處理紅土鎳礦的系統及其在處理紅土鎳礦中的應用的制作方法

本發明涉及處理紅土鎳礦的系統，本發明進一步涉及該系統在處理紅土鎳礦中的應用，屬于紅土鎳礦的處理領域。

背景技術：

轉底爐直接還原工藝多采用物料成型(壓球或者造球)—烘干—直接還原流程，成型后的球團需經烘干后才能布入轉底爐，因此須單獨設置烘干設備進行烘干；此外，經轉底爐直接還原的產物，還需經過冷卻后才能排出轉底爐外，并通過設置在轉底爐冷卻段上的水冷壁進行冷卻，這也造成了還原產物熱量的浪費。

紅土鎳礦原料含水可達到30％，與還原劑、添加劑混合成型后的球團含有較高的水分，常規工藝中需要增加烘干裝置將球團烘干才可進入轉底爐工序。

公開號為cn1235268a的中國發明專利公開了一種用于回轉工作臺，尤其是轉底爐的進料與布料裝置。該裝置包括物料進給機構(2,3)，物料移送機構(304)和物料重力傾倒導槽(4)，上述設備包括用于差分的分配物料的靜態裝置，所述機構包括傾倒導槽(4)的布料前緣(214)，它具有基本上為曲線的外形，該曲線的導數是回轉工作臺(10)的在工作臺中心和其邊緣之間的部分的半徑的遞增線性函數。傾倒導槽(4)相對回轉臺(10)大致徑向地設置，并且設置在一個幾乎平行于所述回轉工作臺(10)的平面的平面上，并且與一料槽(5)一起動作，該料槽的出口邊緣(205)靠近工作臺的表面設置，并且具有與傾倒導槽(4)的布料前緣(214)基本類似的曲線外形。傾倒導槽(4)由固定在所述導槽(4)的基部(204)上的多個隔壁(114)分隔成多個通道(104)，導槽(5)被多個隔壁(115)分隔多個通道(105)，通道具有與導槽(4)的通道(104)的料口一樣的截面。供料裝備(103)包括用于操縱將傾倒導槽(4)分隔成通道(104)的所述隔壁(114)的機構，所述隔壁可以相對所述導槽(4)得基部(204)移動。同時，供料調節裝置包括動態機構(103)，用于在傾倒導槽(4)的整個橫截面上進行差分式供料，該裝置設置在導槽(4)和進給裝置(2，3)之間。動態的差分供料裝置包括多個閘門(113)，這些閘門具有適當的相互獨立的操作裝置(123)并且被設置成可控制由導槽所分隔成的每一條通道(104)的入口。這些閘門都安裝在一個傾倒導槽(4)的頂部上形成的滑槽(203)中。以上裝置通過合適的懸掛機構(101)安裝在一個支撐框架(1)上；該方法所存在的主要缺陷是無法處理未烘干的球團，需要在造球階段加入烘干工藝，增加了工藝能耗；同時無法直接利用煙氣所攜帶的熱量，增加熱損失。

申請號為201510648755.7的中國發明專利公開了一種用于轉底爐中的冷卻與烘干同步的方法，具體步驟如下：首先，將轉底爐紅球通過第一導料槽均勻地落在進料端a2的該下層鏈板上，同時將該轉底爐生球通過第一布料器均勻地落在進料端b1的該上層鏈板上；其次，通過調節該上層鏈板和該下層鏈板的轉速，確保二者的轉動方向相反；隨后，冷空氣上升并穿過位于該下層鏈板上的紅球，對該紅球進行降溫，同時冷空氣溫度升高轉變成預熱空氣；然后，該預熱空氣繼續上升，再穿過該上層鏈板上的生球，對該生球進行烘干，預熱，同時該預熱空氣溫度下降，轉變成含有一定熱量的熱空氣；最后，該熱空氣被抽出，進入塵降室，再由該塵降室進入該除塵室，通過該除塵室轉入轉底爐中的空氣預熱系統中使用。該方法中轉底爐還原產品紅球須排出轉底爐爐外才能進行冷卻處理，不僅需要單獨設置冷卻裝置，還會造成熱量損耗；此外，對轉底爐還原產品采用空氣冷卻，容易造成轉底爐產品的氧化，會降低產品的金屬化率，影響產品品質。

