本發(fā)明涉及處理紅土鎳礦的系統(tǒng)，進(jìn)一步涉及該系統(tǒng)在處理紅土鎳礦中的應(yīng)用，屬于紅土鎳礦的處理領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

目前通常采用高爐和電爐等實(shí)現(xiàn)含鐵物料的渣鐵分離。高爐是一種直立爐型，適用于處理氧化球團(tuán)或燒結(jié)礦，且還需以焦炭作為原料，采用其進(jìn)行煉鐵時(shí)，存在著技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)良好，工藝簡單，生產(chǎn)量大，勞動(dòng)生產(chǎn)效率高，能耗低等優(yōu)點(diǎn)，但高爐也存在著對(duì)入爐物料的要求高、需使用焦煤、能耗較高和能源利用效率低等缺點(diǎn)；電爐是把爐內(nèi)的電能轉(zhuǎn)化為熱量對(duì)工件加熱的加熱爐，其優(yōu)點(diǎn)有爐內(nèi)氣氛容易控制，物料加熱快，加熱溫度高，生產(chǎn)過程較易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化，勞動(dòng)衛(wèi)生條件好，熱效率高，產(chǎn)品質(zhì)量好，且更加環(huán)保，但電爐也同樣存在著明顯的缺點(diǎn)，如配電設(shè)備費(fèi)用高、電力成本高和需要注意絕緣等問題。

鎳在地球上是儲(chǔ)量豐富的一種金屬，世界陸地鎳儲(chǔ)量約為4.7億噸，其中60％屬于紅土型鎳礦床，40％屬于巖漿型銅鎳硫化物礦床。目前世界鎳工業(yè)生產(chǎn)的鎳，主要來自硫化鎳礦資源，約占總產(chǎn)量的60％～65％，其余來自氧化鎳礦。然而，隨著地球上硫化鎳礦的日趨枯竭，從氧化鎳礦生產(chǎn)鎳的比例在迅速提高。

專利號(hào)為ZL200810079930.5的中國發(fā)明專利提供一種電弧爐熔融煉鐵的方法和裝置，熔煉爐部分包括爐體2、爐蓋10、加料設(shè)備和出料設(shè)備，爐體2下部有鐵水流出口9。爐蓋10上有三個(gè)電極插孔12，分別插入電極1，三根電極插孔成三角形分布。爐體2外一對(duì)加熱爐5a、5b和一對(duì)蓄熱器6a、6b，兩臺(tái)加熱爐相對(duì)位置安裝在爐體2外的兩側(cè)。加熱爐通過連接口4與電弧爐的爐體2連接，連接口內(nèi)氣體可以來回流動(dòng)。蓄熱器6a、6b的一端與加熱爐連接，另一端分別與鼓風(fēng)機(jī)8和排放系統(tǒng)連接。加熱爐設(shè)有燒嘴，助燃空氣管路和燃料管路連接到燒嘴。鼓風(fēng)機(jī)8的出口分四路，分別與兩個(gè)加熱爐和兩個(gè)蓄熱器相連接，每路裝有閥門。與加熱爐連接的燃料管路和與蓄熱器連接的廢氣排放管路上也裝有閥門。兩臺(tái)加熱爐交替燃燒燃料和析出氣體，兩臺(tái)蓄熱器交替蓄熱和放熱。析出氣體為金屬鐵氧化物還原過程中產(chǎn)生的氣體，其中含有大量的CO、H₂。該蓄熱器的蓄熱體7為陶瓷球狀體。電弧爐的爐體及爐蓋為鋼結(jié)構(gòu)。所述爐體2和爐蓋10，電極1與爐蓋10之間為水冷套密封連接。電弧爐裝有壓力防空閥11作為防爆裝置；該電弧爐所存在的主要缺陷如下：

(1)在熔煉爐膛內(nèi)，一方面由于加熱爐中熱氣流甚至火焰進(jìn)入熔煉爐爐膛內(nèi)直接對(duì)石墨電極進(jìn)行噴吹，將會(huì)沖刷電極材料造成電極消耗加快；另一方面熱氣流在熔煉爐行進(jìn)路徑上遇到電極的阻擋，將會(huì)造成氣流的紊亂。

(2)所述金屬氧化物還原過程中將會(huì)產(chǎn)生大量氣體，無可避免會(huì)產(chǎn)生大量泡沫渣，這些泡沫渣在浮起后經(jīng)加熱爐進(jìn)入熔煉爐爐膛的熱氣流帶動(dòng)將會(huì)隨氣流堵塞通風(fēng)管道，造成生產(chǎn)不暢。

(3)在加熱爐中主要靠熔煉爐中的析出氣體作為燃?xì)猓渖闪侩S著物料以及煤、焦炭等配比的變化會(huì)有很大波動(dòng)，造成燃燒的不穩(wěn)定性，影響爐內(nèi)溫度的控制。由于可燃?xì)怏w在量上無法控制，可能會(huì)造成爆炸事故。

(4)可燃?xì)怏w與助燃空氣在加熱爐內(nèi)進(jìn)行燃燒，而不是直接在熔煉爐爐膛中進(jìn)行燃燒，不可避免造成熱量損失，熱量利用率不高.

專利號(hào)為ZL201020682060.3的中國發(fā)明專利公開了一種燃?xì)庑顭崾饺刍癄t，包括熔解爐1、保溫爐10。熔解爐1的爐膛底部高于保溫爐10的爐膛底部，熔解爐1的爐膛底部通過斜槽11與保溫爐10的爐膛底部連通。在熔解爐1和保溫爐10上分別設(shè)有一套燃燒器；在熔解爐1內(nèi)的鋁液被集中融化后，經(jīng)斜槽11流入保溫爐10內(nèi)保溫，在兩個(gè)爐膛內(nèi)都使用燃?xì)馊紵訜帷Ｔ撊細(xì)庑顭崾饺刍癄t所存在的主要缺陷如下：

(1)具有燃?xì)馊蹮挔t固有的缺點(diǎn)，利用輻射傳熱，熱效率低，難以實(shí)現(xiàn)較高的熔池，床利用率低，難以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模化。

(2)其主要針對(duì)鋁錠的熔煉，原料適用性較窄，當(dāng)處理含渣量較大物料時(shí)，由于熔渣將會(huì)浮在金屬液相上方，而熔渣本身導(dǎo)熱性很差，將會(huì)極大的阻擋熱量從爐膛向金屬相傳導(dǎo)，造成熱態(tài)金屬與熔渣接觸表面?zhèn)髻|(zhì)傳熱變差，極有可能造成熱態(tài)金屬與熔渣分離困難，而產(chǎn)生金屬回收率降低的情況，使得生產(chǎn)效益不佳。

