权利要求
将红土型镍矿的原矿破碎成粉料，与细粒煤、返矿按比例配料，获得配合料，其中，所述返矿是炉渣分选后产生的渣粒;利用对辊压球机，将所述配合料压制成料球;
将完整的所述料球送入立式煅烧炉(1)顶部的预热带，所述立式煅烧炉(1)由直立的炉墙(11)围成炉体，所述炉体内部空间被倾斜的隔板(12)分隔成数个上下排列的炉膛;所述炉膛通过闸门(13)连通;利用所述闸门(13)控制料位的高低，和/或卸料速率，控制所述预热带的料球呈固定床;
完成预热的料球自上而下卸入煅烧带，与热空气相遇;所述热空气来源于炉渣冷却的余热，或产生于所述炉体底层的燃烧室，所述热空气由下而上透过所述隔板(12)进入所述煅烧带;利用选择性还原反应获得金属化球团;煅烧过程中产生的废气上行进入所述预热带，干燥入窑的所述料球;
将所述金属化球团和助熔剂送入熔分炉(2)，经过熔炼、分离，获得镍铁合金。
2.根据权利要求1所述的一种通过熔炼红土型镍矿获得镍铁合金的方法，其特征在于：将所述配合料压制成料球后，形成的所述料球进行筛分，筛下碎球返回，用于重新制球;
煅烧过程中，控制煅烧温度在700—800℃范围内，CO2与CO分压的比值大于0.5;煅烧产生的废气由炉顶引出，经净化后排入大气;
获得镍铁合金后，执行出渣操作，从所述熔分炉(2)的出渣口排放出熔炼炉渣，所述炉渣经冷却、粉磨及分选，成为渣粒和渣粉;所述渣粒作为返矿掺入所述配合料，通过调整掺入比例，生产出镍含量不同的产品;或者，所述渣粒作为炼铁原料使用;其中，冷却所述炉渣的方式包括水淬，或风淬。
3.根据权利要求1所述的一种通过熔炼红土型镍矿获得镍铁合金的方法，其特征在于：所述热空气的获得有多种方式，包括：利用鼓风机(21)，将来自炉渣风淬工段的热风抽出后送往所述立式煅烧炉(1);或者，根据需要选择煤气，和/或辅助燃料，所述辅助燃料包括煤粉、石油焦，利用燃料在所述燃烧室内的燃烧为所述料球的煅烧提供所述热空气，调节燃烧气氛;其中，所述燃烧室使用的所述煤气从所述立式煅烧炉(1)产生的所述废气中回收，和/或，来自所述熔分炉(2)。
4.根据权利要求1所述的一种通过熔炼红土型镍矿获得镍铁合金的方法，其特征在于：将所述金属化球团经由所述立式煅烧炉(1)的卸料口卸出，经冷却、粉磨和分选，获得精矿和尾矿，将所述精矿返回制球;经反复熔炼，获得高品位镍铁合金。
5.根据权利要求1所述的一种通过熔炼红土型镍矿获得镍铁合金的方法，其特征在于：将所述金属化球团和所述助熔剂混合均匀后，从所述熔分炉(2)的上部热装入炉，所述助熔剂包括石灰块或萤石;调节返矿掺入量，先熔炼出镍含量8%—10%的镍铁合金，然后转入精炼炉，添加含铬金属后，利用选择性氧化原理，采用真空或半真空吹炼，生产出不锈钢;当吹炼开始时，先在常压下吹氧脱碳，后期采用真空吹炼。
6.根据权利要求1所述的一种通过熔炼红土型镍矿获得镍铁合金的方法，其特征在于：出完钢液后，在所述炉渣中掺入辅助原料，调整炉渣的化学成分，进行炉渣重熔，利用所述炉渣重熔工艺制造无机材料;根据所述炉渣是否经过重熔，以及所述炉渣重熔工艺的区别，获得的渣粉是矿渣微粉，或水泥，或化肥;包括，将煤炭、石灰石按比例加入所述炉渣中，通过执行吹氧操作，把精炼渣调整成还原渣，让其中的金属氧化物尽量还原生成单质，利用剩余炉渣生成水泥矿物，籍此获得水泥熟料，所述水泥熟料经磨细后，即为水泥;或者，在所述炉渣中添加磷灰石，经1350-1500℃高温熔融，然后用水骤冷，形成粒度小于2mm的玻璃质物料，经干燥、磨细制成钙镁磷肥。
7.根据权利要求6所述的一种通过熔炼红土型镍矿获得镍铁合金的方法，其特征在于：通过所述炉渣重熔，将所述炉渣中残留的六价铬还原生成铬金属，或三价铬，或四价铬。
8.根据权利要求1-7任一项所述的一种通过熔炼红土型镍矿获得镍铁合金的方法，其特征在于：在所述炉渣的破碎、制粉和分选过程中，通过磨粉机、分离装置和选粉机的联合作业，从所述炉渣中分离出富含金属元素的组分，即所述渣粒;在提升原料品位、提高金属回收率的同时，所述炉渣中的脉石矿物被磨细，籍此获得渣粉，所述渣粉由粉体收集设备收集。
9.根据权利要求8所述的一种通过熔炼红土型镍矿获得镍铁合金的方法，其特征在于：进行所述炉渣的粉磨及分选操作时，将冷却后的所述炉渣送入所述磨粉机碾压，由所述分离装置进行分选，再通过所述选粉机调节所述渣粉的细度，所述分选的方法包括风选，以及，磁选和/或电选。
10.根据权利要求9所述的一种通过熔炼红土型镍矿获得镍铁合金的方法，其特征在于：所述炉渣经过磁选，喂入所述磨粉机，所述磨粉机是料床粉磨设备，包括立磨(3)或辊压机;所述炉渣被所述立磨(3)碾压后，喂入所述分离装置，所述分离装置是旋风分离器(31)，在重力作用与离心力作用的配合下，粗颗粒和金属作为所述渣粒从物料中分离出来，所述渣粒作为返矿或炼铁原料使用;细料被气流携带、输送至所述选粉机，所述选粉机是转子式选粉机(32)，经过风选后，所述细料中的粗粉和中粗粉在经历磁选和/或电选后返回所述立磨(3)，再次碾压;通过调节所述转子式选粉机(32)的转子的转速，调节细粉的粒径大小，符合要求的所述细粉穿过笼型的所述转子随气流排出，所述细粉即所述渣粉，由所述粉体收集设备收集;所述粉体收集设备包括收尘器(4)，所述收尘器(4)是袋收尘器或电收尘器，用于产品收集和环保;粉磨系统的废气得到净化后，由与所述粉体收集设备连接的引风机(41)引出，排放至大气。
说明书
技术领域
[0001]本发明涉及材料及冶金技术领域，具体地，涉及一种通过熔炼红土型镍矿获得镍铁合金的方法。
背景技术
[0002]目前，全球已探明的镍资源储量约为1.6亿吨，镍矿物主要以硫化镍矿和氧化镍—硅酸镍矿(也称红土型镍矿)两种形式存在，其中硫化镍矿约占30%，红土型镍矿约占70%;由于硫化镍矿资源品质好，工艺技术成熟，现在世界上约三分之二的镍是从硫化镍矿中提取的，但赋存于红土镍矿床中的镍却占镍储量的65%;由于近20年来硫化镍矿资源勘探上一直没有重大突破，随着世界上硫化镍矿资源的逐年减少，从红土镍矿中提取镍和钴就越来越受到重视。因此，世界各国镍行业将资源开发的重点转向了红土型镍矿。