申請號為201510649237.7的中國發明專利公開了一種用于轉底爐中冷卻、烘干同步的高效裝置，其包括：軸承座，第一軸承，第二軸承，上網鏈/鏈板，下網鏈/鏈板，抽風機，機殼，上分隔墻，中分隔墻，下分隔墻，檢修門，風箱，擋料板，支撐架，減速機和驅動電機；該上鏈板的兩端分別安裝并連接該第一軸承，該下鏈板分別安裝并連接該第二軸承，并且該第一軸承和該第二軸承呈上下位置關系固結在該軸承座上；該機殼放置在該支撐架上，在該機殼上開設該檢修門，且該檢修門置于該支撐架上，該風箱位于該機殼之上，該抽風機位于該風箱上方；在該機殼內部，該上分隔墻位于該上鏈板之上；該中分隔墻位于該上網鏈/鏈板和該下鏈板之間；該下分隔墻位于該下鏈板的下方。該方法中轉底爐還原產品須排出轉底爐爐外才能進行冷卻處理，不僅需要單獨設置冷卻裝置，還會造成熱量損耗；此外，對轉底爐還原產品采用空氣冷卻，容易造成轉底爐產品的氧化，會降低產品的金屬化率，影響產品品質。

綜合上述可見，在目前利用轉底爐處理紅土鎳礦的工藝中，生球的烘干和還原產物的冷卻分別采用不同的設備和工藝進行處理，占地面大，工藝流程長，熱利用效率低，這不僅建設成本增大，還會造成能耗指標偏高、生產成本偏高等問題，亟待改進。

技術實現要素：

本發明的目的之一是提供一種用于處理紅土鎳礦的系統，采用本發明的系統處理紅土鎳礦，可以采用含水的紅土鎳礦生球直接進入轉底爐，在轉底爐內實現生球的烘干、預熱，再經轉底爐直接還原獲得還原產品，通過后續干式磁選工序，獲得高品位的鎳鐵顆粒；

本發明的目的之二是將所述的系統應用于處理紅土鎳礦；

本發明的上述目的是通過以下技術方案來實現的：

本發明首先提供了一種用于處理紅土鎳礦的系統，包括：烘干系統、壓球成型系統、轉底爐直接還原系統和干式磁選系統；其中，所述烘干系統的出料口與所述壓球成型系統的入料口相通，所述壓球成型系統的出料口與所述轉底爐直接還原系統的入料口相通，所述轉底爐直接還原系統的出料口與所述干式磁選系統的入料口相通。

所述轉底爐直接還原系統包括布料裝置烘干及預熱、轉底爐預熱及直接還原、轉底爐冷卻及氧化、轉底爐出料，其結構包括環形爐體和可轉動的環形爐底，該環形爐體由內周爐壁、外周爐壁和環形爐頂組成，內周爐壁與外周爐壁同軸設置，環形爐頂的內、外邊分別連接在內周爐壁和外周爐壁的頂端，形成環形爐膛，所述的環形爐底對應設在該環形爐膛的下方；在該環形爐膛內沿圓周依次設置有布料區、預熱區、中溫區、高溫區和冷卻區，且冷卻區和布料區相鄰，布料區和預熱區之間、高溫區和冷卻區之間用徑向的擋墻分隔，在該擋墻的下端與環形爐底之間留有能夠至少通過一層物料的間隔；在該預熱區、中溫區和高溫區的內、外周爐壁上裝有燒嘴，在冷卻區和布料區的爐底之間設有出料裝置；在該布料區和冷卻區之上橫向設置溜槽布料器，溜槽布料器橫斷面兩端位于擋墻之間；在所述溜槽布料器上方的爐頂的一側設有給料通道；在所述的冷卻區靠近環形爐底的內、外周爐壁上設有氣體噴吹裝置；在溜槽布料器上方的轉底爐爐頂設有排氣裝置；