申請(qǐng)?zhí)枮?00910075372.X的中國發(fā)明專利公開了一種蓄熱式電弧爐熔融煉鐵的裝置，包括電弧爐爐體(4)、電極(2)、爐蓋(1)及相配套的設(shè)備、加料設(shè)備和出料設(shè)備、2～8臺(tái)燃燒室(11a、11b)和2～8臺(tái)蓄熱器(12a、12b)，蓄熱器中裝有蓄熱體(13)；所述蓄熱器的一端與燃燒室連接，另一端分別與排放系統(tǒng)和鼓風(fēng)機(jī)(14)連接，所述裝置還設(shè)有2～8臺(tái)煤氣化箱(9a、9b)，安裝在電弧爐爐體和燃燒室之間，煤氣化箱內(nèi)設(shè)有1～10層煤格柵(10)，煤格柵內(nèi)裝有煤粉或塊煤或蜂窩煤，煤氣化箱的上部設(shè)有煤格柵的插口；所述煤氣化箱設(shè)有旁路(5)，煤氣化箱的出口、入口和旁路設(shè)有閥門(6)；該蓄熱式電弧爐熔融煉鐵的裝置所存在的主要缺陷如下：

(1)仍以電極為加熱元件，因此其能耗仍然較高；

(2)未能實(shí)現(xiàn)在不同熔化段，采用不同的熔化分離方式，因此能源的利用效率不高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的之一是提供一種處理紅土鎳礦的系統(tǒng)，采用本發(fā)明的系統(tǒng)處理紅土鎳礦，可以獲得高品位鎳鐵和低品位鎳鐵兩種產(chǎn)品，具有熔煉成本低、環(huán)境友好、產(chǎn)品質(zhì)量高、回收率高等優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明的目的之二將所述系統(tǒng)應(yīng)用于處理紅土鎳礦。

本發(fā)明的上述目的主要是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：

一種處理紅土鎳礦的系統(tǒng)，包括：物料烘干系統(tǒng)、破碎系統(tǒng)、混料系統(tǒng)、成型系統(tǒng)、球團(tuán)烘干系統(tǒng)、焙燒系統(tǒng)以及加熱熔煉爐系統(tǒng)；其中，所述物料烘干系統(tǒng)的出料口和所述破碎系統(tǒng)的入料口相通，所述破碎系統(tǒng)的出料口和所述混料系統(tǒng)的入料口相通，所述混料系統(tǒng)的出料口和所述成型系統(tǒng)的入料口相通，所述成型系統(tǒng)的出料口和所述球團(tuán)烘干系統(tǒng)的入料口相通，所述球團(tuán)烘干系統(tǒng)的出料口和所述焙燒系統(tǒng)的入料口相通，所述焙燒系統(tǒng)的出料口和所述加熱熔煉爐系統(tǒng)的進(jìn)料口相通。

所述加熱熔煉爐系統(tǒng)包括爐基礎(chǔ)、設(shè)在爐基礎(chǔ)之上的耐火爐底以及爐體，該爐體包括側(cè)墻、隔墻以及爐頂；其中，從爐頂向下延伸的隔墻將爐體的爐膛分隔為熔化區(qū)與沉降區(qū)兩個(gè)部分，所述隔墻下端與耐火爐底有一定間距，允許熔化區(qū)內(nèi)熔化的熔體流向沉降區(qū)；其中，沉降區(qū)爐底低于熔化區(qū)爐底，熔化區(qū)爐底采用傾斜式設(shè)計(jì)，且與沉降區(qū)相鄰的一端向下傾斜并與沉降區(qū)相通；在熔化區(qū)遠(yuǎn)離沉降區(qū)一端的爐頂設(shè)有進(jìn)料口；在熔化區(qū)內(nèi)相對(duì)的兩側(cè)墻上設(shè)有燃燒器；在沉降區(qū)設(shè)有貫穿爐頂?shù)氖姌O，在沉降區(qū)的底部分別設(shè)有供熔渣排出的出口以及供熱態(tài)金屬排出的出口。

所述隔墻下端與熔化區(qū)耐火爐底的間距為500～800mm。由此，在確保入爐物料熔煉和流動(dòng)性要求的同時(shí)，還可將熔化區(qū)和沉降區(qū)分隔開來，以實(shí)現(xiàn)不同區(qū)域熔煉條件和氣氛的精確控制。如果間距過小，會(huì)阻礙熔體流入沉降區(qū)；如果間距過大，無法將熔化區(qū)與沉降區(qū)的氣氛隔離。

在所述的沉降區(qū)相對(duì)的兩側(cè)呈對(duì)稱布置兩個(gè)熔化區(qū)。

所述熔化區(qū)分為熔化一區(qū)和熔化二區(qū)，熔化一區(qū)位于爐底較高的一端，熔化二區(qū)與沉降區(qū)相鄰；進(jìn)一步優(yōu)選的，所述熔化一區(qū)爐底傾斜角度在1～3°之間，保證快速熔化后的物料可以流向熔化二區(qū)；熔化二區(qū)爐底傾斜角度在3～5°之間，保證熔化分離后的物料可以流向沉降區(qū)；

所述的熔化一區(qū)和熔化二區(qū)的爐底長度比為1：3～10。

所述熔化一區(qū)采用重油與高溫助燃空氣混合燃燒加熱，熔化二區(qū)采用燃?xì)馀c高溫助燃空氣混合燃燒加熱，沉降區(qū)采用石墨電極加熱熔化分離金屬與渣，優(yōu)選地，所述燃?xì)鉃榈蜔嶂等細(xì)狻?/p>

所述的蓄熱式燃燒器包括燒嘴、蓄熱室、鼓風(fēng)機(jī)、煙氣管道、燃?xì)夤艿馈煔馀c空氣共用管道、四通換向閥和引風(fēng)機(jī)；多個(gè)燒嘴分別相對(duì)設(shè)在所述的熔化區(qū)相對(duì)兩側(cè)的墻上，在燒嘴上設(shè)有燃?xì)夤艿溃瑹炫c蓄熱室的頂端連接。

沉降區(qū)內(nèi)由不斷從熔化區(qū)進(jìn)入的熔體形成液態(tài)的熔池，在沉降區(qū)爐頂貫穿有石墨電極，石墨電極插入到熔池中，利用電弧加熱保溫熔池，保證熔渣與熱態(tài)金屬的最終分離。分離后的熔渣由熔渣出口排出，熱態(tài)金屬由熱態(tài)金屬出口排出。所述熔渣出口位于沉降區(qū)的中上部，所述熱態(tài)金屬出口位于沉降區(qū)的下部，且兩個(gè)出口均位于熔化區(qū)爐底最低端之下。

所述的爐體的側(cè)墻、爐頂以及爐基礎(chǔ)均采用耐火材料以及耐火磚砌成，其中在側(cè)墻與爐頂內(nèi)置冷卻銅水套。

本發(fā)明所述的加熱熔煉爐系統(tǒng)與現(xiàn)有的熔煉系統(tǒng)相比，最主要的區(qū)別為以下幾方面：

(1)整個(gè)加熱熔煉爐系統(tǒng)分為熔化區(qū)與沉降區(qū)兩個(gè)部分，沉降區(qū)爐底要低于熔化區(qū)爐底，熔化區(qū)下方與沉降區(qū)相通。

(2)熔化區(qū)分為熔化一區(qū)和熔化二區(qū)，在熔化區(qū)內(nèi)相對(duì)的兩端側(cè)墻上設(shè)有蓄熱式燃燒器，熔化一區(qū)利用重油與高溫助燃空氣混合燃燒加熱固態(tài)物料，使固態(tài)物料快速熔化；熔化二區(qū)利用燃?xì)馀c高溫助燃空氣混合燃燒加熱熔化物料，使得物料快速熔化分離。熔化區(qū)內(nèi)爐底采用傾斜式設(shè)計(jì)，熔化一區(qū)爐底靠近熔化二區(qū)一側(cè)低，被加熱后快速熔化的物料流向熔化二區(qū)；熔化二區(qū)爐底靠近沉降區(qū)一側(cè)低，被熔化分離的物料流向沉降區(qū)。