[0003]世界上红土型镍矿主要分布在赤道线南北30度以内的热带国家，集中分布在环太平洋的热带、亚热带地区;红土型镍矿为硫化镍矿岩体风化→淋滤→沉积形成的地表风化壳性矿床资源，含水率很高;红土镍矿的主要成分包括镍、铁、铜、硅、钛和铬等元素，其中，镍的含量一般在1%～2%之间，铁的含量较高，通常占到总质量的30%到50%，铁元素因氧化严重呈+3价态致其外观整体呈现红褐色，故得名为红土镍矿。
[0004]红土型镍矿可以生产出氧化镍、硫镍、铁镍等中间产品，其中硫镍、氧化镍可供镍精炼厂使用，以解决硫化镍原料不足的问题;至于铁镍更是便于不锈钢制造，降低生产成本。此外，镍锰钴和镍钴铝等镍基正极在电动车电池市场占据主要份额;随着新能源动力电车产业的蓬勃发展，新能源汽车产量逐年快速增长，未来新能源汽车的发展前景和市场增长空间十分巨大，新能源市场对镍、钴等的需求逐年递增。
[0005]选矿是根据矿石中不同矿物的物理、化学性质，把矿石破碎磨细以后，采用重选法、浮选法、磁选法、电选法等方法，将有用矿物与脉石矿物分开，并使各种共生(伴生)的有用矿物尽可能相互分离，除去或降低有害杂质，以获得冶炼或其他工业所需原料的过程;选矿能够使矿物中的有用组分富集，降低冶炼或其它加工过程中燃料、运输的消耗，使低品位的矿石能得到经济利用。对于某些难选的矿石，有时单用选矿的方法往往得不到满意的效果，甚至不能分选，因而需要采用选冶联合流程进行处理;所述选冶联合流程是一种以选矿和冶金的方法交替使用来处理矿石的工艺流程。
[0006]目前，镍矿主要采用火法或湿法工艺冶炼，分别生成高冰镍或氢氧化镍钴(MHP)中间品;其中，所述高冰镍是镍精矿经电炉或转炉初级冶炼而成的镍、铜、钴、铁等金属的硫化物共熔体，火法冶炼是将红土镍矿与煤炭混合，经过回转窑去除水分，将镍和铁等金属氧化物还原成金属合金单质，再进一步吹炼除杂，制备出高冰镍。此外，镍矿生产高镍锍主要流程为：镍矿先熔炼产出低镍硫，然后低镍硫吹炼生成高镍锍。
[0007]中国专利CN111172384B公开了一种镍钴多金属氧化矿还原富集和回收镍钴的方法，包括：将镍钴多金属氧化矿破碎、细磨后，与碳质还原剂、金属化助剂和水混合均匀，制成生球团;将生球团进行干燥预热处理后，转入内衬为碳质耐火材料或含碳复合耐火材料的还原设备中，并在900～1250℃下进行还原焙烧，得到金属化球团;将金属化球团冷却、破碎、细磨，然后进行磁选或重选分离，得到镍钴混合精矿和中矿;对所述中矿进行扫选，得到扫选精矿和扫选尾矿;所述扫选精矿返回进行制团。
[0008]现有技术中至少存在以下缺陷：窑内炉料易结瘤。
[0009]窑内结瘤表现在炉料烧结成大块，彼此粘连或挂壁，严重时需停窑处理，影响正常生产;所以，亟需提供一种通过熔炼红土型镍矿获得镍铁合金的方法，解决现有技术中窑内炉料易结瘤的技术问题，用以提高生产效率，降低生产成本。
[0010]在现有技术中，利用回转窑或转底炉直接还原→熔分炉冶炼工艺处理红土镍矿主要流程为：将红土镍矿破碎、筛分、磨细，加入还原剂(煤粉)和熔剂(石灰石)混匀，使用圆盘造球机或对辊压球机制成含碳球团，将所述含碳球团送入窑中，直接还原后成为金属化球团，金属化球团送入熔分炉熔炼，使渣、铁分离，获得镍铁合金;简而言之，类似炼铁→炼钢过程。但是，在选择还原、选择氧化这两个过程中，还原剂、熔剂所起作用不同，消耗量也有所不同;尤其是红土镍矿含镍较低，渣量较大，合理的冶炼工艺应根据原料差别做出相应地改进。
发明内容
[0011]为了弥补已有技术的缺陷，本发明提供了一种通过熔炼红土型镍矿获得镍铁合金的方法，本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种通过熔炼红土型镍矿获得镍铁合金的方法，包括以下步骤：
将红土型镍矿的原矿破碎成粉料，与细粒煤、返矿按比例配料，获得配合料，其中，所述返矿是炉渣分选后产生的渣粒;利用对辊压球机，将所述配合料压制成料球;
将完整的所述料球送入立式煅烧炉顶部的预热带，所述立式煅烧炉由直立的炉墙围成炉体，所述炉体内部空间被倾斜的隔板分隔成数个上下排列的炉膛;所述炉膛通过闸门连通;利用所述闸门控制料位的高低，和/或卸料速率，控制所述预热带的料球呈固定床;
完成预热的料球自上而下卸入煅烧带，与热空气相遇;所述热空气来源于炉渣冷却的余热，或产生于所述炉体底层的燃烧室，所述热空气由下而上透过所述隔板进入所述煅烧带;利用选择性还原反应获得金属化球团;煅烧过程中产生的废气上行进入所述预热带，干燥入窑的所述料球;
将所述金属化球团和助熔剂送入熔分炉，经过熔炼、分离，获得镍铁合金。
[0012]在一个具体的可实施方案中，将所述配合料压制成料球后，形成的所述料球进行筛分，筛下碎球返回，用于重新制球;
煅烧过程中，控制煅烧温度在700—800℃范围内，CO2与CO分压的比值大于0.5;煅烧产生的废气由炉顶引出，经净化后排入大气;
获得镍铁合金后，执行出渣操作，从所述熔分炉的出渣口排放出熔炼炉渣，所述炉渣经冷却、粉磨及分选，成为渣粒和渣粉;所述渣粒作为返矿掺入所述配合料，通过调整掺入比例，生产出镍含量不同的产品;或者，所述渣粒作为炼铁原料使用;其中，冷却所述炉渣的方式包括水淬，或风淬。
[0013]在一个具体的可实施方案中，所述热空气的获得有多种方式，包括：利用鼓风机，将来自炉渣风淬工段的热风抽出后送往所述立式煅烧炉;或者，根据需要选择煤气，和/或辅助燃料，所述辅助燃料包括煤粉、石油焦，利用燃料在所述燃烧室内的燃烧为所述料球的煅烧提供所述热空气，调节燃烧气氛;其中，所述燃烧室使用的所述煤气从所述立式煅烧炉产生的所述废气中回收，和/或，来自所述熔分炉;通过使用普通煤种为所述立式煅烧炉提供所述煤气作为燃料，缓解了燃料品种的制约。
[0014]在一个具体的可实施方案中，将所述金属化球团经由所述立式煅烧炉的卸料口卸出，经冷却、粉磨和分选，获得精矿和尾矿，将所述精矿返回制球;经反复熔炼，获得高品位镍铁合金。
