姜海波
中冶华天工程技术有限公司 江苏南京
摘要：本文通过镍铁生产案例，对红土镍矿烧结原料处理工艺设计进行分析探讨，尤其对红土镍矿的储运、脱水处理以及整粒的设计特点提出关键实施方法。提出红土镍矿原料处理对于生产具有重要意义。
关键词：红土镍矿；处理工艺
1 前言
红土镍矿（氧化镍矿石）是生产镍铁合金的主要原料，主要是由铁、镍、硅等含水氧化物组成的疏松粘土状矿石，由于铁的氧化，矿石呈红土状。
近年来随着采用红土镍矿冶炼镍铁技术的不断进步，国内不锈钢厂镍铁的使用比例不断提高，已逐渐取代不锈钢废钢与纯镍，使镍铁成为生产不锈钢的重要原料。
2 研究背景
由于红土镍矿的特殊物理特性－表面水含量高，一般为30%~40%，不仅不能满足烧结原料使用要求，而且能耗高，增加冶炼成本。据统计，红土镍矿镍含量提高0.1%，生产成本可降低3%~4%。因此，为烧结制备合格原料，尽量降低生产成本，红土镍矿的原料处理工艺尤为重要。
目前红土镍矿有湿法生产工艺和火法生产工艺。本项目采用火法生产工艺，通过烧结、高炉冶炼含镍生铁。该不锈钢项目建设地位于印尼南苏威拉西省，当地气候高温多雨。采矿地红土镍矿原矿含游离水和结晶水在38%左右，使得冶炼困难，原料须经过烧结煅烧，再送往高炉冶炼。
本项目计划年产110万吨镍铁，烧结消耗的红土镍矿~160万吨/年。
3 原料处理系统
本项目原料处理系统包括湿红土矿晾晒、干燥脱水、筛分等工序。具体由湿红土矿原矿露天堆场、干燥原料棚、烘干回转窑、筛分系统组成。
3.1工艺流程
烧结生产要求参与配料的红土镍矿粒度<20mm，物料含水率<20%。本项目中，红土镍矿进厂来源有两种方式。~70%的红土镍矿外购，由船运至场内；~30%的红土镍矿在项目建设地地矿山开采，由矿山开采的红土镍矿原生矿含有大块且含水率高，进厂前需在矿山进行初选及初步脱水处理；外购船运进厂的红土镍矿粒度合格，可直接进厂储存以备生产使用。由于生产规模较大，而含水率较高的红土镍矿又不宜采用带式输送机运输。为保证生产顺利进行，对红土镍矿采用两种脱水处理工艺。
红土镍矿原料处理工艺流程如图1所示：
流程一 流程二
3.2 受卸方式
本项目中自有矿山距建设厂区约10公里，运输较为方便。来自矿山开采的红土镍矿原矿，在矿山进行粗破及拣选后，全部由自卸汽车运送至露天原料场堆存。外购的红土镍矿经船运至码头，采用铲车及装载机卸船堆放于码头露天原料场。堆放红土镍矿的原料场采用硬化地坪。考虑运行成本及原矿运输便利，原料储量不需太大，约7天储量即可。受卸方式如图2所示。
3.3 焖料脱水
堆放在露天料场的红土镍矿经晾晒后自然脱去部分水。由于晾晒后的红土镍矿仅脱去部分游离水，结晶水含量仍然较高。故在烧结车间厂区内建设室内料场，由自卸汽车将红土镍矿从露天料场运送至室内料场堆存，堆高~4米。料场内的红土镍矿掺入生石灰进行焖料配合翻堆作业，使生石灰与镍矿充分混合。掺入生石灰与红土镍矿按1：10配比，平铺分层堆积，从而达到脱水效果。生石灰不仅起干燥脱水的作用，同时作为烧结配料的熔剂，对烧结的碱度起一定的调节作用。
3.4 烘干脱水
烘干脱水处理工艺如图3所示。
图3 烘干脱水处理工艺
在室内料场外建设汽车受料槽及烘干窑系统。经晾晒后的红土镍矿仍然较粘，为防止堵料，汽车受料槽槽体设计宜小不宜大，下料口也要相对较大，便于卸料。本工程地下受料槽共8个仓，全部采用铲车上料，槽上设格栅，分离大块红土镍矿。由于板式给料机是一种适宜输送粒度较大、含水率较高的物料的连续输送设备，故汽车受料槽槽下给料设备采用板式给料机，8个受料仓每个仓下各设1台板式给料机。板式给料机链板宽度为1000mm，给料能力100t/h。红土镍矿经板式给料机卸至带式输送机，经带式输送机运输至烘干机进料口。
烘干窑系统由烘干回转窑本体及其配套设施组成，其中烘干回转窑选用烘干窑规格为Ф3.6×32m，处理能力为100t/h。配套设施包含燃气热风炉、除尘器、风机、输灰装置等。热源利用高炉煤气，烟气温度高达700℃，高温烟气经烟道输送后供干燥窑干燥红土镍矿用，以节约燃料，达到节能降耗的目的。经回转烘干窑干燥，将红土镍矿含水率降至20%左右。既不扬尘，也能满足烧结生产要求。红土镍矿再由带式输送机运送至烧结车间。烘干后的红土镍矿也可进室内料场堆存，用于后续工序不正常时临时贮存干矿。如图4所示。
图4 烘干后红土镍矿
3.5 整粒筛分
由于外购红土镍矿及矿山开采的原矿进厂前已经经过拣选，为使进烧结配料室参与配料的原料有更高品质，经烘干机干燥的红土镍矿需再进行筛分处理。故在烘干后的红土镍矿运输转运站内设筛分设施，设备采用滚筒式筛分机。共设2台，每台处理能力为150t/h。筛网分级规格为10mm，粒度≤10mm的红土矿由带式输送机运往烧结配料室，筛上≥10mm的红土矿作为烧结铺底料。
4 结束语
镍铁生产的主要原料是红土镍矿，红土镍矿的原料处理工艺是生产的重要环节。原料处理系统必须兼顾产品与规模，设计更要根据企业发展规划合理布置。红土镍矿水分造成的能源损耗、生石灰拌料脱水工艺生石灰与红土镍矿的配比、参与配料的红土镍矿的粒度以及减少环境污染都是整个原料处理系统需要重点考虑的问题。合理的红土镍矿原料处理工艺能够保证生产顺利进行，同时能够保证产品质量，节能降耗，为企业带来经济效益。
参考文献：
[1]《钢铁企业原料准备设计手册》.冶金工业出版社
[2]李晓明，唐玲，刘仕良.红土镍矿处理工艺探讨[J].铁合金，2007（4）24~28
论文作者:姜海波
论文发表刊物:《防护工程》2018年第8期
论文发表时间:2018/8/31
标签：红土论文; 镍矿论文; 料场论文; 原料论文; 生石灰论文; 工艺论文; 原矿论文; 《防护工程》2018年第8期论文;