(3)沉降區(qū)在爐頂上貫穿有石墨電極，石墨電極插入熔池中利用電弧加熱保溫，最終在沉降區(qū)完成熱態(tài)金屬與熔渣的分離。熔渣與熱態(tài)金屬分別通過熔渣出口以及熱態(tài)金屬出口排出。

(4)整個(gè)熔煉爐側(cè)墻、爐頂以及爐基礎(chǔ)采用耐火材料以及耐火磚砌成，其中在熔煉爐側(cè)墻與爐頂耐火材料內(nèi)部設(shè)有冷卻銅水套，保護(hù)耐火材料。

綜上所述，本發(fā)明提供了一種處理紅土鎳礦的系統(tǒng)包括：物料烘干系統(tǒng)、破碎系統(tǒng)、混料系統(tǒng)、成型系統(tǒng)、球團(tuán)烘干系統(tǒng)、焙燒系統(tǒng)以及加熱熔煉爐系統(tǒng)；所述的加熱熔煉爐系統(tǒng)結(jié)合了燃?xì)饧訜崛蹮挔t與電弧加熱熔煉爐的優(yōu)點(diǎn)，避免了這兩種熔煉爐的缺點(diǎn)；加熱熔煉爐系統(tǒng)分為互相連通的熔化區(qū)與沉降區(qū)，熔化區(qū)爐底采用傾斜設(shè)計(jì)，且高于沉降區(qū)爐底，熔化區(qū)分為熔化一區(qū)和熔化二區(qū)，且二區(qū)爐底長度比為1：3～10，熔化一區(qū)的爐底角度為1～3°、熔化二區(qū)的爐底角度為3～5°，熔化區(qū)在沉降區(qū)兩側(cè)呈對(duì)稱布置。在熔化區(qū)采用較薄料層，保證燃?xì)馊紵齻鳠嵝剩诔两祬^(qū)采高熔池操作，提高了熔煉爐單體產(chǎn)量。在熔化一區(qū)采用重油作為燃料，通過蓄熱式燒嘴利用重油燃燒產(chǎn)生的高溫快速加熱熔化區(qū)內(nèi)物料，得到可流動(dòng)熔體；在熔化二區(qū)采用燃?xì)庾鳛槿剂希ㄟ^蓄熱式燒嘴利用燃?xì)馊紵a(chǎn)生的高溫加熱，使得物料熔化分離后流入沉降區(qū)；在沉降區(qū)采用電弧加熱輔助保溫，極大降低生產(chǎn)成本。

本發(fā)明進(jìn)一步提供了一種應(yīng)用所述系統(tǒng)處理紅土鎳礦的方法，包括：

(1)將紅土鎳礦、還原劑和添加劑在物料烘干系統(tǒng)中烘干；

(2)將烘干后的紅土鎳礦、還原煤和添加劑在破碎系統(tǒng)中破碎；

(3)將破碎后的物料在混料系統(tǒng)中混合均勻；

(4)混合均勻的物料在成型系統(tǒng)中制成含水球團(tuán)；

(5)將含水球團(tuán)在球團(tuán)烘干系統(tǒng)中烘干；

(6)烘干后的球團(tuán)在焙燒系統(tǒng)中進(jìn)行還原焙燒得到金屬化球團(tuán)；

(7)將金屬化球團(tuán)以及根據(jù)需要加入的添加劑一起投入到加熱熔煉爐系統(tǒng)，物料通過進(jìn)料口投入到熔化一區(qū)，設(shè)置在熔化一區(qū)內(nèi)相對(duì)兩側(cè)的蓄熱式燃燒器以重油為燃料交替噴吹火焰加熱熔化球團(tuán)，使物料迅速軟化并形成可流動(dòng)熔體流向熔化二區(qū)；設(shè)置在熔化二區(qū)兩側(cè)的蓄熱式燃燒器交替噴吹燃?xì)馊紵a(chǎn)生的火焰加熱流動(dòng)熔體，使物料開始熔化分離；

(8)熔化分離的熔體通過隔墻與爐底的間隔流入沉降區(qū)形成熔池，利用插入熔池的石墨電弧對(duì)熔體進(jìn)行加熱保溫，使鎳鐵和熔渣分離，分離后的鎳鐵和熔渣分別通過設(shè)置在沉降區(qū)的底部供熱態(tài)金屬排出的出口以及設(shè)置在沉降區(qū)的中上部供熔渣排放的出口排出。

(9)當(dāng)鎳鐵均排出爐外后，再次通過進(jìn)料口加入焙燒物料及添加劑。

步驟(6)中所得到的金屬化球團(tuán)的鐵金屬化率在60％以上，若金屬化率過低，則說明球團(tuán)還原程度較差，影響熔化分離效果。

步驟(7)中通過控制蓄熱式燃燒器的氣體使熔化區(qū)內(nèi)的氣氛保持弱氧化性氣氛；優(yōu)選的，所述的弱氧化性氣氛是氧氣含量為8～15％；根據(jù)熱力學(xué)性質(zhì)，金屬鐵優(yōu)先于金屬鎳發(fā)生氧化反應(yīng)，故一部分金屬鐵在熔化區(qū)發(fā)生氧化反應(yīng)，生成氧化鐵；而鎳僅有少量被氧化。氧化物在熔化分離過程中會(huì)進(jìn)入渣相，從而大幅降低了鐵相中的金屬鐵含量，提高了鎳品位，有利于獲得高品位的鎳鐵合金。

設(shè)置在熔化一區(qū)內(nèi)相對(duì)兩側(cè)的蓄熱式燃燒器以重油為燃料交替噴吹火焰使熔化一區(qū)溫度控制1200～1400℃；在該溫度下，金屬化球團(tuán)可以迅速軟化；設(shè)置在熔化二區(qū)兩側(cè)的蓄熱式燃燒器交替噴吹燃?xì)馊紵谷刍^(qū)溫度控制為1300～1700℃，在該溫度下流動(dòng)熔體發(fā)生熔化分離。

步驟(8)中分離后的鎳鐵沉降至底部，通過供熱態(tài)金屬排出的出口第一次排出，獲得高品位鎳鐵；熔渣繼續(xù)在熔池中加熱，二次生成低品位鎳鐵，再通過供熱態(tài)金屬排出的出口第二次排出。

步驟(8)中利用插入熔池的石墨電極進(jìn)行加熱保溫使沉降區(qū)溫度保持在1500～1800℃；若溫度過低，熔渣和鎳鐵的分離效果變差；若溫度過高，能耗增大，且降低爐體壽命。

進(jìn)一步地，熔體到達(dá)沉降區(qū)后保溫時(shí)間為15～30min；以保證鎳鐵和熔渣可以良好分離。若時(shí)間過短，分離效果較差；若時(shí)間過長，熔渣中的金屬氧化物將大量發(fā)生還原反應(yīng)，生成的金屬鐵將進(jìn)入鎳鐵，降低了鎳品位，不利于獲得高品位鎳鐵。