[0015]在一个具体的可实施方案中，将所述金属化球团和所述助熔剂混合均匀后，从所述熔分炉的上部热装入炉，所述助熔剂包括石灰块或萤石;调节返矿掺入量，先熔炼出镍含量8%—10%的镍铁合金，然后转入精炼炉，添加含铬金属后，利用选择性氧化原理，采用真空或半真空吹炼，生产出不锈钢;当吹炼开始时，先在常压下吹氧脱碳，后期采用真空吹炼;充分利用原料的物理热，所述物理热是物质的显热和潜热，从而降低冶炼能耗。
[0016]在一个具体的可实施方案中，出完钢液后，在所述炉渣中掺入辅助原料，调整炉渣的化学成分，进行炉渣重熔，利用所述炉渣重熔工艺制造无机材料;根据所述炉渣是否经过重熔，以及所述炉渣重熔工艺的区别，获得的渣粉是矿渣微粉，或水泥，或化肥;包括，将煤炭、石灰石按比例加入所述炉渣中，通过执行吹氧操作，把精炼渣调整成还原渣，让其中的金属氧化物尽量还原生成单质，方便磁选分离，利用剩余炉渣生成水泥矿物，籍此获得水泥熟料，所述水泥熟料经磨细后，即为水泥;或者，在所述炉渣中添加磷灰石，经1350-1500℃高温熔融，然后用水骤冷，形成粒度小于2mm的玻璃质物料，经干燥、磨细制成钙镁磷肥，所述钙镁磷肥是一种钢渣磷肥;应用本方法可降低制造成本。
[0017]在一个具体的可实施方案中，通过所述炉渣重熔，将所述炉渣中残留的六价铬还原生成铬金属，或三价铬，或四价铬，用于消除毒性。
[0018]在一个具体的可实施方案中，在所述炉渣的破碎、制粉和分选过程中，通过磨粉机、分离装置和选粉机的联合作业，从所述炉渣中分离出富含金属元素的组分，即所述渣粒;在提升原料品位、提高金属回收率的同时，所述炉渣中的脉石矿物被磨细，籍此获得渣粉，所述渣粉由粉体收集设备收集。
[0019]在一个具体的可实施方案中，进行所述炉渣的粉磨及分选操作时，将冷却后的所述炉渣送入所述磨粉机碾压，由所述分离装置进行分选，再通过所述选粉机调节所述渣粉的细度，所述分选的方法包括风选，以及，磁选和/或电选。
[0020]在一个具体的可实施方案中，所述炉渣经过磁选，喂入所述磨粉机，所述磨粉机是料床粉磨设备，包括立磨或辊压机;所述炉渣被所述立磨碾压后，喂入所述分离装置，所述分离装置是旋风分离器，在重力作用与离心力作用的配合下，粗颗粒和金属作为所述渣粒从物料中分离出来，所述渣粒作为返矿或炼铁原料使用;细料被气流携带、输送至所述选粉机，所述选粉机是转子式选粉机，经过风选后，所述细料中的粗粉和中粗粉在经历磁选和/或电选后返回所述立磨，再次碾压;通过调节所述转子式选粉机的转子的转速，调节细粉的粒径大小，符合要求的所述细粉穿过笼型的所述转子随气流排出，所述细粉即所述渣粉，由所述粉体收集设备收集;所述粉体收集设备包括收尘器，所述收尘器是袋收尘器或电收尘器，用于产品收集和环保;粉磨系统的废气得到净化后，由与所述粉体收集设备连接的引风机引出，排放至大气。
[0021]本发明能取得以下有益技术效果，本发明通过改进煅烧工艺，包括：
(1)调整配比，减少熔剂掺入量，不足部分在熔分阶段补足;采用压制方法成型，将配合料压制成球，因此初始强度高，碎料少;而且，料球的尺寸统一、直径较大，在自然堆积情况下，其外部通风，在其内部往往处于缺氧状态，在高温条件下产生还原气氛，温度难以提高，生成液相量相对有限;
(2)采用立式煅烧炉，所述立式煅烧炉内部设置有倾斜的通风隔板;所述料球在预热带得到充分干燥后，借助重力，落入煅烧带，料球在移动中得到煅烧，不易粘连，直至完成烧结，生成所述金属化球团。
[0022]据此，本发明能在煅烧过程中克服不利因素的影响，消除炉料结瘤。
[0023]如果直接沿用相关技术，例如采用高炉冶炼烧结矿的配料方案，这是不合适的;对于本领域普通技术人员而言，需要理解上述知识，并做出改进，显然会比较困难，这也是相关技术不能取得该有益效果的原因。
附图说明
[0024]图1是本发明实施例的示意图;
图2是本发明实施例的炉渣粉磨的流程图。
[0025]附图标记说明：1-立式煅烧炉;11-炉墙;12-隔板;13-闸门;
2-熔分炉;21-鼓风机;
3-立磨;31-旋风分离器;32-转子式选粉机;
4-收尘器;41-引风机。
具体实施方式
[0026]为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例;基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。需要说明的是，本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0027]需要额外指出的是，在具体实施方式中，本发明提供的几个实施例构成了红土型镍矿熔炼的完整流程，所述流程从配料开始，经渣、铁分离，至炉渣粉磨结束，在焙烧、熔分、炉渣重熔和炉渣粉磨四大工段中，分别需要理解选择性还原、选择性氧化、再次还原以及选择性破碎的原理，提及的所述原理在文中均有描述;本发明所解决的技术问题，也不仅仅是消除炉料结瘤，这应该是可以理解的。
[0028]现有技术中，火法工艺发展较早且较为成熟，工业应用广泛，目前，主要包括回转窑→矿热炉镍铁工艺(RKEF法)以及高炉冶炼工艺两种。
[0029](1)RKEF法：RKEF法是目前应用较为普遍的红土镍矿火法冶炼工艺，多用于生产高镍铁，RKEF法的基本工序为预干燥、焙烧、还原熔炼;红土镍矿原矿石送入干燥窑将水分降至约20%，之后将矿石、熔剂、还原剂等按比例进行混合配料，送入回转窑进行还原焙烧;回转窑产出的炽热焙砂进入电炉内进行还原熔炼，得到的粗镍铁再经精炼电炉熔炼产出镍铁。RKEF法工艺成熟、设备简单易控、生产效率高，但不足之处是需消耗大量冶金焦炭和电能，能耗大、生产成本高、熔炼过程渣量过多、熔炼温度较高、有粉尘污染等。RKEF法适宜处理镍含量在1.5%以上的氧化镍矿(红土镍矿)，生产出镍质量分数为20%-30%的镍铁，镍回收率为90%-95%，或采用此法生产含镍8%-10%的镍铁合金，用于不锈钢生产。
