[发明专利]一种用于高温镍矿渣余热回收的设备和工艺方法

说明书

技术领域

本发明属于镍冶炼生产领域，涉及一种用于回收高温镍矿炉渣余热的设备及工艺，适用于镍冶炼企业对高温镍矿炉渣的热回收。 

背景技术

镍冶炼行业是工业的耗能大户，在该行业生产过程中，通常都会产生大量的高温炉渣，这些高温炉渣从冶金炉内排放时的温度可以达到1000～1600℃，其中蕴藏着大量的热能，如果能对这些镍矿熔渣合理利用将会成为重要的二次能源，同时也可将炉渣本身变废为宝。2012年国内冶炼企业排放的高温炉渣显热总能量折合成标煤超过1600万吨。因此，高温液态炉渣及余热的综合回收利用，对冶炼工业的节能减排、环保、以及提高能源利用效率有着重大的意义。 

从二十世纪70年代至今，熔渣及余热回收利用主要经历了四个研究阶段，即：第一阶段提出多种熔渣余热回收方法，并进行大量的论证试验；第二阶段重点研究熔渣风冷余热回收工艺和设备；第三阶段从90年代初进入熔渣余热回收研究的低谷，相关的报道和试验几乎没有太多新进展；第四阶段即目前的熔渣粒化余热回收，在日本、澳大利亚及欧洲等国家相继展开了诸多相关的试验研究，我国相关研究机构也有成果，但都仅限于实验室研究，并未见工业试验报导。从目前冶金企业的作业制度来看，炉渣的排放通常都是间断作业，因此采用何种设备和工艺能将其热能有效回收利用并实现工业化连续生产，实际上一直都存在较大的难度。 

发明内容

本发明的目的是提供一种红土镍矿冶炼过程中产生的高温炉渣的处理方式，对高温液态炉渣的热能进行综合回收利用。采用回转式炉窑和配套设备对高温炉渣进行处理，在对熔渣处理的生产过程中，冷风从回转窑卸料端逆流进入窑体，实现冷风与热熔渣的热交换，出窑体的热风温度达到600～900℃，可作为热风用于对矿石原料进行烘干脱水。该回收的热量以热风的形式对冶炼企业的矿石等原料在干燥回转窑内进行烘干，达到提高系统的热效率。 

一种用于高温镍矿渣余热回收的设备，适用于红土镍矿冶炼企业对高温炉渣的热回收。本发明由煅烧窑、煅烧窑进料装置、煅烧窑排料装置、煅烧窑驱动装置、煅烧窑进风装置、矿石干燥窑、干燥窑加料装置、干燥窑排料装置、干燥窑驱动装置、干燥窑排风装置等组成。煅烧窑为该发明的主要设备，长度50～100米，截面直径2.5～5米，倾斜角度为1～3°，长径比8～35。主要完成高温炉渣和冷风进行热交换的任务；煅烧窑本体可分为外筒壁和内衬两部分。外筒壁采用厚度30～50mm的耐热钢板焊接而成，内衬部分由200～400mm耐火砖及耐火材料砌筑而成。 

干燥窑作为本发明的第二主体，以煅烧窑送来的热风为主要热源对矿石进行干燥脱水，长度50～100米，截面直径2.5～5米，倾斜角度为1～3°，长径比8～15。 

煅烧窑进料装置主要是由耐火砖砌筑而成的溜槽，溜槽角度范围2°～10°； 

煅烧窑排料装置为耐热钢板制成的料斗，将冷却后的炉渣卸至板式运输机； 

煅烧窑驱动装置选用电机-减速机组合形式，可适应处理渣料量及温度波动变化的要求，驱动装置应可以调速，转速范围0.5～3r/min； 

煅烧窑进风装置包括鼓风机和钢板卷管制成的管道，钢板厚度5～15mm，管径和鼓风量根据熔渣处理量而不同，范围200～1500mm； 

矿石干燥窑主要是含水的矿石干燥设备。窑体内壁不衬耐火材料，但可以有多种形式的扬料板，以增强脱水能力并破坏矿石的粘结，尺寸规格根据处理量设计，其长度和内径比范围8～15； 

干燥窑加料装置包括螺旋给料和下料漏斗及溜槽，均为钢结构制作； 

干燥窑排料装置主要为密封圈和排料斗； 

干燥窑驱动装置选用电机-减速机组合形式，可根据物料含水量变化的要求，驱动装置应可以调速，转速范围1～6r/min； 

干燥窑排风装置包括窑尾罩、除尘设备、引风机以及管道等。