高品位鎳鐵排出后，熔渣在沉降區(qū)的保溫時(shí)間為40～80min；在這段時(shí)間內(nèi)，熔渣中的金屬氧化物(氧化鐵和少量氧化鎳)與石墨電極反應(yīng)，生成金屬并與熔渣分離，由于熔渣中金屬氧化物大部分為氧化鐵，故二次生成的金屬為低品位鎳鐵。若時(shí)間過短，不能保證還原及分離效果；若時(shí)間過長，石墨電極的損耗過大。

本發(fā)明技術(shù)方案的主要有益效果：

(1)本發(fā)明提供了一種處理紅土鎳礦的系統(tǒng)及其在處理紅土鎳礦中的應(yīng)用，所述系統(tǒng)包括：物料烘干系統(tǒng)、破碎系統(tǒng)、混料系統(tǒng)、成型系統(tǒng)、球團(tuán)烘干系統(tǒng)、焙燒系統(tǒng)以及加熱熔煉爐系統(tǒng)；采用本發(fā)明的系統(tǒng)及方法處理紅土鎳礦，可以獲得高品位鎳鐵和低品位鎳鐵兩種產(chǎn)品，具有熔煉成本低、環(huán)境友好、產(chǎn)品質(zhì)量高、回收率高等優(yōu)點(diǎn)。

(2)本發(fā)明所述的加熱熔煉爐系統(tǒng)采用爐體分區(qū)設(shè)置，分別設(shè)有互相連通但是有隔墻的兩個(gè)熔化區(qū)與一個(gè)沉降區(qū)。在熔化區(qū)熔化物料，在沉降區(qū)保溫熔池完成熱態(tài)金屬與熔渣的分離。首先由于固態(tài)物料的熔化通常需要消耗熔化總能量的80％以上，所以在熔化區(qū)采用蓄熱式燃燒器燃燒燃?xì)馓峁崃浚瑯O大的降低了熔煉成本，避免采用昂貴電力能源(電弧)作為主要加熱源。而該區(qū)采用分區(qū)設(shè)計(jì)，且爐底采用傾斜式，利用重油燃燒的高密度熱量和燃?xì)馊紵母邷兀沟梦锪显谌刍粎^(qū)快速熔化，快速熔化的物料經(jīng)熔化二區(qū)熔化分離后，流動(dòng)到沉降區(qū)中，料層保持較小的高度(<500mm)，避免燃?xì)馊紵訜釤醾鲗?dǎo)差的缺陷。其次在沉降區(qū)由于所需熱量較少，采用電弧加熱，保證了較高的熔池高度，提高了熔煉爐單體產(chǎn)量，避免了燃?xì)馊紵訜崛鄢馗叨入y以提高的缺陷。

(3)本發(fā)明所述的加熱熔煉爐系統(tǒng)采用蓄熱式燃燒技術(shù)，首先采用溫度在1000℃以上的高溫空氣助燃，大大的降低了燃?xì)庥昧俊煔馀欧帕看蟠蠼档汀⑻岣吡巳蹮挔t內(nèi)溫度(>1500℃)、排煙溫度降低到250℃以下、熱效率高。采用低熱值(<3000Kcal/m³)的煤氣、煤制氣，尤其可以利用價(jià)格低廉、工業(yè)上無利用價(jià)值的褐煤長焰煤等煤炭資源作為煤制氣原料，其成本是電價(jià)格的50％甚至更低。

(4)本發(fā)明所述的加熱熔煉爐系統(tǒng)避免在熔化區(qū)內(nèi)采用焦炭等燃料燃燒加熱，從而不會(huì)對(duì)最終產(chǎn)品造成有害雜質(zhì)元素的污染。大大降低了后續(xù)精煉成本，提高產(chǎn)品的附加值。

綜上所述，本發(fā)明的加熱熔煉系統(tǒng)與其它熔煉爐相比，其結(jié)合了燃?xì)馊紵訜崤c電弧加熱的優(yōu)勢，避免了二者的缺陷，熔煉成本降低，熔煉效率提高，產(chǎn)品質(zhì)量好，環(huán)境友好，有很高的實(shí)用價(jià)值。

附圖說明

圖1本發(fā)明處理紅土鎳礦的工藝流程。

圖2本發(fā)明處理紅土鎳礦的系統(tǒng)的示意圖。

圖3本發(fā)明提供的加熱熔煉爐示意圖；

圖4本發(fā)明加熱熔煉爐中所包含的蓄熱式燃燒器的示意圖；

圖5換向后蓄熱式燃燒器工作狀態(tài)示意圖。

附圖標(biāo)記說明：1-爐基礎(chǔ)，2a、2b-耐火材料爐底，3-爐體側(cè)墻，4-隔墻，5-爐頂，6-進(jìn)料口，7-熔渣出口，8-熱態(tài)金屬出口，9-燃燒器燒嘴、10-蓄熱室，10a、10b-蓄熱體，11-鼓風(fēng)機(jī)，12-煙氣管道，13a、13b-燃?xì)夤艿溃?4-石墨電極，15-熔化區(qū)、15a-熔化一區(qū)、15b-熔化二區(qū)，16-沉降區(qū)，17-固態(tài)物料，18-熔池，19a、19b-煙氣與空氣共用管道，20-四通換向閥，21-煙氣處理裝置，22-引風(fēng)機(jī)。

具體實(shí)施方式

參考圖1-圖2所示，本發(fā)明提供了一種處理紅土鎳礦的系統(tǒng)，包括：物料烘干系統(tǒng)S100、破碎系統(tǒng)S200、混料系統(tǒng)S300、成型系統(tǒng)S400、球團(tuán)烘干系統(tǒng)S500、焙燒系統(tǒng)S600以及加熱熔煉爐系統(tǒng)S700；其中，所述物料烘干系統(tǒng)S100的出料口和所述破碎系統(tǒng)S200的入料口相通，所述破碎系統(tǒng)S200的出料口和所述混料系統(tǒng)S300的入料口相通，所述混料系統(tǒng)S300的出料口和所述成型系統(tǒng)S400的入料口相通，所述成型系統(tǒng)S400的出料口和所述球團(tuán)烘干系統(tǒng)S500的入料口相通，所述球團(tuán)烘干系統(tǒng)S500的出料口和所述焙燒系統(tǒng)S600的入料口相通，所述焙燒系統(tǒng)S600的出料口和所述加熱熔煉爐系統(tǒng)S700的入料口相通。