優選的，設置在內、外周爐壁的氣體噴吹裝置的高度高于進入冷卻區的物料的厚度；所述的出料裝置是螺旋出料器。

所述溜槽布料器由多段與水平面有一定角度的傾斜式溜槽組成，各段傾斜式溜槽首尾依次相連且在圓周方向相互交替錯開排列，每段傾斜式溜槽末端與擋墻形成下料通道，在每一個下料通道對應的下段傾斜式溜槽的首端設置下料擋板；首段傾斜式溜槽位于給料通道的正下方，末段傾斜式溜槽的末端位于布料區的上方；固定裝置將各段傾斜式溜槽固定在一起并與爐頂的振動給料器相連；所述傾斜式溜槽均呈扇形，其兩端的弧度與轉底爐圓周方向上的弧度一致，其橫斷面與轉底爐徑向方向平行。

優選的，給料通道沿轉底爐徑向的寬度與第一段傾斜式溜槽的寬度相同；

優選的，下料通道的尺寸為100～200mm；本發明發現，下料通道寬度為100mm～200mm可使球團順利落下。若尺寸過小，物料下落速度過慢，影響布料效果；若尺寸過大，物料下落集中，會導致球團堆積。

優選的，擋墻與轉底爐爐底的間隔距離是60～150mm。布料裝置兩端的擋墻距離轉底爐爐底高度為60～150mm，用于將冷卻區、布料區與其他區域隔離開，確保噴吹氣體對高溫還原產物冷卻的同時不會影響其他區域氣氛，且換熱后的氣體可上行烘干和預熱生球；此外，還不會影響各區域的物料移動。若擋墻距離爐底高度過大，不能保證隔離效果；若高度過小，會影響物料在爐內的運動。

優選的，傾斜式溜槽與水平的夾角為5～15°，若夾角過小，球團在布料裝置中停留時間過長，會影響生產效率；若夾角過大，球團停留時間過短，無法達到充分的烘干效果，球團在進入預熱區后會發生爆裂。

優選的，最末段傾斜式溜槽的末端最低點距離轉底爐爐底高度為40～80mm，若該距離過大，球團在落下過程中會更易碎裂；若距離過小，底端受熱過多，影響裝置的壽命。

所述的傾斜式溜槽在環形爐體徑向上被弧形的隔板均分為多段溜槽跑道，且隔板與環形爐體為同心圓弧，隔板的高度高于物料在溜槽跑道上的厚度。

優選的，溜槽跑道數量為2～5個，若數量過少，則生球在單條溜槽上容易造成堆積，影響烘干及鉛鋅揮發效果；若數量過多，則單條溜槽尺寸過小，粒徑較大的生球無法進入。

優選的，隔板的高度為60～80mm，同時其高度比料層高出至少20mm，由此可使得上段溜槽的給料球團全部給入下段溜槽，并直至全部布料至轉底爐爐底。

所述傾斜式溜槽由金屬網或均勻分布氣孔的金屬板制成；所述氣孔優選為圓形氣孔，更優選的，所述圓形氣孔的直徑為4～7mm。氣孔直徑過小，氣體與生球團的接觸面小，影響其烘干效果，氣孔直徑過大，生球團會漏下或卡在氣孔內。

優選的，所述溜槽布料器在圓周方向距轉底爐兩側爐壁的距離為100～200mm；該距離可以保證溜槽式布料器不會碰撞到轉底爐側壁，且還可將球團布滿轉底爐爐底。

本發明對溜槽布料器的進一步的改進，在傾斜式溜槽之間設置多個輻射管，在傾斜式溜槽之間設置的輻射管沿轉底爐徑向方向均勻布置，并橫貫于內、外周爐壁之間；所述輻射管的輻射溫度為200～1000℃，以實現對上方、下方溜槽內生球團的預熱和干燥。

優選的，所述輻射管的輻射溫度為200～1000℃，若溫度過低，無法起到烘干的效果；若溫度過高，則會影響輻射管壽命。

優選的，首段傾斜式溜槽與第二段傾斜式溜槽之間的輻射管溫度為200～500℃，其后的輻射管溫度為500～1000℃。由此，輻射管可對生球團進行進一步干燥和預熱，且隨著輻射管輻射溫度自上而下的逐漸升高，生球團先經低溫、中溫，再經高溫干燥和預熱，這樣可有效提高球團的干燥和預熱效率，同時最大程度地減少球團的爆裂。

