[发明专利]用于冶炼冰镍的熔炼炉及低冰镍的生产方法

说明书

本发明公开了一种用于冶炼冰镍的熔炼炉及低冰镍的生产方法。熔炼炉包括第一区域(1)，用于将待冶炼物熔化造渣；第二区域(2)，用于对经第一区域(1)熔化造渣后的待冶炼物进行还原硫化以产生目标产物；以及第三区域(3)，用于分离目标产物；其中，第一区域(1)、第二区域(2)以及第三区域(3)连通，第一区域(1)和第二区域(2)之间设有隔墙(7)以分隔第一区域(1)和第二区域(2)；熔炼炉包括相互独立的第一炉身(20)和第二炉身(30)，第一炉身(20)、第二炉身(30)对应第一区域(1)和第二区域(2)设置；第一区域(1)、第二区域(2)上方设有共同排烟的上升烟道(8)。

技术领域

本发明涉及涉及氧化镍矿冶炼技术领域，具体而言，涉及一种用于冶炼冰镍的熔炼炉及低冰镍的生产方法。

背景技术

镍矿资源主要为硫化镍矿和氧化镍矿，硫化镍矿含镍较高，更加容易开发利用，随着硫化镍矿资源减少，开发利用氧化镍矿成为必然趋势。目前氧化镍矿的主要去向为不锈钢领域，随着全球电池材料对镍的需求量快速增长，开发利用氧化镍矿生产中间产品用于电池材料领域也势在必行。目前处理氧化镍矿的工艺主要以火法为主，作为较为成熟的技术，火法温度所需要的超高温需要耗费大量的能耗，且造炉需要大量的成本和空间，如现有常见规模下采用转炉的生产方式，占用1～3平方米只能生产一万吨冰镍产品，每隔100～120炉就需要重新建造，需要大量的成本且转炉时需要额外的工艺流程。于是现在研发方向会越来越倾向于研究更短的工艺流程且节约成本，如将熔炼炉更大，或者减短熔炼炉、还原炉以及分离的流程，减少能耗的损失；为此，现有技术提供以下几个方向：

有专利文件中公开了一种装置通过熔池熔炼熔化炉、熔池熔炼还原炉以及连接炉的溜槽以及从红土镍矿还原出镍铁的工艺。该工艺下所产的镍铁需要二次提炼，且本身冶炼过程由独立的熔化炉和还原炉分别完成物料熔化和还原作业，并非连续式工艺，即存在物料倒运(即常说的转炉)及循环的问题，无法适应连续式生产，需要多个执行不同功能的炉配合，从而热效率不高工艺流程，被迫复杂化且抬高成本。

又有专利文件中公开了一种采用高低炉缸设计的熔炼炉，在熔炼炉内有两个腔室设有高度差，从而解决工艺流程的问题；但由于高/低冰镍生产的工艺条件和其他化工材料的提炼要求差异较大，现有技术尚未有公开和高/低冰镍相关联的工艺及工艺的专有装置。

鉴于此，现有技术下还未能实现通过一台熔炼炉完成生产规模且可兼顾空间、成本的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于冶炼冰镍的熔炼炉，集第一区域、第二区域以及第三区域于一体，流程短，生产效率高，自动化程度高，装置成本低，便于维修，能耗低。

本发明的目的还在于提供一种低冰镍的生产方法，采用上述的熔炼炉，流程短，生产效率高，自动化程度高，装置成本低，能耗低。

本发明是这样实现的：

本发明首先提供一种用于冶炼冰镍的熔炼炉，包括水平方向上依次排列的第一区域、第二区域以及第三区域，第一区域、第二区域以及第三区域包括连通的共同炉缸；第一区域和第二区域还包括由下至上依次设置于炉缸上的第一炉身、第二炉身以及炉顶。

其中，第一区域和第二区域设置深度差，且沿第一区域至第二区域的方向上，对应隔墙下方的第一区域和第二区域在底部设置有深度沿该方向上逐渐增加的梯度结构，从而将隔墙下方通道最大化，让熔渣更好地流入第二区域，避免堵塞；炉缸包括连续相通的浅炉缸和深炉缸，浅炉缸底表面高于深炉缸底表面，浅炉缸对应第一区域设置，深炉缸对应第二区域以及第三区域设置，低冰镍层位于深炉缸区域；所述梯度结构位于浅炉缸与深炉缸交接处，呈阶梯状或平滑坡状；

第一炉身、第二炉身和炉顶对应第一区域和第二区域设置，第一炉身、第二炉身和炉顶内部设有隔墙以将第一区域和第二区域分开；