參考圖3所示，所述加熱熔煉爐系統(tǒng)S700，包括爐基礎(chǔ)1，耐火材料爐底2a、2b，內(nèi)置冷卻銅水套的由耐火磚和耐火材料砌成的爐體側(cè)墻3，位于熔化區(qū)15與沉降區(qū)16之間的隔墻4，位于爐膛上方的爐頂5，設(shè)于熔化區(qū)15爐頂5上方的進(jìn)料口6，位于沉降區(qū)16下方的熔渣出口7與熱態(tài)金屬出口8，位于熔化區(qū)15相對(duì)兩側(cè)墻上的蓄熱式燃燒器燒嘴9、蓄熱室10內(nèi)部的蓄熱體10a、10b，引風(fēng)機(jī)11，煙氣管道12，燃?xì)夤艿?3a、13b，置于沉降區(qū)16爐頂5的石墨電極14；熔煉爐分為熔化區(qū)15、沉降區(qū)16，其中，熔化區(qū)分為熔化一區(qū)15a、熔化二區(qū)15b，且熔化一區(qū)15a與耐火材料爐底2a對(duì)應(yīng)，熔化二區(qū)15b與耐火材料爐底2b對(duì)應(yīng)，熔化區(qū)15在沉降區(qū)兩側(cè)呈對(duì)稱布置，熔化區(qū)15爐底要高于沉降區(qū)16爐底。固態(tài)物料17由進(jìn)料口6投入到熔化一區(qū)15a中，通過兩側(cè)的蓄熱式燃燒器交替噴吹火焰，利用重油燃燒形成的高密度能量加物料，物料快速軟化并形成可流動(dòng)熔體，流向熔化二區(qū)15b；流動(dòng)熔體通過熔化二區(qū)15b兩側(cè)的蓄熱式燃燒器交替噴吹火焰，利用燃?xì)馊紵纬傻母邷貍鲗?dǎo)加熱流動(dòng)的熔體，物料開始熔化分離，并流向沉降區(qū)16。熔化區(qū)15爐底采用傾斜式爐底，其中熔化一區(qū)15a和熔化二區(qū)15b爐底長度比為1：3～10，熔化一區(qū)15a爐底傾斜角度在1～3°之間，保證快速熔化后的物料可以流向熔化二區(qū)15b；熔化二區(qū)15b爐底傾斜角度在3～5°之間，保證熔化分離后的物料可以流向沉降區(qū)16。在沉降區(qū)16內(nèi)，由不斷從熔化區(qū)15進(jìn)入的熔體形成液態(tài)的熔池18，在沉降區(qū)16爐頂5貫穿有石墨電極14，石墨電極14插入到熔池中18，利用電弧加熱保溫熔池18，保證熔渣與熱態(tài)金屬的最終分離。分離后的熔渣由熔渣出口7排出，熱態(tài)金屬由熱態(tài)金屬出口8排出。

蓄熱式燃燒器主要結(jié)構(gòu)如圖4-圖5所示，包括布置于熔化區(qū)15相對(duì)側(cè)墻上燒嘴9、蓄熱室10，蓄熱室內(nèi)的蓄熱體10a、10b，燃?xì)夤艿?3a、13b，煙氣與空氣共用管道19a、19b，四通換向閥20，煙氣管道12，煙氣處理裝置21，鼓風(fēng)機(jī)11，引風(fēng)機(jī)22。蓄熱燃燒的工作原理是，在熔化區(qū)15內(nèi)主要依靠蓄熱式燃燒技術(shù)為熔化提供熱量。以熔化二區(qū)15b為例，其主要依靠低成本的燃?xì)膺M(jìn)行燃燒，在燃?xì)庀牧肯鄬?duì)較少的狀態(tài)下爐內(nèi)溫度即可以高達(dá)1500℃以上。

蓄熱式燃燒器工作原理為，當(dāng)右側(cè)燒嘴燃燒時(shí)，如圖4所示，途中箭頭表示氣流走向。冷態(tài)空氣經(jīng)由鼓風(fēng)機(jī)11進(jìn)入四通換向閥20后通過煙氣與空氣共用管道19a進(jìn)入設(shè)有蓄熱體10a的蓄熱室，此時(shí)蓄熱體10a處于高溫狀態(tài)，溫度可達(dá)1000℃以上，主要材料可以是蜂窩體以及陶瓷球等換熱效率高的耐火材料。冷態(tài)空氣經(jīng)過蓄熱體10a時(shí)與其進(jìn)行換熱，冷態(tài)空氣被加熱成溫度高達(dá)1000℃的高溫空氣，而蓄熱體10a溫度則逐漸降低。此時(shí)燃?xì)夤艿?3a處于打開狀態(tài)，13b處于關(guān)閉狀態(tài)。由燃?xì)夤艿?3a進(jìn)入的燃?xì)馀c高溫空氣預(yù)混合后通過燒嘴噴入到熔化區(qū)15中進(jìn)行燃燒，燃燒溫度可以達(dá)到1500℃以上。由于引風(fēng)機(jī)22的作用，熔化區(qū)內(nèi)爐膛中的高溫?zé)煔獗灰鬟M(jìn)入設(shè)有蓄熱體10b的蓄熱室中，此時(shí)蓄熱體10b處于溫度較低狀態(tài)，溫度在500℃以下，其材質(zhì)與前所述及的蓄熱體10a相同。從熔化區(qū)爐膛內(nèi)進(jìn)入的高溫?zé)煔馔ㄟ^低溫的蓄熱體10b，進(jìn)行高溫?zé)煔馀c蓄熱體的換熱，蓄熱體10b被逐漸加熱到1000℃以上，而高溫?zé)煔獗焕鋮s到250℃以下，通過煙氣與空氣共用管道19b和四通換向閥20后進(jìn)入煙氣管道12，經(jīng)煙氣處理裝置21后排入大氣。經(jīng)過一定時(shí)間后，首先燃?xì)夤艿?3a關(guān)閉，之后四通換向閥20換向，工作原理如圖5所示，由鼓風(fēng)機(jī)11鼓入的冷態(tài)空氣通過四通換向閥20后進(jìn)入煙氣與空氣共用管道19b，之后進(jìn)入到設(shè)有蓄熱體10b的蓄熱室中，由于四通換向閥20換向前蓄熱體10b已經(jīng)被加熱到1000℃以上，冷態(tài)空氣穿過蓄熱體10b后與其發(fā)生換熱，冷態(tài)空氣被加熱到1000℃左右成為高溫空氣，而蓄熱體10b則逐漸冷卻。此時(shí)燃?xì)夤艿?3b打開，燃?xì)馀c高溫空氣混合后開始燃燒，燃燒火焰溫度可以高達(dá)1500℃以上。由于引風(fēng)機(jī)22的作用，熔化區(qū)爐膛內(nèi)的高溫?zé)煔膺M(jìn)入到設(shè)有蓄熱體10a的蓄熱室內(nèi)，前面所述溫度降低的蓄熱體10a與高溫?zé)煔膺M(jìn)行換熱，蓄熱體被逐漸加熱到1000℃以上，而高溫?zé)煔鈩t被逐漸冷卻到250℃以下，通過四通換向閥20后經(jīng)由煙氣管道12后，在煙氣處理裝置21被凈化后排放。如上所述，左右兩個(gè)蓄熱室10燃燒器交替工作，四通換向閥20、燃?xì)夤艿?3等均采用自動(dòng)化控制，蓄熱室燃燒器在熔化區(qū)15側(cè)墻上的布置也采用傾斜布置，坡度與熔化區(qū)15爐底保持一致，保證燒嘴與物料保持最佳距離，提高熱傳導(dǎo)效率。