優選的，同一層輻射管距離為500～900mm，若距離過大，無法將生球團加熱到所需溫度；若距離過小，則會造成熱量的浪費。

本發明進一步提供了一種應用所述系統處理紅土鎳礦的方法，包括：

(1)將紅土鎳礦、還原劑和添加劑采用烘干系統烘干至一定水分；

(2)將烘干的物料混合均勻后在壓球成型系統制成含水生球團；

(3)含水生球團通過轉底爐直接還原系統的給料通道布入到溜槽布料器，通過溜槽布料器的傾斜式溜槽逐步下降；其中，氣體噴吹裝置噴吹的氣體與進入到冷卻區的高溫還原產物進行熱交換產生預熱氣體，上行的預熱氣體以及設置在溜槽布料器中的輻射管產生的輻射熱量共同對在傾斜式溜槽中逐步下降的生球進行加熱烘干并使球團得到預熱；預熱的球團通過溜槽布料器的最末段溜槽的下料通道到達轉底爐布料區，依次經過轉底爐預熱區、中溫區、高溫區發生還原反應，得到高溫的還原產物；高溫的還原產物進入冷卻區，與氣體噴吹氣體裝置噴吹的氧化性氣體接觸，將高溫的還原產物冷卻并生成預熱氣體，在擋墻的作用下預熱氣體上行至布料裝置烘干含水生球團；同時噴吹的氧化性氣體將還原產物中的部分金屬鐵氧化；冷卻后的還原產物通過出料裝置排出爐外；

(4)將排出爐外的還原產物送入干式磁選系統，分別獲得高品位的鎳鐵顆粒和非磁性渣。

其中，高溫還原產物到達冷卻區后，與氣體噴吹裝置噴出的氧化性氣體接觸，一方面發生熱交換，高溫還原產物被氣體冷卻，而預熱的氣體繼續上行用于烘干含水的生球團；另一方面氧化性氣體與還原產物發生反應，根據熱力學性質，金屬鐵將優先于金屬鎳發生氧化，因此將會有部分金屬鐵生成氧化鐵，而金屬鎳基本不會被氧化，從而提高了還原產物中的鎳品位，產品品質得以提升。

優選的，步驟(1)中紅土鎳礦烘干后含水25％，還原煤及添加劑烘干后含水10％；若烘干后水分含量過高，在布料裝置中無法將球團烘干至滿足轉底爐要求，在還原過程中會發生爆裂；若烘干后水分含量過低，則會浪費煙氣熱量。

優選的，步驟(2)中所述含水生球團的水分含量不超過15％；若水分含量過高，無法滿足轉底爐生產要求，在還原過程中會發生爆裂。

優選的，步驟(3)中氣體噴吹裝置噴吹的氣體為氧含量15～40％的氧化性氣體；噴吹的氧化性氣體在加速高溫還原產物冷卻的同時，還會與還原產物中的金屬發生氧化反應，由于金屬鐵比金屬鎳更易被氧化，因此一部分金屬鐵變成氧化物，而金屬鎳不受影響，從而提高了還原產物的鎳品位。

優選的，步驟(3)中輻射管的輻射溫度為200～1000℃；所產生的熱煙氣及水蒸氣通過排氣裝置排出轉底爐外，所排出的熱煙氣送往前段烘干系統用于烘干物料。

本發明系統處理紅土鎳礦的方法可以采用含水的紅土鎳礦生球直接進入轉底爐，在轉底爐內實現生球的烘干、預熱，再經轉底爐直接還原獲得還原產品，通過后續干式磁選工序，獲得高品位的鎳鐵顆粒。

應用本發明系統處理處理紅土鎳礦的主要有益效果包括：

(1)采用含水的紅土鎳礦生球直接入爐，取消了工藝前端的烘干流程，節約投資，同時降低能耗。

(2)有利于獲得鎳品位更高的鎳鐵金屬顆粒，提高了產品品質。

附圖說明

圖1顯示了根據本發明一個實施例的轉底爐處理紅土鎳礦的系統和方法的流程示意圖。

圖2顯示了根據本發明一個實施例的轉底爐直接還原過程的流程示意圖。

圖3顯示了根據本發明一個實施例的轉底爐俯視結構示意圖。

圖4顯示了根據本發明的溜槽結構俯視圖。

圖5顯示了根據本發明的溜槽橫斷面剖視圖。

圖6顯示了根據本發明一個實施例的溜槽布料器在轉底爐圓周方向結構示意圖。

附圖標記說明：

1、布料區；2、預熱區；3、中溫區；4、高溫區；5、冷卻區；6、隔板；7、氣體噴吹裝置；8、圓形氣孔；9、下料擋板；10、出料裝置；11、溜槽跑道；12、溜槽；13、下料通道；14、輻射管；15、振動給料器；16、固定裝置；17、給料通道；18、擋墻；19、排氣裝置。

