循环流化床还原红土矿富集镍铁的冷态实验研究.pdf

· 60 · 中 固 有 色 冶 金 B卷研究开发篇 ·试验研究 循环流化床还原红土矿富集镍铁的冷态实验研究 李 渊，夏晓宇，李志茂，朱 彤 (同济大学机械工程学院，上海 200092) 摘【 要】 对现有红土矿的预还原工艺进行分析 ，阐述 了循环流化床反应器进行红土矿预还原 的可行性 ． 进行 了循环流化床还原红土矿富集镍铁 的冷态实验研究。实验表 明：红土矿颗粒具有 良好 的流化特性，利 用WenYu公式可估算 出热态时其最小流化速度。宽筛分的红土矿颗粒在所设计的流化床反应器中能 够实现有效循环，主床和流动密封阂结构、密封阀充气点位置和风量、物料的物理性质及粒径分布等因素 都会影响循 环的稳 定性 。讨论 了当前实验 结果对今后热态 实验的参考作 用。 [关键词】 红土矿 ；预还原 ；循环流化床 ；循环特性 ；冷态实验 中『图分类号】 TF815 文【献标识码1 B 文『章编号1 1672—6103(2010)02—0060—05 0 引言 土矿采用高气速和循环流化床的形式进行焙烧 ．有 随着品位高、开采条件好的硫化镍矿资源渐趋 可能大大提高反应速度 ．并避免潜在的粘接失流问 紧张 。红土矿作为一种重要 的氧化镍矿 ，将会成为 题 ，从而优化现有 的红土矿预还原工艺。为 了检验 未来重要的镍资源。在现有的红土矿冶炼工艺 中， 红土矿在循环流化床 中的流化特性 ，为将来进行的 回转窑一电炉工艺仍处于主导地位 ，随着大型压力 热态试验做准备 ，作者进行了冷态实验研究。 釜制造技术的成熟 ，加压酸浸法越来越受到重视 ． 1 冷态实验 而预还原一氨浸法也有很多的应用实例 -2]。然而 ，由 实验用红土矿来源于Et照港 ，其粒度分布不均 于对原料的适应性和最终产品的不 同，各种工艺仍 匀 ，存在很多大的块矿。首先用振动筛对物料进行 需要改进和优化 ，以进一步提高技术经济性 。 筛分 ，将大颗粒除去，物料的物理性质如表 1所示。 红土矿 品位低且成分复杂 。常规 的选矿方法无 法使其 中的镍得到富集 ，需要将选择性还原工艺和 表 1 物料的物理性质 选矿工艺相结合对其进行处理。以流化床作为反应 器 ．利用钢铁厂 自身副产煤气作为还原剂的气基还 原工艺具有还原反应动力学条件好 、镍 富集 比高、 渣量少等优点 ，并且该工艺不需要烧结和焦化 ，节 实验装置如图 1所示 ，其为外置旋风分离器的 能和环保 。国内外均有利用流化床进行选择性还原 快速流化床结构 ，采用流动密封 阀6[1loopseal型返料 的研究报道 。 器执行返料。来 自罗茨风机的流化风经过静压箱依 传统的鼓泡床气泡行为带来反应器效率 的降 次通过转子流量计 、调节阀门分别进入主床 、流动 低和装置不易放大 的难题 ，传统的密相流化床工业 密封阀。静压箱前设置旁路，用于调节回路中的压 反应器现在大都操作在湍动流化 区域或鼓泡 向湍 力与流量 实验 中对气流的温度做了测量 。流化过 动的转变过渡区域[51。循环流化床反应器适合处理 程 中．部分物料随气流进入旋风分离器 ，大部分在 粒度较细 的物料 ，而红土矿 中细料 占据 了相当的比 旋风分离器分离落入立管 中，然后通过流动密封阀 控制进入主床 ，完成一次循环 ：少量细粉溢 出旋风 例 。基于