具體實(shí)施方式一

一種處理紅土鎳礦的系統(tǒng)，將紅土鎳礦、還原劑、添加劑在物料烘干系統(tǒng)S100中烘干后在破碎系統(tǒng)S200中破碎，按照一定比例在混料系統(tǒng)S300混合均勻在成型系統(tǒng)S400中制成球團(tuán)，將球團(tuán)在球團(tuán)烘干系統(tǒng)S500烘干后進(jìn)入到焙燒系統(tǒng)S600進(jìn)行還原焙燒得到金屬化球團(tuán)，將金屬化球團(tuán)及根據(jù)需要加入的添加劑通過進(jìn)料口6加入加熱熔煉爐系統(tǒng)S700中，加熱熔煉爐系統(tǒng)S700結(jié)構(gòu)如圖3所示：

包括爐基礎(chǔ)1，耐火材料爐底2a、2b，內(nèi)置冷卻銅水套的由耐火磚和耐火材料砌成的爐體側(cè)墻3，位于熔化區(qū)15與沉降區(qū)16之間的隔墻4，位于爐膛上方的爐頂5，設(shè)于熔化區(qū)15爐頂5上方的進(jìn)料口6，位于沉降區(qū)16下方的熔渣出口7與熱態(tài)金屬出口8，位于熔化區(qū)15相對(duì)兩側(cè)墻上的4組蓄熱式燃燒器燒嘴9、蓄熱室10內(nèi)部的蓄熱體10a、10b，鼓風(fēng)機(jī)11，煙氣管道12，燃?xì)夤艿?3a、13b，置于沉降區(qū)爐頂?shù)氖姌O14。

熔煉爐分為熔化區(qū)15、沉降區(qū)16，熔化區(qū)15還分為熔化一區(qū)15a和熔化二區(qū)15b，熔化一區(qū)15a與耐火材料爐底2a對(duì)應(yīng)，熔化二區(qū)15b與耐火材料爐底2b對(duì)應(yīng)，且二區(qū)爐底長度比為1：3，熔化一區(qū)15a的爐底角度為1°、熔化二區(qū)15b的爐底角度為3°，隔墻4與耐火爐底2的距離為500mm，熔化區(qū)15在沉降區(qū)兩側(cè)呈對(duì)稱布置，熔化區(qū)15爐底高于沉降區(qū)16爐底。

固態(tài)物料17由進(jìn)料口6投入到熔化區(qū)一區(qū)15a中，通過蓄熱式燒嘴利用重油燃燒產(chǎn)生的高溫快速加熱熔化區(qū)內(nèi)物料，得到可流動(dòng)熔體，流入熔化二區(qū)15b；可流動(dòng)熔體在熔化二區(qū)15b中，通過蓄熱式燒嘴利用燃?xì)馊紵a(chǎn)生的高溫加熱，熔化分離后流入沉降區(qū)16。

在沉降區(qū)16內(nèi)，由不斷從熔化區(qū)15進(jìn)入的熔體形成液態(tài)的熔池18，在沉降區(qū)16爐頂5貫穿有石墨電極14，石墨電極14插入到熔池18中，利用電弧加熱保溫熔池，保證熔渣與熱態(tài)金屬的分離，分離得到的高品位鎳鐵通過金屬出口8排出；隨后熔渣繼續(xù)在熔池中加熱，熔渣中的金屬氧化物與石墨電極反應(yīng)生成低品位鎳鐵金屬，通過金屬出口8排出，最終熔渣通過熔渣出口7排出。具體實(shí)施方式二

一種處理紅土鎳礦的系統(tǒng)，將紅土鎳礦、還原劑、添加劑在物料烘干系統(tǒng)S100中烘干后在破碎系統(tǒng)S200中破碎，按照一定比例在混料系統(tǒng)S300混合均勻在成型系統(tǒng)S400中制成球團(tuán)，將球團(tuán)在球團(tuán)烘干系統(tǒng)S500烘干后進(jìn)入到焙燒系統(tǒng)S600進(jìn)行還原焙燒得到金屬化球團(tuán)，將金屬化球團(tuán)及根據(jù)需要加入的添加劑通過進(jìn)料口6加入到加熱熔煉爐系統(tǒng)S700中，加熱熔煉爐系統(tǒng)S700結(jié)構(gòu)如圖3所示：

包括爐基礎(chǔ)1，耐火材料爐底2a、2b，內(nèi)置冷卻銅水套的由耐火磚和耐火材料砌成的爐體側(cè)墻3，位于熔化區(qū)與沉降區(qū)之間的隔墻4，位于爐膛上方的爐頂5，設(shè)于熔化區(qū)15爐頂5上方的進(jìn)料口6，位于沉降區(qū)16下方的熔渣出口7與熱態(tài)金屬出口8，位于熔化區(qū)15相對(duì)兩側(cè)墻上的3組蓄熱式燃燒器燒嘴9、蓄熱室10內(nèi)部的蓄熱體10a、10b，鼓風(fēng)機(jī)11，煙氣管道12，燃?xì)夤艿?3a、13b，置于沉降區(qū)16爐頂5的石墨電極14。

熔煉爐分為熔化區(qū)15、沉降區(qū)16，熔化區(qū)15還分為熔化一區(qū)15a和熔化二區(qū)15b，熔化一區(qū)15a與耐火材料爐底2a對(duì)應(yīng)，熔化二區(qū)15b與耐火材料爐底2b對(duì)應(yīng)，且二區(qū)爐底長度比為1：6，熔化一區(qū)15a的爐底角度為2°、熔化二區(qū)15b的爐底角度為4°，隔墻4與耐火爐底2的距離為650mm，熔化區(qū)15在沉降區(qū)16兩側(cè)呈對(duì)稱布置，熔化區(qū)15爐底高于沉降區(qū)16爐底。

固態(tài)物料17由進(jìn)料口6投入到熔化區(qū)一區(qū)15a中，通過蓄熱式燒嘴利用重油燃燒產(chǎn)生的高溫快速加熱熔化區(qū)15內(nèi)物料，得到可流動(dòng)熔體，流入熔化二區(qū)15b；可流動(dòng)熔體在熔化二區(qū)15b中，通過蓄熱式燒嘴利用燃?xì)馊紵a(chǎn)生的高溫加熱，熔化分離后流入沉降區(qū)16。

在沉降區(qū)16內(nèi)，由不斷從熔化區(qū)15進(jìn)入的熔體形成液態(tài)的熔池18，在沉降區(qū)16爐頂貫穿有石墨電極14，石墨電極14插入到熔池18中，利用電弧加熱保溫熔池18，保證熔渣與熱態(tài)金屬的最終分離，分離得到的高品位鎳鐵通過金屬出口8排出；隨后熔渣繼續(xù)在熔池中加熱，熔渣中的金屬氧化物與石墨電極反應(yīng)生成低品位鎳鐵金屬，通過金屬出口8排出，最終熔渣通過熔渣出口7排出。

具體實(shí)施方式三

一種處理紅土鎳礦的系統(tǒng)，將紅土鎳礦、還原劑、添加劑在物料烘干系統(tǒng)S100中烘干后在破碎系統(tǒng)S200中破碎，按照一定比例在混料系統(tǒng)S300混合均勻在成型系統(tǒng)S400中制成球團(tuán)，將球團(tuán)在球團(tuán)烘干系統(tǒng)S500烘干后進(jìn)入到焙燒系統(tǒng)S600進(jìn)行還原焙燒得到金屬化球團(tuán)，將金屬化球團(tuán)及根據(jù)需要加入的添加劑通過進(jìn)料口6加入到加熱熔煉爐系統(tǒng)S700中，加熱熔煉爐系統(tǒng)S700結(jié)構(gòu)如圖3所示：

