一种硅热法控制节能环保红土镍矿冶炼竖炉温度的方法

摘要

一种硅热法控制节能环保红土镍矿冶炼竖炉温度的方法，属于红土镍矿生产领域。其特征是先将炉料熔炼划分为预热、还原、燃烧、熔化、分离五个区域，然后进行温度测量，通过测量周边温度值后，监测专家系统进行对比分析，计算出中心温度的变化值。通过温度变化值计算所需要吸收热量，从而确定硅铁的加入量，利用硅的发热量高，夺取鼓入的氧气和原矿中的氧，生成氧化硅进入渣流，快速提升反应区温度达到标准反应温度。本方法专家监测系统自动化，反应及时，原料中添加硅铁后，温度提升快，生产效率高，同时提高金属镍回收率，取得可观的经济效益。

主权项

一种硅热法控制节能环保红土镍矿冶炼竖炉温度的方法，其特征在于：先将炉料熔炼划分为预热、还原、燃烧、熔化、分离五个区域，然后进行温度测量，通过测量周边温度值后，监测专家系统进行对比分析，计算出中心温度的变化值；通过温度变化值计算所需要吸收热量，从而确定硅铁的加入量；预热、还原、燃烧、熔化、分离五个区域分别为：(1)预热区：温度25～300℃，加入的炉料随着冶炼的进行，缓缓下降；(2)还原区：又分上还原区和下还原区，温度300～700℃，在CO、H₂的作用下，金属氧化物从高价逐渐还原至低价；(3)燃烧区：温度700～1200℃，温度达到焦炭的着火点后，焦炭开始燃烧，不断增加炉内热量，并释放出CO，H₂还原气体，为还原区提供还原气体；(4)熔化区：温度1200～1600℃，由许多固态焦炭和红土镍矿块黏结在一起呈半熔融状态，由于红土镍矿块呈软熔状，透气性极差；(5)分离区：温度在1300～1600℃，溶化后的镍铁像雨滴一样穿过焦炭层而滴落；在炉缸下部，主要是液态渣铁以及浸入其中的焦炭，镍铁滴穿过渣层以及渣铁界面时最终完成必要的氧化还原反应，得到合格的镍铁；炉内温度按物料流程及燃烧还原反应，温度中心高，四周低，其中滴落区最高，设计温度反应区中心温度为1600℃；燃烧还原反应区的中心温度与物料分布周边温度间成梯度变化，四周温度的高低可及时反应中心温度；先对物料周边温度进行检测，再按照温度梯度反应中心温度；温度检测仪探头放在竖炉内侧，贴近耐火砖层，在线检测物料周边温度，对每个固定区段的固定点进行检测，所得温度即是测量温度；温度梯度的测量方法是，在竖炉的每个区段固定点开孔，用高温测温仪探头水平深入中心反应区位置，测量温度为t₁，测量好后，把测温仪探头退回竖炉内壁，测量温度为t₂，则该位置的温度梯度为a(t₁‑t₂)；热扩散系数：a＝λ÷ρc式中a为热扩散系数，又叫导温系数；ρ为红土镍矿块系数，1800kg.m^‑3；c为红土镍矿块比热容，1.2kJ.kg^‑1.k^‑1；相应的，对每个区域进行测量并结合热扩散系数计算出温度梯度，做成标准温度曲线，输入监测专家系统，完成标准温度曲线建立。