[0030](2)高炉冶炼工艺：适宜生产中镍铁或低镍铁产品，因使用小高炉而面临淘汰;高炉冶炼工艺主要工序为：红土镍矿原矿经过脱水、烧结和造块，再配入焦炭和熔剂，送入高炉内冶炼并产出粗镍铁，之后再进行精炼得到镍铁;高炉冶炼工艺适用于处理含镍量较低的矿石，生产中镍铁或低镍铁产品。尽管其投资较低，但因采用容积低于300m3的小高炉而面临淘汰。
[0031]相比于现有技术，本发明结构简单、设计合理且实施方便;在本发明的实施例中，提供了多种可选的实现方式，可以根据实际需要选用，无论采取哪种方式，均不再采用现有技术用于红土镍矿的冶炼生产，且都可以解决现有技术中的问题，并取得相应的效果;例如，如果利用高品位的镍生产不锈钢，这并不是最经济的选择，本发明可以根据需要调节镍铁合金产品中镍的品位，直接生产出不锈钢。下面的几个实施例可以应用于红土型镍矿的熔炼，也可以应用于石煤钒矿的熔炼，等等，因此，本发明应用包括但不限于红土型镍矿的熔炼。
[0032]实施例1
本实施例将红土型镍矿配料后压制成料球，所述料球经干燥、还原焙烧形成金属化球团，所述金属化球团入炉熔炼，从中获得镍铁合金。
[0033]参阅图1，本实施例提供了一种通过熔炼红土型镍矿获得镍铁合金的方法，包括以下步骤：
步骤10，将红土型镍矿的原矿破碎成粉料，其最大粒度不超过1—2mm，与细粒煤、返矿按比例配料，搅拌均匀，获得配合料;根据需要，调整所述返矿的比例，用于生产镍含量不同的产品;其中，所述返矿是炉渣分选后的渣粒，所述渣粒往往富含金属元素，能提高金属回收率;而且，所述渣粒起晶种作用，能诱导结晶，降低体系的反应温度，加速还原反应。
[0034]步骤20，利用对辊压球机，将所述配合料压制成料球，球径以40—50mm为宜;形成的所述料球进行筛分，筛下碎球返回，重新制球;因为是压制成型，得到的所述料球初始强度高，生产中不易碎;球径较大，且大小一致，通风效果好，煅烧均匀，有利于熔炼;原矿自带水分，制球时不需额外加水，能节约水资源。
[0035]步骤30，将完整的所述料球送入立式煅烧炉1，料球自上而下完成预热和煅烧后，获得金属化球团;所述立式煅烧炉1由直立的炉墙11围成炉体，所述炉体内部空间被倾斜的隔板12分隔成数个上下排列的炉膛;所述炉膛通过闸门13连通;位于所述炉体最上层的炉膛是预热带，利用所述闸门13控制料位的高低，和/或卸料速率，控制预热带的料球呈固定床;所述隔板12是多孔板或炉篦;其中，位于所述炉体最底层的所述炉膛是燃烧室，根据需要，选择煤气和/或辅助燃料，喷入所述燃烧室，所述辅助燃料包括煤粉、石油焦等，燃料在所述燃烧室内燃烧，能为料球的煅烧提供热空气，且，调节燃烧气氛。
[0036]在本实施例中，所述燃烧室吸入的热空气来自炉渣风淬工段，高温富氧;通过鼓风机21，将其抽出后送往所述立式煅烧炉1的所述燃烧室，所述热空气由下而上透过所述隔板12进入煅烧带;完成预热(干燥)的料球自上而下卸入所述煅烧带，与所述热空气相遇，完成煅烧;实现余热利用、节能能源。
[0037]煅烧过程中产生的废气继续上行，进入所述预热带，与入窑料球进行热交换，料球因此而得到干燥;所述废气温度下降，由炉顶引出，经净化后排入大气。所述燃烧室使用的所述煤气可从所述废气中回收;在炼钢厂，将产生的高温废气中的有益成分进行分离和回收，煤气回收主要通过物理、化学方法进行，其中，物理方法包括冷却、净化、调节等，化学方法则采用吸收、吸附、脱附等技术，在此不再赘述。
[0038]料球堆积后，其外部空间疏松透气，在料球外壳的煤炭消耗殆尽后，内部往往有炭残留，料球内部处于缺氧状态，高温下容易形成还原气氛，利于所述料球完成预还原反应;即，原料中的氧化镍被还原，生成金属镍的细小液滴，嵌布于矿粒中，至此，形成金属化球团;其中，铁的还原为逐级还原，即Fe2O3→Fe3O4→FeO，为了提高红土镍矿中镍含量，应控制还原条件使矿石中的Fe2O3还原为FeO，但不能还原为金属铁，以便与已经还原的金属镍分离，上述即是选择性还原，所述条件就是适宜的温度与气氛，根据需要调整。在本实施例中，温度控制在700—800℃范围内，炉内气氛调整至CO2与CO分压的比值大于0.5，用于避免生成金属铁，却能让氧化镍顺利还原生成镍单质。
[0039]通过与现有技术的对比，可以发现，有如下几点区别：
1、本发明经过压制成型得到的料球初始强度高，生产中不易碎;
2、本发明的窑炉结构迫使所述料球在运动中得到煅烧，彼此没有产生粘连的机会;
3、本发明在所述料球的配料中，不掺加助熔剂，用于防止低熔点矿物的大量生成;到熔分时，才将所述助熔剂掺入体系;也就是说，在相关技术的球团矿配料中，石灰是提前掺入的;本发明的料球内不掺石灰，即石灰块和萤石不在煅烧阶段加入，而是在熔炼阶段加入，此时已经不怕结瘤;所以，能防止提前反应，减少结瘤现象。
[0040]综上所述，物料失去结瘤的条件，因此，本发明能在还原焙烧阶段消除结瘤，达到发明目的。此外，本发明利用所述立式煅烧炉1进行预还原，另有优点，主要表现在：
1、在传统的床层中，当气体以较低速度自下而上通过均匀固体颗粒床层时，气体只在静止不动的固体颗粒空隙中穿过，固体颗粒床层的高度基本上维持不变，这样的床层称为固定床。随着气体流速增大，固体颗粒床层开始松动，固体颗粒的相对位置也在一定区域内调整，床层高度略有增加。随着气体流速进一步增大，即将进入流态化和气力输运阶段。区别于所述传统的床层，本发明在炉内增设倾斜的隔板12，气流自下而上透过倾斜的隔板12，在重力作用协助下，只需要少量的气流松动料层，就可以形成流态化，完成物料的搬运，所以，本发明能减少空气使用量。
[0041]2、因为物料在预热带呈固定床，物料在预热带停留时间长且可控，气体流量可调，经过充分热交换后，气流缓慢地从固定床中逸出，废气将自身热量几乎全部传递给物料后，才以接近环境温度排出所述立式煅烧炉1，所以，本发明能减少热量损失。