包括爐基礎(chǔ)1，耐火材料爐底2a、2b，內(nèi)置冷卻銅水套的由耐火磚和耐火材料砌成的爐體側(cè)墻3，位于熔化區(qū)15與沉降區(qū)16之間的隔墻4，位于爐膛上方的爐頂5，設(shè)于熔化區(qū)15爐頂5上方的進(jìn)料口6，位于沉降區(qū)16下方的熔渣出口7與熱態(tài)金屬出口8，位于熔化區(qū)15相對(duì)兩側(cè)墻上的10組蓄熱式燃燒器燒嘴9、蓄熱室10內(nèi)部的蓄熱體10a、10b，鼓風(fēng)機(jī)11，煙氣管道12，燃?xì)夤艿?3a、13b，置于沉降區(qū)爐頂?shù)氖姌O14。

熔煉爐分為熔化區(qū)15、沉降區(qū)16，熔化區(qū)15還分為熔化一區(qū)15a和熔化二區(qū)15b，熔化一區(qū)15a與耐火材料爐底2a對(duì)應(yīng)，熔化二區(qū)15b與耐火材料爐底2b對(duì)應(yīng)，且二區(qū)爐底長度比為1：10，熔化一區(qū)15a的爐底角度為3°、熔化二區(qū)15b的爐底角度為3°，隔墻4與耐火爐底2的距離為800mm，熔化區(qū)15在沉降區(qū)16兩側(cè)呈對(duì)稱布置，熔化區(qū)15爐底高于沉降區(qū)16爐底。

固態(tài)物料17由進(jìn)料口6投入到熔化區(qū)一區(qū)15a中，通過蓄熱式燒嘴利用重油燃燒產(chǎn)生的高溫快速加熱熔化區(qū)內(nèi)物料，得到可流動(dòng)熔體，流入熔化二區(qū)15b；可流動(dòng)熔體在熔化二區(qū)15b中，通過蓄熱式燒嘴利用燃?xì)馊紵a(chǎn)生的高溫加熱，熔化分離后流入沉降區(qū)16。

在沉降區(qū)16內(nèi)，由不斷從熔化區(qū)15進(jìn)入的熔體形成液態(tài)的熔池18，在沉降區(qū)16爐頂貫穿有石墨電極14，石墨電極14插入到熔池18中，利用電弧加熱保溫熔池，保證熔渣與熱態(tài)金屬的最終分離，分離得到的高品位鎳鐵通過金屬出口8排出；隨后熔渣繼續(xù)在熔池中加熱，熔渣中的金屬氧化物與石墨電極反應(yīng)生成低品位鎳鐵金屬，通過金屬出口8排出，最終熔渣通過熔渣出口7排出。

具體實(shí)施方式四

一種處理紅土鎳礦的系統(tǒng)，將紅土鎳礦、還原劑、添加劑在物料烘干系統(tǒng)S100中烘干后在破碎系統(tǒng)S200中破碎，按照一定比例在混料系統(tǒng)S300混合均勻在成型系統(tǒng)S400中制成球團(tuán)，將球團(tuán)在球團(tuán)烘干系統(tǒng)S500烘干后進(jìn)入到焙燒系統(tǒng)S600進(jìn)行還原焙燒得到金屬化球團(tuán)，將金屬化球團(tuán)及根據(jù)需要加入的添加劑通過進(jìn)料口6加入到加熱熔煉爐系統(tǒng)S700中，加熱熔煉爐系統(tǒng)S700結(jié)構(gòu)如圖3所示：

包括爐基礎(chǔ)1，耐火材料爐底2a、2b，內(nèi)置冷卻銅水套的由耐火磚和耐火材料砌成的爐體側(cè)墻3，位于熔化區(qū)15與沉降區(qū)16之間的隔墻4，位于爐膛上方的爐頂5，設(shè)于熔化區(qū)爐頂上方的進(jìn)料口6，位于沉降區(qū)16下方的熔渣出口7與熱態(tài)金屬出口8，位于熔化區(qū)15相對(duì)兩側(cè)墻上的5組蓄熱式燃燒器燒嘴9、蓄熱室10內(nèi)部的蓄熱體10a、10b，鼓風(fēng)機(jī)11，煙氣管道12，燃?xì)夤艿?3a、13b，置于沉降區(qū)爐頂?shù)氖姌O14。

熔煉爐分為熔化區(qū)15、沉降區(qū)16，熔化區(qū)15還分為熔化一區(qū)15a和熔化二區(qū)15b，熔化一區(qū)15a與耐火材料爐底2a對(duì)應(yīng)，熔化二區(qū)15b與耐火材料爐底2b對(duì)應(yīng)，且二區(qū)爐底長度比為1：8，熔化一區(qū)15a的爐底角度為1°、熔化二區(qū)15b的爐底角度為3°，隔墻4與耐火爐底2的距離為500mm，熔化區(qū)15在沉降區(qū)16兩側(cè)呈對(duì)稱布置，熔化區(qū)15爐底高于沉降區(qū)16爐底。

固態(tài)物料17由進(jìn)料口6投入到熔化區(qū)一區(qū)15a中，通過蓄熱式燒嘴利用重油燃燒產(chǎn)生的高溫快速加熱熔化區(qū)內(nèi)物料，得到可流動(dòng)熔體，流入熔化二區(qū)15b；可流動(dòng)熔體在熔化二區(qū)15b中，通過蓄熱式燒嘴利用燃?xì)馊紵a(chǎn)生的高溫加熱，熔化分離后流入沉降區(qū)16。

在沉降區(qū)16內(nèi)由不斷從熔化區(qū)15進(jìn)入的熔體形成液態(tài)的熔池18，在沉降區(qū)15爐頂貫穿有石墨電極14，石墨電極14插入到熔池18中，利用電弧加熱保溫熔池，保證熔渣與熱態(tài)金屬的最終分離，分離得到的高品位鎳鐵通過金屬出口8排出；隨后熔渣繼續(xù)在熔池中加熱，熔渣中的金屬氧化物與石墨電極反應(yīng)生成低品位鎳鐵金屬，通過金屬出口8排出，最終熔渣通過熔渣出口7排出。

具體實(shí)施方式五

一種處理紅土鎳礦的系統(tǒng)，將紅土鎳礦、還原劑、添加劑在物料烘干系統(tǒng)S100中烘干后在破碎系統(tǒng)S200中破碎，按照一定比例在混料系統(tǒng)S300混合均勻在成型系統(tǒng)S400中制成球團(tuán)，將球團(tuán)在球團(tuán)烘干系統(tǒng)S500烘干后進(jìn)入到焙燒系統(tǒng)S600進(jìn)行還原焙燒得到金屬化球團(tuán)，將金屬化球團(tuán)及根據(jù)需要加入的添加劑通過進(jìn)料口6加入到加熱熔煉爐系統(tǒng)S700中，加熱熔煉爐系統(tǒng)S700結(jié)構(gòu)如圖3所示：