具體實施方式

下面結合具體實施例來進一步描述本發明，本發明的優點和特點將會隨著描述而更為清楚。但是應理解所述實施例僅是范例性的，不對本發明的范圍構成任何限制。本領域技術人員應該理解的是，在不偏離本發明的精神和范圍下可以對本發明技術方案的細節和形式進行修改或替換，但這些修改或替換均落入本發明的保護范圍。

參考圖1-圖2，本發明提供了一種處理紅土鎳礦的系統，烘干系統s100、壓球成型系統s200、轉底爐直接還原系統s300和干式磁選系統s400；其中，所述烘干系統s100的出料口與所述壓球成型系統s200的入料口相通，所述壓球成型系統s200的出料口與所述轉底爐直接還原系統s300的入料口相通，所述轉底爐直接還原系統s300的出料口與所述干式磁選系統s400的入料口相通；其中，所述烘干系統可以采用轉底爐排氣裝置排出的熱煙氣進行物料烘干。

參考圖3-圖6，所述轉底爐直接還原系統s300包括布料裝置烘干及預熱(s301)、轉底爐預熱及直接還原(s302)、轉底爐冷卻及氧化(s303)、轉底爐出料(s304)，其結構包括環形爐體和可轉動的環形爐底，該環形爐體由內周爐壁、外周爐壁和環形爐頂組成，內周爐壁與外周爐壁同軸設置，環形爐頂的內、外邊分別連接在內周爐壁和外周爐壁的頂端，形成環形爐膛，所述的環形爐底對應設在該環形爐膛的下方；在該環形爐膛內沿圓周依次設置有布料區1、預熱區2、中溫區3、高溫區4和冷卻區5，且冷卻區5和布料區1相鄰，布料區1和預熱區2之間、高溫區4和冷卻區5之間用徑向的擋墻18分隔，在該擋墻18的下端與環形爐底之間留有能夠至少通過一層物料的間隔；在該預熱區2、中溫區3和高溫區4的內、外周爐壁上裝有燒嘴，在冷卻區5和布料區1之間的爐底上設有出料裝置10，在該布料區1和冷卻區5之間的爐底上設有溜槽布料器，且溜槽布料器橫斷面兩端位于擋墻18之間；在該溜槽布料器上方的爐頂對應于冷卻區5的一側設有給料通道17；在所述的的轉底爐冷卻區5靠近環形爐底的內、外周爐壁上設有氣體噴吹裝置7；在溜槽布料器上方的轉底爐爐頂設有排氣裝置19。

優選的，設置在內、外周爐壁的氣體噴吹裝置7的高度高于進入冷卻區的物料的厚度；所述的出料裝置10是螺旋出料器。

所述溜槽布料器由多段與水平面有一定角度的傾斜式溜槽12組成，各段傾斜式溜槽首尾依次相連且在圓周方向相互交替錯開排列，每段傾斜式溜槽12末端與擋墻18形成下料通道13，在每一個下料通道13對應的下段傾斜式溜槽12的首端設置下料擋板9；首段傾斜式溜槽12位于給料通道17的正下方，末段傾斜式溜槽12的末端位于布料區1的上方；固定裝置16將各段傾斜式溜槽12固定在一起并與爐頂的振動給料器15相連；所述傾斜式溜槽12均呈扇形，其兩端的弧度與轉底爐圓周方向上的弧度一致，其橫斷面與轉底爐徑向方向平行；傾斜式溜槽12被多個弧形的隔板6均勻分隔成多個溜槽跑道11，且隔板6與環形爐體為同心圓弧，隔板6的高度高于物料在溜槽跑道11中的厚度；優選的，給料通道17沿轉底爐徑向的寬度與第一段傾斜式溜槽的溜槽跑道的寬度相同。