[0042]3、物料虽然磨成粉后换热快，但换热快慢与热耗多少是两码事：物料磨成粉后，虽因接触面积增大，导致换热快，但是，换热效果(热耗)除了与换热快慢有关，还与换热时间有关，换热效果是二者共同作用的结果;而且，磨粉作业是耗电大户。在保证质量的前提下，降低能耗(电耗、热耗之和)才是煅烧行业的最终目标;所以，只要设备保温过关，完全可以用时间换能耗，单纯固守悬浮工艺也不科学。例如，用立窑预加水成球工艺煅烧料球，所述料球由粉料粘结制成，在料球成型过程中虽然加了水，当年在与新型干法(悬浮工艺)的竞争中，立窑烧成热耗先进地区的平均水平可达850kcal/kg熟料，不输悬浮工艺;也就是说，悬浮工艺并不代表热耗低，采用悬浮工艺不是必须的。
[0043]因此，从中还可以认识到：
(1)本发明在预热阶段采用固定床，能减少空气使用量，并降低废气排放温度，因此提高了热效率。
[0044](2)本发明的所述立式煅烧炉1的炉膛采用多室结构，物料在来回折返中下落，均匀换热，在动态中煅烧，煅烧强度可调节，有利于保证产品质量。
[0045]步骤40，所述金属化球团经由所述立式煅烧炉1的卸料口卸出，送入熔分炉2，加入助熔剂后，进行熔炼;所述助熔剂包括石灰块或萤石;在冶炼过程中，金属和熔剂中常常含有杂质和非金属物质，加入石灰块后，石灰可以与这些杂质和非金属物质反应生成易于分离的炉渣，炉渣上浮，将炉渣除去后，即可提高金属的纯净度;萤石是一种含氟矿物，又称氟石，炼钢中作为助熔剂使用，加入氟石可降低石灰的熔点，改善炉渣流动性，提高脱硫效率。
[0046]在本实施例中，经过选择还原(预还原)，生成的金属化球团从上部热装入炉(1000℃)，因此可充分利用原料的物理热;所述立式煅烧炉1与所述熔分炉2相匹配，使熔分炉获得金属化原料，所述金属化球团在炉内进一步还原、熔化，使渣、铁分离，从而大大提高生产效率。所述熔分炉2又名熔融造气炉，通常，熔分炉每生产1t铁水，大约使用300kg型煤，可以节约焦炭及焦煤资源;同时，熔分炉也可以为所述立式煅烧炉1提供煤气作为燃料，缓解了直接还原受原料品位的制约，使普通煤种也可用于直接还原。
[0047]在本实施例中，所述熔分炉是一种利用电弧放电产生的热量进行金属冶炼的机械设备，它主要用于钢铁、铁合金、有色金属等的熔炼、加热和热处理;熔分炉的炉体呈圆筒形或长方体，一般由钢制成，炉盖和炉底由耐火材料依次砌成;熔分炉的炉体内部设置有电极，电极下方是炉体内的冶炼池，池底有一层保护层，用以防止炉底的冷却作用。
[0048]红土镍矿中主要含有NiO、Cr2O3、Fe2O3、Al2O3、SiO2等多种氧化物，在红土镍矿的熔点范围(1300℃-1400℃)内，其中氧化物稳定性依次为：Al2O3>Cr2O3>CaO>MgO>Fe2O3>SiO2>FeO>NiO，因此NiO将首先被还原，且还原温度小于FeO还原温度。利用选择性还原原理，可采取缺碳操作，使红土镍矿中几乎所有的NiO优先还原成金属镍，而高价态的Fe2O3适量还原为金属，其余还原为FeO进入熔渣，从而达到富集镍的目的。
[0049]现代冶炼技术通常都是利用上述区别，通过调整炉内温度、气氛，实现镍、铁的分离;例如，本实施例就是利用这一原理，将破碎后的红土型镍矿与还原剂(细粒煤)混合制球，在保护气氛下得到自还原产物，自还原产物在弱氧化气氛中选择性氧化得到氧化产物，氧化产物熔分后将金属与脉石分离，获得高品位镍铁合金;简而言之，镍铁合金的生产流程就是先还原、后氧化的过程。
[0050]在红土型镍矿中，镍的含量一般在1%～2%之间;如果原料的品位太低，可以将所述金属化球团冷却后，经粉磨、分选，精矿返回制球，尾矿制成矿粉;也可以在冶炼过程中，从所述熔分炉2的出渣口排放出熔炼炉渣，经破碎、粉磨后进行选矿，应用于本实施例，也相当于返矿，提高了金属回收率;通常情况下，炉渣的风淬(水淬)、破碎和分选要经历多次;经反复熔炼后，不断富集，可提升原料品位，以利于熔炼，获得高品位镍铁合金。本方法为生产高品位镍铁合金产品，含镍品位30%。
[0051]值得一提的是，不锈钢的镍含量是影响其性能的关键因素之一，不同类型的不锈钢含有不同范围的镍含量，不同的镍含量赋予了不锈钢不同的耐腐蚀性、机械强度和耐热性，从而适用于不同的应用场景，以满足不同的应用需求;但是，镍铁冶炼毕竟属于高能耗的行业，高品位镍铁合金的价格较高，如果用高品位镍铁合金生产不锈钢，似乎不是最佳选择;因此，根据需要，调节返矿掺入量，以此生产出镍含量不同的镍铁合金，包括先熔炼出镍含量8%—10%的镍铁合金，然后转入精炼炉，添加含铬金属后精炼，直接生产出不锈钢，能取得较佳的社会效益与经济效益。
[0052]铁和镍在许多化学性质上有所不同;铁是非常活泼的，容易与空气中的氧气反应，生成氧化铁;镍的活泼性比铁低，故不像铁那样容易被氧化，镍比铁更加稳定，具有更高的耐腐蚀性，不容易被氧化、硫化和碱性物质腐蚀;利用这个特性，制造不锈钢是镍的用途之一，所述不锈钢(Stainless Steel)是以不生锈、耐腐蚀为主要特性，且铬含量至少为10.5%、碳含量最大不超过1.2%的钢。
[0053]提到不锈钢的熔炼，也避免不了选择性氧化，关于所述选择性氧化，举例说明：在炼钢温度下碳和铬同时与氧相遇，氧化作用必有先后，这决定于元素同氧的亲和力的大小，亲和力大的先氧化，按照同氧亲和力的大小决定氧化顺序，就是选择性氧化;所述亲和力又与氧化转化温度有关，所述氧化转化温度指的是两种元素的氧化反应的吉布斯能变化与温度关系线交点的温度，当冶炼温度大于所述氧化转化温度时，碳比铬活泼，碳先氧化;当冶炼温度小于所述氧化转化温度时，铬比碳活泼，铬先氧化。也就是说，在较低的冶炼温度下，铬的氧化反应更容易发生，尤其是在没有达到特定氧化转化温度的情况下。
[0054]用吹氧法生产奥氏体不锈钢时，当铁水中的碳被氧化后，会有2%—2.5%的金属铬也被氧化，进入熔渣，造成铬的损失。因此，为了减少铬的氧化损失，必须使熔池温度远高于一般钢种的冶炼温度，让铁水中的碳先氧化，这通常通过提高冶炼温度来实现，以确保铬在冶炼过程中不被过度氧化。关于不锈钢的吹炼，在吹氧法诞生以前，谁都无法用低成本制造出不锈钢，原因也在于此。如何去碳保铬，可参考高碳真空吹氧法，它通过调整温度和气氛，实现去碳保铬;