包括爐基礎(chǔ)1，耐火材料爐底2a、2b，內(nèi)置冷卻銅水套的由耐火磚和耐火材料砌成的爐體側(cè)墻3，位于熔化區(qū)15與沉降區(qū)16之間的隔墻4，位于爐膛上方的爐頂5，設(shè)于熔化區(qū)爐頂上方的進(jìn)料口6，位于沉降區(qū)16下方的熔渣出口7與熱態(tài)金屬出口8，位于熔化區(qū)15相對(duì)兩側(cè)墻上的7組蓄熱式燃燒器燒嘴9、蓄熱室10內(nèi)部的蓄熱體10a、10b，鼓風(fēng)機(jī)11，煙氣管道12，燃?xì)夤艿?3a、13b，置于沉降區(qū)爐頂?shù)氖姌O14。

熔煉爐分為熔化區(qū)15、沉降區(qū)16，熔化區(qū)15還分為熔化一區(qū)15a和熔化二區(qū)15b，熔化一區(qū)15a與耐火材料爐底2a對(duì)應(yīng)，熔化二區(qū)15b與耐火材料爐底2b對(duì)應(yīng)，且二區(qū)爐底長度比為1：4，熔化一區(qū)15a的爐底角度為3°、熔化二區(qū)15b的爐底角度為4°，隔墻4與耐火爐底2的距離為500mm，熔化區(qū)15在沉降區(qū)16兩側(cè)呈對(duì)稱布置，熔化區(qū)15爐底高于沉降區(qū)16爐底。

固態(tài)物料17由進(jìn)料口6投入到熔化區(qū)一區(qū)15a中，通過蓄熱式燒嘴利用重油燃燒產(chǎn)生的高溫快速加熱熔化區(qū)15內(nèi)物料，得到可流動(dòng)熔體，流入熔化二區(qū)15b；可流動(dòng)熔體在熔化二區(qū)15b中，通過蓄熱式燒嘴利用燃?xì)馊紵a(chǎn)生的高溫加熱，熔化分離后流入沉降區(qū)16。

在沉降區(qū)16內(nèi)，由不斷從熔化區(qū)15進(jìn)入的熔體形成液態(tài)的熔池18，在沉降區(qū)16爐頂貫穿有石墨電極14，石墨電極14插入到熔池18中，利用電弧加熱保溫熔池，保證熔渣與熱態(tài)金屬的最終分離，分離得到的高品位鎳鐵通過金屬出口8排出；隨后熔渣繼續(xù)在熔池中加熱，熔渣中的金屬氧化物與石墨電極反應(yīng)生成低品位鎳鐵金屬，通過金屬出口8排出，最終熔渣通過熔渣出口7排出。

以下結(jié)合具體的實(shí)施例1-3對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明：

實(shí)施例1

某紅土鎳礦，鎳品位0.89％，鐵品位29.57％；某還原劑采用蘭炭，其固定碳83％；石灰石的CaO含量50％。

將紅土鎳礦、無煙煤、石灰石均烘干后破碎至2mm以下，按照紅土鎳礦：無煙煤：石灰石＝100:20:5的比例混合均勻并制成球團(tuán)。

將球團(tuán)烘干后進(jìn)行還原焙燒，焙燒溫度1250℃，焙燒時(shí)間25mi n，獲得金屬化球團(tuán)的金屬化率為80％。

將金屬化球團(tuán)通過進(jìn)料口投入加熱熔煉爐中:熔化一區(qū)溫度1200℃，熔化二區(qū)溫度1300℃，熔化區(qū)氧氣含量8％。

沉降區(qū)溫度1500℃，熔體在沉降區(qū)時(shí)間15mi n；熔渣在沉降區(qū)時(shí)間80mi n。

所獲得的產(chǎn)品：高品位鎳鐵的鎳含量17.35％，鐵含量78.57％；低品位鎳鐵的鐵含量94.41％，鎳含量2.01％。

實(shí)施例2

某紅土鎳礦，鎳品位1.51％，鐵品位19.87％；某還原劑采用無煙煤，其固定碳76％。

將紅土鎳礦、無煙煤均烘干后破碎至2mm以下，按照紅土鎳礦：無煙煤＝100:22的比例混合均勻并制成球團(tuán)。

將球團(tuán)烘干后進(jìn)行還原焙燒，焙燒溫度1280℃，焙燒時(shí)間20mi n，獲得金屬化球團(tuán)的金屬化率為82％。

將金屬化球團(tuán)及其質(zhì)量5％的生石灰通過進(jìn)料口投入加熱熔煉爐中。在熔化一區(qū)溫度1300℃，熔化二區(qū)溫度1500℃，熔化區(qū)氧氣含量12％。

沉降區(qū)溫度1800℃，熔體在沉降區(qū)時(shí)間20mi n。熔渣在沉降區(qū)時(shí)間60mi n。

所獲得的產(chǎn)品：高品位鎳鐵的鎳含量20.63％，鐵含量76.71％；低品位鎳鐵的鐵含量95.41％，鎳含量1.97％。

實(shí)施例3

某紅土鎳礦，鎳品位2.33％，鐵品位17.62％；某還原劑采用無煙煤，其固定碳86％；石灰石的CaO含量50％。

將紅土鎳礦、無煙煤、石灰石均烘干后破碎至2mm以下，按照紅土鎳礦：無煙煤：石灰石＝100:15:15的比例混合均勻并制成球團(tuán)。

將球團(tuán)烘干后進(jìn)行還原焙燒，焙燒溫度1200℃，焙燒時(shí)間35mi n，獲得金屬化球團(tuán)的金屬化率為74％。

將金屬化球團(tuán)通過進(jìn)料口投入加熱熔煉爐，在熔化一區(qū)溫度1400℃，熔化二區(qū)溫度1700℃，熔化區(qū)氧氣含量15％。

沉降區(qū)溫度1800℃，熔體在沉降區(qū)時(shí)間30mi n，熔渣在沉降區(qū)時(shí)間40mi n。

所獲得的產(chǎn)品：高品位鎳鐵的鎳含量18.35％，鐵含量78.57％；低品位鎳鐵的鐵含量94.02％，鎳含量2.57％。

以上所述只是本發(fā)明的一種實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此。也可以通過如下幾種方式來實(shí)現(xiàn)。

1.在蓄熱式燃燒器中可以采用雙蓄熱式燃燒技術(shù)，既采用高溫空氣，也采用高溫燃?xì)猓瑹崃慷紒碜杂谌蹮挔t熔化區(qū)內(nèi)高溫?zé)煔狻?/p>

2.可以在熔煉爐內(nèi)高溫?zé)煔膺M(jìn)入蓄熱體前設(shè)置高溫?zé)煔獬龎m裝置，用于保護(hù)蓄熱體，不被侵蝕或者堵塞。

3.可以采用富氧作為助燃?xì)怏w，通過蓄熱式燃燒器燃燒，可以進(jìn)一步降低燃?xì)庥昧浚⑻岣呷蹮挔t內(nèi)溫度。

4.在熔化一區(qū)采用其他高熱值燃料作為高密度能量產(chǎn)生的熱源，在兩個(gè)熔化區(qū)內(nèi)根據(jù)不同燃料、熔化物料采用不同的爐底角度。