優選的，下料通道13的尺寸為100-200mm；

優選的，擋墻18與轉底爐爐底的間隔距離是60-150mm；

優選的，傾斜式溜槽12與水平的夾角為5～15°；

優選的，最末段傾斜式溜槽12的末端最低點距離轉底爐爐底高度為40～80mm；

所述的傾斜式溜槽12在環形爐體徑向上被弧形的隔板6均分為多段溜槽跑道11，且隔板6與環形爐體為同心圓弧，隔板6的高度高于物料在溜槽跑道11上的厚度；

優選的，溜槽跑道11數量為2～5個；

優選的，隔板6的高度為60～80mm；

所述傾斜式溜槽12由金屬網或均勻分布氣孔8的金屬板制成；所述氣孔8優選為圓形氣孔，更優選的，所述圓形氣孔8的直徑為4～7mm；

優選的，所述溜槽布料器在圓周方向距轉底爐兩側爐壁的距離為100～200mm。

本發明對溜槽布料器的進一步的改進，在傾斜式溜槽之間設置多個輻射管14，在傾斜式溜槽12之間設置的輻射管14沿轉底爐徑向方向均勻布置，并橫貫于內、外周爐壁之間；

優選的，所述輻射管14的輻射溫度為200～1000℃，若溫度過低，無法起到烘干的效果；若溫度過高，則會影響輻射管壽命；

優選的，首段傾斜式溜槽12與第二段傾斜式溜槽12之間的輻射管14溫度為200～500℃，其后的輻射管14溫度為500～1000℃。由此，輻射管14可對生球團進行進一步干燥和預熱，且隨著輻射管輻射溫度自上而下的逐漸升高，生球團先經低溫、中溫，再經高溫干燥和預熱，這樣可有效提高球團的干燥和預熱效率，同時最大程度地減少球團的爆裂；

優選的，同一層輻射管14距離為500～900mm。

一種應用所述的系統處理紅土鎳礦的方法，包括：

(1)將紅土鎳礦、還原劑和添加劑采用烘干系統料s100烘干至一定水分；

(2)將烘干至一定水分的物料混合均勻后在壓球成型系統s200制成含水生球團；

(3)含水的生球團通過轉底爐直接還原系統s300的給料通道17步入到溜槽布料器，通過溜槽布料器的傾斜式溜槽12逐步下降，到達傾斜式溜槽12末端通過下料通道13給至下層傾斜式溜槽12，逐步下降后到達最末段傾斜式溜槽12，通過其下料通道13均勻給料至轉底爐爐底的布料區1完成布料；烘干的生球依次經過轉底爐預熱區2、中溫區3、高溫區4，在此過程中球團不會發生明顯的爆裂現象，同時發生還原反應，生成高溫的還原產物。高溫還原產物到達冷卻區5后，與氣體噴吹裝置7噴吹的氧化性氣體進行熱交換，起到冷卻還原產物的目的，使得冷卻區5內熱態還原產物進一步冷卻，同時氣體被預熱；此外，氣體噴吹裝置7噴吹的氧化性氣體還會與還原產物發生反應，根據熱力學性質，金屬鐵將優先于金屬鎳發生氧化，因此將會有部分金屬鐵生成氧化鐵，而金屬鎳基本不會被氧化，從而提高了還原產物中的鎳品位，產品品質得以提升。預熱氣體通過擋墻18的作用向上運動，并通過在溜槽12上設置的圓形氣孔8傳遞給含水生球團，輻射管14通過產生的熱量也輻射至含水生球團，共同對含水生球團進行預熱和干燥，進一步降低球團水分、提高球團預熱溫度，烘干和預熱產生的煙氣和水蒸氣則通過排氣裝置19排出，并送往前段烘干系統s100用于烘干物料。生球團經過初步預熱和干燥后，再布入轉底爐的布料區1，再依次經過預熱區2、中溫區3、高溫區4和冷卻區5，生球團在還原過程中不會發生明顯爆裂并完成直接還原反應，再經出料裝置10排出轉底爐外，得到冷卻后的還原產物。