例如，根据冶金物理化学计算，当CO分压小于标准大气压101325Pa时，氧化转化温度可降低，分压越小，氧化转化温度越低;又例如，当一氧化碳分压Pco=10132Pa时，铬含量W[Cr]=18%、碳含量W[C]=0.05%，氧化转化温度只有1601℃，这个温度在生产中是可以达到的;为了吹炼超低碳不锈钢，如碳含量W[C]=0.02%，当Pco=5066Pa时，氧化转化温度为1631℃，仍是可行的;采用真空或半真空吹炼，可以将铬一次配足，如果在常压下吹氧熔炼，不能将铬一次配足，否则，所述氧化转化温度太高，设备承受不了;而且，当碳含量越高时，氧化转化温度越低，所以，吹炼开始时，可以先在常压下吹氧脱碳，但当碳含量W[C]下降到一定程度后，必须采用真空吹炼。本实施例采用上述精炼操作，熔炼完成后，渣、铁分离，镍铁合金(包括不锈钢)作为产品，移出体系。
[0055]步骤50，执行出渣操作，所述出渣操作包括水淬，或风淬;所述炉渣经冷却、粉碎后，可分开存放，按需使用。
[0056]正常冶炼时，根据出渣时段不同，所述炉渣往往分为还原渣和氧化渣，其化学成分有所不同，矿物成分也不同;其中，最常见的所述还原渣是高炉炼铁产生的矿渣;本实施例中的所述金属化球团，也属于还原渣。最常见的所述氧化渣是炼钢产生的钢渣;在本实施例中，所述氧化渣包括吹氧除碳后的精炼渣;所述氧化渣是在精炼过程中形成的，特别是在氧化精炼过程中，通过吹氧的方式去除金属中的杂质，尤其是碳和其他易被氧化的杂质;这个过程不仅有助于提高金属的纯度，还能通过控制炉渣的成分和性质，优化精炼效果。
[0057]步骤60，所述炉渣经粉磨、分选后，获得渣粒和渣粉;
所述炉渣经粉磨、分选成为渣粒和渣粉，所述分选包括风选、磁选、电选;其中，获得的所述渣粒可根据需要作为返矿，按比例掺入所述配合料，用于制球;或者，所述渣粒作为冶金原料使用，例如用于炼铁。
[0058]在常规情况下，所述渣粉成为矿渣微粉;进一步地，所述渣粉是水泥，或钢渣磷肥，例如，通过炉渣重熔调整炉渣成分，让所述炉渣充当水泥熟料，经磨细后，即是水泥;或通过所述炉渣重熔，制造钢渣磷肥。
[0059]实施例2
在钢铁冶炼过程中，将铁和其他金属原料放入炉内进行加热，使其熔化并融合。熔化后的金属液便分为两部分，即炉渣和钢水。钢水是纯铁和其他成分的液态混合物，而炉渣则是各种非金属氧化物和杂质的混合物。其中，炉渣的来源包括：
(1)矿石中的脉石，所述脉石通常是硅铝酸盐;
(2)粗金属在精炼过程中形成的氧化物;
(3)冶炼过程中被侵蚀冲刷而掉下的炉衬材料(耐火砖);
(4)冶炼过程中加入的熔剂，如为了制造有一定流动性及有一定脱硫脱磷能力的炉渣而加入的石灰、萤石等。
[0060]炼钢是通过加热和加入其他元素来改变钢的成分及特性的过程，炉渣在冶炼过程中主要起分离杂质、富集有用金属及完成氧化精炼等作用，炉渣的成分决定了它的溶解度。在这个过程中，需要炉渣在足够的温度下保持一定时间，以使其完全溶解，才能实现最好的改善钢的成分和性能的效果。在钢铁生产时，出钢操作(排出钢液)时，不可能出得干净，炉渣中肯定残留有钢;通常是先出钢后出渣，意即在冶炼过程中，先从钢水中取出钢，再从炉渣中取出未完全冶炼的有用金属等物质，这种操作一般出现在电弧炉、转炉等高炉冶炼过程中。现有技术中，在出完钢后，炉渣随即完成历史使命，被当作废弃物处理，普遍的是作为水泥混合材低附加值的利用。
[0061]本发明首次提出炉渣重熔这一概念，所述炉渣重熔意即，在出完钢后，向炉渣中掺入辅助原料，经再次熔融，调整炉渣的化学成分。本发明利用炉渣，通过所述炉渣重熔工艺，制造水泥、化肥等无机材料。例如，在实施例1的基础上，本实施例在执行步骤50的所述出渣操作之前，进行炉渣重熔，用于制造水泥熟料。
[0062]在常规的水泥熟料生产中，主要控制原料的几个率值，包括：石灰饱和系数(KH)、硅率(SM)和铝率(IM)，通过率值可以简明表示化学成分与矿物组成之间的关系，明确地表示出水泥熟料的性能及其对煅烧的影响，是水泥生产质量控制的基本要素。其中，KH表示熟料中二氧化硅被氧化钙饱和、生成硅酸三钙的程度，一般控制在0.9左右;硅率是熟料中SiO2含量与Al2O3、Fe2O3含量之和的比值，一般控制在2.2左右，所述硅率反应液相的多少;铝率是熟料中Al2O3含量与Fe2O3含量的比值，一般控制在1.5左右，所述铝率反应液相的粘度;因为与常规生产不同，本实施例利用炉渣生产熟料，所以，所述硅率和所述铝率的控制已经不是太重要，本实施例主要关注石灰饱和系数(KH)的大小，在冶炼行业中，所述炉渣的碱度这一概念与之接近。
[0063]在造渣过程中，通过调节炉渣的碱度，可使大部分硫进入到炉渣中，因此，炉渣有较强的脱硫作用，既保证了钢水质量又减少了SO2的排放;其中，所述碱度是表示炉渣特性的指数，通常用碱性氧化物(如CaO)与酸性氧化物(如SiO2)的比值表示，炉渣碱度对炉渣的性能有着显著影响，随着碱度的提高，炉渣的流动性改善;而且，在熔炼过程中，随着石灰的不断加入，炉渣的碱度增加，其主要矿物组成也由CRS(橄榄石)→C3RS2(蔷薇辉石)→C2S(硅酸二钙)→C3S(硅酸三钙)转化;其中，在水热条件下，橄榄石类可以向含镁水化硅酸盐(如蛇纹石、滑石)转化，一般认为发生此反应的温度条件至少要达到400℃，这说明橄榄石类是惰性的，因此不会影响水泥性能;其中，硅酸二钙、硅酸三钙是水泥胶凝性的主导来源矿物。
[0064]硅酸盐水泥的主要矿物组成包括硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙和铁铝酸四钙;其中，硅酸三钙和硅酸二钙的总含量在70%以上，对水泥的胶凝性起着主导作用;硅酸三钙的水化反应速度快，放热量大，对水泥的早期强度贡献较大;而硅酸二钙则对水泥的后期强度有重要影响;这两种矿物共同作用，使得水泥具有优良的胶凝性能，是混凝土和其他水泥基材料中不可或缺的组成部分。在水泥熟料的烧成过程中，部分金属氧化物，如铁质原料和钢渣中的氧化铁，可以与熟料中的其他矿物质有机结合，形成共熔体，进而固溶于熟料中。这种固溶作用不仅能够保证熟料的强度，还能发挥矿化剂的作用，促进生料的易烧性，缩短熟料烧成时间。
