 

镍矿之基础知识和相关信息(下)  

2018-03-11 11:41:02|  分类: 不归类文章 |  标签: |举报 |字号 订阅

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资料整理:吉建斌

    烘干后的矿料输送至容量2000吨缓冲料仓,随后喂入两台平行布置的Hardinge公司产3MW干式球磨机进行磨粉,矿料磨制负荷率一般在150至200干基吨/小时/台磨机,电耗率通常在8至12千瓦时/干基吨矿粉。每台磨机直径为4.7米,长4.6米,装填有约150吨直径7.5厘米的锻造钢球。磨机配置有空气冲刷系统和粒度分级分离器系统,粒度超过控制范围的颗粒被强制重新返回到磨机中继续加工。磨机制成的粉状产物的粒度分布情况通常为:

< 850微米,99.5%

 < 355微米,95%

 < 150微米,80%

< 90微米,70%

< 45微米,55%

    制成的干燥粉状矿料采取气力方式输送到矿石还原生产区的四个有效容量为3000吨的筒仓中备用。

    采用十二台套直径8米、高23米的多膛炉装置对矿粉进行还原加工,每台炉子设置有17层耐火砖砌筑的、带有落料孔的炉床结构。干燥的矿粉以25吨/小时/台炉的速率由矿粉筒仓采取气力输送方式进入桨叶式混合机,在此与主还原剂重质燃油进行混合,重油添加率为2.5%(重量比率)。混合物料由螺旋输送机喂入多膛炉的顶部炉膛,在中空式中轴旋转运动的同时,每层炉床上安装的四支耙臂被中轴带动,使炉床上的物料被缓慢地、交替地通过相邻的内耙炉膛和外耙炉膛、并向下方通过整个焙烧炉炉膛。还原焙烧功能区的操作温度设计值为750

在每台焙烧用多膛炉的第7、9、11、13、15和17层(由上向下编号)炉膛设置有总计11个外设式燃烧室,重质燃油在此处按照标称为60%式量比的条件下进行燃烧,向炉内供应焙烧加工所需的热能。同时,向第5和第7层炉膛通入二次风,使炉膛内残留的氢气和一氧化碳气体得以完全燃烧

固体物料在炉内由上向下移动的过程中,与下方来的、向上流动的高温烟气逆流接触并升温,同时耐火砖材料也会向其提供辐射热以协助升温,矿粉先发生脱羟基反应,之后发生还原反应。脱羟基反应发生于炉温350(针铁矿型)到650(蛇纹石矿型)或者更高的炉温条件下,完全转化成金属氧化物的矿粉随后在炉温750以上条件下与一氧化碳和氢气(由燃烧室内亚式量比重油燃烧过程中热分解反应生成)发生还原反应,矿石中的氧化镍、氧化钴和氧化铁不同程度地被还原为活泼金属态,同时还生成了部分金属硫化物(硫来自燃油,一般重油中含有3%的硫元素)。典型地,原料矿石中有不足20%的氧化铁会被还原为单质铁,其它大部分的铁元素由以磁铁矿形态留存在还原产物中。

在多膛炉焙烧装置的下方设置有直径3.0米、长26米的回转冷却器,冷却器部分地浸没在水池里。由17层结构的焙烧还原多膛炉中卸出的、温度在700以上的还原产物,在冷却器内被强制冷却到250以下。

从多膛焙烧炉顶部排出的工艺尾气先经过一组旋风除尘器回收粉状物料并重新返回到炉内处理,之后的尾气由离心引风机引入电除尘器去除细粉状颗粒物。

镍钴矿石的焙烧还原加工

NICHOLS ENGINEERING & RESEARCH CORPORATION,1979年6月)

古巴NICARO镍加工厂

1942年之前,该工厂全部还原炉装置系统由12套多段炉组成,每套炉均设计为外径22英尺3英寸(6.78米)、16层式结构。设计处理能为3600短吨原矿/天(3265.9公吨/天),实际处理能力达到了4000吨/天(3628.8公吨/天)

1956年,新建9台多膛炉,外径22英尺3英寸(6.78米)、17层式结构。

菲律宾MARINDUQUE公司

    14套外径25英尺9英寸(7.85米)、17层结构的还原焙烧炉。每套炉子设计产能(原料进炉量)为32公吨干基原矿/小时。位于菲律宾NONOC岛,已于1974年11月到12月间投入运行。

选用BUNKER生产的C级燃油做燃料,在配风量小于化学式量比的操作条件下获得加工过程所需的热能以及由不完全燃烧而生产出镍钴还原反应所需的还原剂一氧化碳气体和氢气,并辅助通入大量由石脑油反应生成的氢气做补充还原剂

澳大利亚FREEPORT QUEENSLAND镍业公司

12套外径25英尺9英寸(7.85米)、17层结构式多段炉还原焙烧装置系统于1974年下半年进入了正常运营。

上述多段式还原炉装置的设计处理能力为:每小时可喂入约275吨经过预干燥并磨粉处置的红土镍矿。采用BunkerC级燃油与非式量比助燃风燃烧产生加工过程所需热能和一氧化碳-氢气还原剂气体,并采用FREEPORT矿业公司的专利技术向炉中供应附加的燃油基还原剂

巴西的NIQUEL TOCANTINS项目(VOTORANTIM)

    巴西圣保罗Votorantim集团下属子公司Niquel Tocantins安装了两台外径25英尺9英寸(7.85米)、17层多段炉焙烧装置,用来对巴西产红土镍矿进行选择性还原制造金属镍和钴。还原装置和浸出工厂建设在GOIAS州Niquelandia矿区。该工厂于1978年投入运营。

装备了双燃料燃烧机系统,以缓解因石油基燃料供应不足引起的产品质量波动。巴西的石油基燃料供应矛盾在能源危机之前即已相当尖锐了。

基本设计中,采用的是油渣类替代燃料,在非式量平衡条件下供入助燃风,在向炉内提供热能的同时,供入还原剂一氧化碳和氢气,不足的还原剂则用发生炉煤气(以木炭为制气原料)进行补充。

当燃料渣油供应不足时,该装置系统可以切换为直接燃烧发生炉煤气以向炉内供应热能,另外再向炉膛内单独供入另一股发生炉煤气做为还原剂(同样是以一氧化碳和氢气为还原性气体)。

发生炉煤气是以木炭为原料制取的。所用的木炭采用桉树木材烧制。在巴西,桉树是一种木质良好、生长快速的树种,每五年即可成材。

国际镍业公司

    在1928到1933年期间,国际镍业公司下属的Copper Cliff熔炼工厂共安装了49套多段炉装置,每台装置每天能够生产450吨的铜-镍精矿,且已平稳运行了超过30年历史。经过焙烧后,浮选精矿中硫的含量可降至14%,焙烧后的精矿随后在反射炉中熔炼并制成金属锭。

RHOKANA铜业公司

    该公司位于北罗德西亚州KITWE的工厂设计建七套21英尺6英寸(6.55米)8层结构的多段炉装置,用来对钴-铜浮选精矿中的硫酸盐进行焙烧加工,其中的五套于1949年建造,两套则建于1954年。

 


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