[發(fā)明專利]一種紅土鎳礦微波低溫冶煉裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310439990.4
• 申請日: 2013-09-24
• 公開（公告）號: CN103469045A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 姚騰;鄭玉虎;劉超;吳浩;魏浩胤;王勇
• 申請（專利權(quán)）人: 南京三樂電子信息產(chǎn)業(yè)集團(tuán)有限公司;南京三樂微波技術(shù)發(fā)展有限公司
• 主分類號: C22C33/00
• 分類號: C22C33/00;C22C38/08;C21B13/00;C22B4/06;C22B23/00
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 楊海軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種紅土鎳礦冶煉應(yīng)用裝置，具體涉及一種紅土鎳礦微波低溫冶煉裝置。

背景技術(shù)

隨著我國在紅土鎳礦投資熱情的高漲，目前我國優(yōu)質(zhì)紅土鎳礦資源已經(jīng)明顯減少，而含鎳2%以下的紅土鎳礦價格便宜但采用傳統(tǒng)工藝進(jìn)行冶煉的成本較高，如何更有效的開發(fā)低品位紅土鎳礦成為了一個現(xiàn)實的難題。紅土鎳礦屬于氧化砂，國內(nèi)使用的主要是來源于印尼、菲律賓，是冶煉鎳生鐵的主要原料，用作生產(chǎn)不銹鋼原料。高品位鎳鐵礦資源被日本企業(yè)壟斷，我國只能進(jìn)口鎳含量在0.9%~1.1%的低品位鎳礦砂。

目前，對紅土鎳礦進(jìn)行冶煉的主要工藝有燒結(jié)礦熱爐、回轉(zhuǎn)窯礦熱爐二種：（1）燒結(jié)礦熱爐是先把紅土礦在燒結(jié)機(jī)中脫水、造塊，形成一定塊度和強度的含鎳燒結(jié)礦，然后在礦熱電爐內(nèi)進(jìn)行冶煉的方法。對于技術(shù)成熟的燒結(jié)礦熱爐，1噸10%NiFe大約消耗800kg粉煤、600kg塊煤或焦丁和4800kwh電能，Ni的收得率大約為92%。冶煉電耗高，經(jīng)濟(jì)效益低。（2）回轉(zhuǎn)窯熱爐是先在干燥窯和回轉(zhuǎn)焙燒窯去除紅土礦中的物理水、脫除結(jié)晶水，并進(jìn)行部分還原、提溫，然后將回轉(zhuǎn)窯焙燒好的紅土鎳礦砂熱送熱裝到礦熱電爐內(nèi)，在礦熱電爐內(nèi)繼續(xù)升溫、還原、熔分。對于回轉(zhuǎn)窯熱爐，1噸10%NiFe大約消耗1000kg粉煤、500kg塊煤或焦丁和4000kWh電能，Ni的收得率大約為92%。與燒結(jié)礦熱爐相比：提高了礦熱爐入爐溫度，從200～400℃提高到600～700℃；有一定的預(yù)還原率（Ni：40～60％，F(xiàn)e：20～40％），降低了礦熱電爐的還原電耗。但生產(chǎn)成本和電耗能還是較高。因此，很有必要在現(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ)上設(shè)計開發(fā)一種生產(chǎn)成本低、Ni的回收率高的裝置。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，可操作性強，自動化程度高，生產(chǎn)效率高、可節(jié)省大量人力物力，能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)化、低成本、節(jié)能的紅土鎳礦微波低溫冶煉裝置。

技術(shù)方案：為了實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案為：

一種紅土鎳礦微波低溫冶煉裝置，它包括連續(xù)式高溫隧道窯體、架設(shè)在連續(xù)式高溫隧道窯體之上的微波源及控制部分；所述的連續(xù)式高溫隧道窯體包括預(yù)熱段、微波加熱腔、與微波加熱腔相連的饋能波導(dǎo)組和微波饋能口，以及安裝在微波加熱腔尾端的微波泄漏抑制裝置；所述的微波源及控制部分包括微波輸出柜及電源控制柜。

所述的微波輸出柜的微波能通過微波饋能口從微波加熱腔頂部多路輸入到微波加熱腔內(nèi)；這種結(jié)構(gòu)可減少傳輸損耗，且充分利用了空間，結(jié)構(gòu)更加合理。

本發(fā)明所述的微波饋能口為五列十排的排布方式，相鄰微波饋能口之間兩兩垂直，采取相鄰垂直極化的方式，互不干擾；該裝置包括五十臺微波源，五十個波導(dǎo)口密集均布在物料頂部，最大程度消除各饋口相干度，實現(xiàn)最佳的耦合及匹配效果，微波能更加均勻分布在微波加熱腔內(nèi)，加熱效果更好；最終達(dá)到3兆瓦及以上的微波功率輸出，加熱效率較現(xiàn)有技術(shù)更高，非常適合紅土鎳礦晶粒的還原和聚集。

本發(fā)明所述的微波加熱腔內(nèi)設(shè)有隔熱保溫層，所述的隔熱保溫層包括最外層的保溫棉，中間的輕質(zhì)莫來石和內(nèi)層的重質(zhì)剛玉；

所述的微波泄漏抑制裝置從內(nèi)至外依次包括sic板、紅土磚和保溫棉。

本發(fā)明所述的微波加熱腔采用多饋口頂饋饋能方式，目的是為了在加熱腔內(nèi)部獲得更加均勻的微波加熱場。10米腔體頂部排布50個喇叭狀的饋能口，為了獲得最大的功率輸出，饋口排布時要盡可能減弱饋口間的相干性，本發(fā)明通過大量實驗篩選微波饋能口的排布方式，實驗結(jié)果表明，微波饋能口采用相鄰各饋口相垂直的設(shè)置方式，從而獲得垂直極化的入射波，使各饋口耦合度降低，從而可保證饋口的獨立性，實現(xiàn)了各電源功率的穩(wěn)定輸入，并且單個電源停機(jī)維護(hù)時，剩余電源可以不受影響，從而保證整套設(shè)備的繼續(xù)運行，實現(xiàn)各電源的即開即停和設(shè)備實時功率控制功能，從而能為紅土鎳礦晶粒的還原和聚集提供穩(wěn)定的加熱環(huán)境，產(chǎn)率更高。