[0065]在现有技术中，炉渣通常作为水泥混合材使用，本实施例在炉渣中掺入辅助原料，经过炉渣重熔，制成水泥熟料。本发明的渣粉得到了高附加值的利用;也就是说，常规的炉渣通常作为混合材掺入水泥，而本发明利用炉渣直接生成硅酸盐矿物，例如硅酸三钙、硅酸二钙等，作为水泥的主导矿物，它们是水泥胶凝性的主要来源。
[0066]而且，更有如下区别：
传统技术的烧结矿在配料时，要尽量避免硅酸二钙的生成，因为所述硅酸二钙有四种晶型，在缓慢降温时，会发生晶型转变，晶体的体积发生膨胀，因此产生内应力，导致烧结矿容易粉化，对烧结不利;与之相反的是，本发明在出完钢后，通过调整配比，要在炉渣中尽量生成硅酸二钙等有利于水泥性能的矿物;C2S(所述硅酸二钙)在低于500℃时，容易由β-C2S转变为几乎无水硬性的γ-C2S，体积膨胀10%，造成熟料粉化;当液相量较多，采用急冷可防止C2S晶型转变;而且，对于大多数硅酸盐矿物而言，缓慢冷却时，会因晶体发育过于完整，其水化活性反而降低;故在出渣时，通过水淬或风淬能让炉渣迅速降温、碎裂，快速跨过析晶温度区间，形成玻璃体或微晶，避免过度结晶导致晶体粗大、活性降低。在常见的水泥矿物中，硅酸二钙的水化热较小，本实施例适宜用来制造中热硅酸盐水泥、低热硅酸盐水泥。
[0067]在本实施例中，将煤炭、石灰石按比例加入炉渣中，通过执行吹氧操作，能把精炼渣调整成还原渣，让其中的金属氧化物尽量还原生成单质，方便磁选分离;剩余炉渣生成水泥矿物，籍此获得水泥熟料，所述水泥熟料经磨细后，即为水泥;在磨制的过程中通过选择性破碎，从中分离出金属元素。也就是说，通过所述炉渣重熔，可将大部分炉渣制成水泥熟料，然后在粉磨熟料的生产过程中，回收其中有用的金属成分，顺便把剩下的炉渣制成水泥。所以，本发明既可以改善钢的质量，提高生产效率，又能充分利用矿产资源和炉渣显热，避免浪费。
[0068]可选地，按需掺入还原剂，调整熔炼的温度和气氛，将氧化渣逆转化为还原渣;制成还原渣后，其中的FeO转换为单质铁，方便磁选;分离后可作为冶炼镍铁合金的返矿，或作为冶炼其他产品的原料，用于克服FeO进入熔渣带来的金属元素的流失;而且，还原操作可以消除铁元素的干扰，炉渣的颜色由灰黑转为无色，适宜用来生产白水泥。
[0069]此外，在现有技术中，某些钢渣可以充当肥料。钢渣磷肥的化学成分因生铁质量、助熔剂种类和数量及工艺条件的不同而异，掺加足量SiO2时，其主要成分为硅磷酸钙(5CaO·P2O5·SiO2和7CaO·P2O5·2SiO2)，掺加SiO2量不足时，则为磷酸四钙(Ca4P2O9)，所述钢渣磷肥的有效成分含量以P2O5计通常为16%～20%，国内出产的钢渣磷肥P2O5含量大多在3%～8%;虽然在鞍山、武汉、重庆等地钢铁厂均有出品，但因其中含磷量较低，加工成本较高，限制了它的推广应用。
[0070]在本实施例中，也可以在炉渣中添加磷灰石，经1350-1500℃高温熔融，然后用水骤冷，形成粒度小于2mm的玻璃质物料，经干燥磨细，可制成高质量的钙镁磷肥等，所述钙镁磷肥可称熔融含镁磷肥，它是一种含有磷酸根(PO43-)的硅铝酸盐玻璃体，所述钙镁磷肥可以视为钢渣磷肥的一种，其主要成分包括Ca3(PO4)2、CaSiO3、MgSiO3，它是一种多元素肥料，其水溶液呈碱性，故可以用来改良酸性土壤，或者，在培育大苗时作为底肥，缓慢释放养分，植物得以吸收，效果较好;利用炉渣重熔工艺，生产所述钢渣磷肥，可降低制造成本。
[0071]此外，铬元素在人体内的主要存在形式是三价铬和六价铬，三价铬是人体必需的微量元素之一，有助于维持人体正常的生理功能;然而，六价铬却是一种有毒物质，对人体健康构成潜在威胁;六价铬为吞入性毒物/吸入性极毒物，皮肤接触可能导致过敏，更可能造成遗传性基因缺陷，吸入可能致癌，对环境有持久危险性;但是，这些都是六价铬的特性，铬金属、三价或四价铬并不具有这些毒性;如果所述炉渣中有所述六价铬残留，经过所述炉渣重熔，将所述六价铬还原后，可消除毒性，能取得预想不到的效果。
[0072]实施例3
在红土镍矿的冶炼过程中，采用焙烧和电炉熔炼的方式生产镍铁，这一过程会产生大量的炉渣;具体地说，每生产1t镍铁，就会产生大约7-10t的炉渣，其中镍渣占主要部分;这些炉渣不仅占用了大量土地，还可能造成环境污染，因此，研究这些炉渣的综合利用具有重要意义。本实施例在炉渣的破碎、制粉、选矿过程中，通过磨粉机、分离装置和选粉机的联合作业，能在冶炼的同时，提升原料品位，提高金属回收率，并获得矿渣微粉，或水泥，或化肥。
[0073]参阅图2，在实施例1或实施例2的基础上，将获得的所述炉渣送入所述磨粉机碾压，由所述分离装置进行分选，再由所述选粉机调节最终产品的细度。具体地说，经过磁选的所述炉渣喂入所述磨粉机，所述磨粉机是料床粉磨设备，包括立磨3，或辊压机;所述分离装置是旋风分离器31，所述选粉机是转子式选粉机32;所述炉渣经过碾压、分选和选粉，所述分选的手段包括风选，以及，磁选和/或电选;经分选后，粗颗粒和金属排出，根据需要，可作为返矿掺入所述配合料，或用于其他金属熔炼;粗粉、中粗粉返回所述磨粉机，再次进行碾压;细粉作为成品，由粉体收集设备收集。
[0074]详细地说，立磨3(立式磨)的主要工作部件为磨盘和磨辊，电动机通过减速器驱动磨盘转动，磨辊在磨盘上绕自身轴心滚动，物料通过锁风喂料装置经下料溜管落到磨盘中央，由于离心力的作用形成环形料床，并被钳入磨辊和磨盘之间的缝隙，受到挤压作用而被粉碎，同时由于相对滑动而产生剪切力，使物料被磨细;立磨是利用磨辊对磨盘上的物料进行挤压，并依靠气流将符合细度要求的颗粒带出磨外，经收尘器收集而成为成品;在立磨内部，气流中粒度较大的颗粒在重力作用下，重新落回磨盘进行粉磨，这个过程要进行多次，才能使其细度达到要求;辊压机由两个相向同步转动的挤压辊组成，一个为固定辊，一个为活动辊;立磨和辊压机均为料床粉磨设备。
[0075]长期以来，在选矿行业中，通常选用管磨机作为磨矿设备，所述管磨机包括球磨机，所述球磨机在其筒体内装入一定数量的钢球作为研磨介质，球磨机中钢球的主要作用是对物料进行冲击破碎，同时也起到一定的研磨作用;现有技术往往采用球磨机，它的粉磨效率极低，能耗很高;根据世界各国粉磨工作者的研究和试验测定证明，管磨机的粉磨效率只有百分之几，其余为声能消耗、研磨介质与衬板的磨损能量消耗等;其根本原因在于，管磨机通常采用单颗粒粉碎原理，在单颗粒粉碎中，每一个颗粒都靠与粉碎设备接触，并受到其直接的压力或剪切力而粉碎，而料层粉碎与此不同;
在入磨物料中，微观结构决定力学性能，因为矿物结构不同，造成抵抗破坏的能力不同;所述球磨机中钢球的主要作用是对物料进行冲击破碎，冲击力度无差别，不该撞碎的部分往往会被撞得更碎，因此容易产生过粉磨。区别于所述单颗粒粉碎，所述料床粉磨设备采用料床粉碎(或称料层粉碎)原理，只有少部分的颗粒与粉碎设备直接接触，物料在压力的作用下，相互挤压而粉碎，料层粉碎的粉碎效率高，物料在相互的挤压过程中粉碎，没有无谓的能量浪费，因此节能。而且，在通常情况下，即便是最硬的矿物，其硬度也不会超过钢球，钢球对物料的击打是无差别的，不论软矿、硬矿，全部击碎，暂时不用打碎的也被击碎了，因此产生能量浪费。而使用磨辊在碾压矿物颗粒集群时，总是软矿先碎，然后软矿粒躲在由硬矿撑起的空间内，籍此逃避进一步挤压，因此，避免了能量浪费。
[0076]在本实施例中，所述炉渣被所述立磨3粉磨后，喂入所述分离装置，所述分离装置是旋风分离器31，所述旋风分离器31又称旋风筒、旋风除尘器，它是利用气固混合物在作高速旋转时所产生的离心力，将固体颗粒从气流中分离出来的干式气固分离设备;所述炉渣进入所述旋风分离器31后，物料中的粗粒在离心力作用下，从物料中分离出来;在相同的研磨条件下，这部分物料磨不动，相当于粉磨机械被动地进行了筛选;这说明所述粗粒大概率是金属单质(包括铁质)或富含铁元素的橄榄石类，等等，均较硬;而在细料中，金属元素的含量相对较少。
[0077]在所述炉渣中，包含金属单质和富含金属元素的橄榄石类，其硬度大，难以磨细。若是大块，其金属元素含量更高，会从所述立磨3的排渣口排出，剩下的是造渣矿物的主体，即普通硅酸盐矿物。橄榄石类矿物属于斜方晶系，其晶体呈柱状、粒状，无色或灰白色，具有玻璃光泽。这类矿物具有较好的热稳定性，这些特性使得橄榄石类矿物在加工过程中更难以磨细。相比之下，普通硅酸盐矿物在加工过程中相对容易磨细，这主要是因为它们的晶体结构和物理性质使得加工更为容易。
[0078]也就是说，橄榄石类矿物与所述普通硅酸盐矿物相比，一个难以磨细，一个相对易磨，这样，在相同的粉磨条件下，粗细会有所区别，进行风选后，利用粒径的差异，可以实现渣粒和渣粉的分离，其中，渣粒富含金属元素，渣粉多是硅酸盐矿物。因此，将所述渣粒(即所述粗粒、粗料)分离后作为返矿，提高了金属回收率。
[0079]然后，通过所述旋风分离器31，气流将所述细料从物料中分离出来，并将其输送到所述选粉机;在本实施例中，所述选粉机是转子式选粉机32，所述转子式选粉机32通过转子产生高速旋转气流;所述细料随气流进入所述转子式选粉机32的选粉室，所述细料中的粗重颗粒受到惯性离心力的作用被甩向选粉室的内壁面，碰撞后失去动能沿壁面滑下，落入粗粉收集锥中，其余的颗粒被旋转上升的气流带走，经过大风叶的作用区时，在大风叶的撞击下，又有一部分粗重颗粒被抛向选粉室的内壁面，碰撞后失去动能沿壁面滑下，进入所述粗粉收集锥;通过大风叶后，中粗粉和细粉在上升气流的携带下，继续上升穿过立式导向叶片进入二级选粉区，在旋转的笼型转子产生的强烈而稳定的平面涡流作用下，含尘气流中的中粗粉在离心力的作用下被抛向立式导向叶片，撞击后失去动能落入中粗粉收集锥，由中粗粉管排出;通过调节转子的转速，可调节所述细粉的粒径大小，符合要求的所述细粉经过笼型的所述转子随气流排出，经粉体收集设备收集成为成品;本实施例的成品细度设定为400目全部通过，即粒径不超过37微米。
[0080]在本实施例中，所述粗重颗粒(粗粉)和所述中粗粉是指中间粒径的物料，其粒度不合格，故返回所述磨粉机，再次进行碾压;金属微粒往往会被熔融的玻璃体包裹，再次碾压时，玻璃体碎裂，所述金属微粒得以暴露，方便磁选、电选。
[0081]铁和镍在一些物理性质上有区别，铁的密度为7.87g/cm3，而镍的密度为8.90g/cm3，镍的密度比铁的密度大;铁的熔点为1535℃，而镍的熔点为1455℃;铁和镍都是磁性金属，但镍的磁性比铁低一些;在硅酸盐矿物中，钙铁橄榄石是一种含有铁元素的矿物，因此具有磁性，但磁性较弱;据此，可以采用磁选。另外，材料根据其导电性分为导体、半导体和绝缘体三大类，电选是根据矿物与脉石颗粒导电率的不同，在高压电场中进行分选的方法，故还可辅助以电选。
[0082]本实施例在所述选粉机后设置粉体收集设备，所述粉体收集设备包括收尘器4，所述收尘器4是袋收尘器或电收尘器，用于产品收集和环保;通过所述粉体收集设备，获得所述细粉，所述细粉即是矿渣微粉。系统废气得到净化，再由与所述粉体收集设备连接的引风机41引出，排放至大气。
[0083]综上所述，本发明通过粉磨，配合以分选，实现了金属的富集。
[0084]也就是说，本发明通过利用立磨3粉碎炉渣，在粉磨过程中，可从炉渣中分离出富含金属元素的组分，即渣粒，所述渣粒可作为返矿参与配料，或作为炼铁的精矿使用，实现金属矿物(包括镍矿)的富集，利于金属冶炼;同时，所述炉渣中的脉石矿物被磨细，以此获得矿渣微粉。进一步地，若所述炉渣经过重熔，可获得水泥或钢渣磷肥，用于取代所述矿渣微粉。因此，本发明一举多得，最终会取得节约能源的效果。
[0085]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
说明书附图(2)