(4)將排出爐外的還原產物送入干式磁選系統(s400)，分別獲得高品位的鎳鐵顆粒和非磁性渣。

由此，生球團無需單獨經過干燥裝置，即可實現生球直接布入轉底爐進行直接還原，同時熱態還原產物得到冷卻且其熱量得到綜合利用，提高了轉底爐的熱利用效率，減少了設備投資和占地面積，進一步降低生產成本。

下面將結合實施例對本發明的方案進行解釋。本領域技術人員將會理解，下面的實施例僅用于說明本發明，而不應視為限定本發明的范圍。

實施例1

某紅土鎳礦，鎳品位0.78％、鐵品位30.14％，含水30％；某還原煤，固定碳70％，含水5％；某石灰石，cao含量50％，含水3％。

將紅土鎳礦通過烘干系統s100烘干至含水23％，與還原煤及石灰石按照一定比例混合均勻后通過壓球成型系統s200制成含水生球，含水量10％。

將含水生球通過布料裝置的給料通道17布入轉底爐直接還原系統s300，包括環形爐體和可轉動的環形爐底，該環形爐體由內周爐壁、外周爐壁和環形爐頂組成，內周爐壁與外周爐壁同軸設置，環形爐頂的內、外邊分別連接在內周爐壁和外周爐壁的頂端，形成環形爐膛，所述的環形爐底對應設在該環形爐膛的下方；在該環形爐膛內沿圓周依次設置有布料區1、預熱區2、中溫區3、高溫區4和冷卻區5，且冷卻區5和布料區1相鄰，布料區1和預熱區2之間、高溫區4和冷卻區5之間用徑向的擋墻18分隔，在該擋墻18的下端與環形爐底之間留有能夠至少通過一層物料的間隔；在該預熱區2、中溫區3和高溫區4的內、外周爐壁上裝有燒嘴，在冷卻區5和布料區1之間的爐底上設有出料裝置10；在該布料區1和冷卻區5之上橫向設置由多段傾斜式溜槽12組成溜槽布料器，溜槽布料器橫斷面兩端位于擋墻18之間；在該溜槽布料器上方的爐頂一側設有給料通道17；在所述的冷卻區5靠近環形爐底處的內、外周爐壁上設有氣體噴吹裝置7；在對應于溜槽布料器上方的轉底爐爐頂設有排氣裝置19。

溜槽布料器由三段與水平面有一定角度的傾斜式溜槽12(由上至下分別為溜槽①、溜槽②、溜槽③)組成，各段傾斜式溜槽12首尾依次相連且在圓周方向相互交替錯開排列；每段傾斜式溜槽末端12與擋墻18形成下料通道13，在每一個下料通道13對應的下段傾斜式溜槽12的首端設置下料擋板9；首段溜槽①位于給料通道17的正下方，末段溜槽③的末端位于布料區1的上方；固定裝置16將三段傾斜式溜槽12固定在一起并與爐頂的振動給料器15相連，保證球團均勻給料、避免堵料。

所述三段傾斜式溜槽12均呈扇形，其兩端的弧度與轉底爐圓周方向上的弧度一致，其橫斷面與轉底爐徑向方向平行；傾斜式溜槽12被兩個弧形的隔板6均勻分隔成三個溜槽跑道11，且隔板6與環形爐體為同心圓弧，隔板6的高度為60mm，高于物料在溜槽跑道11中的厚度；優選的，給料通道17沿轉底爐徑向的寬度與溜槽①的溜槽跑道11的寬度相同。傾斜式溜槽12底部均勻分布有直徑為4mm的圓形氣孔8。

下料通道13尺寸為100mm；擋墻18與轉底爐爐底的間隔為60mm。

溜槽①和水平面夾角為5°，溜槽②和水平面夾角為8°，溜槽③和水平面夾角為10°，溜槽③的最底端距離爐底高度為40mm。溜槽式布料器沿轉底爐徑向方向的兩端距轉底爐側壁的距離為100mm。在傾斜式溜槽12之間設置多個輻射管14，在傾斜式溜槽12之間設置的輻射管14沿轉底爐徑向方向均勻布置，并橫貫于內、外周爐壁之間；

其中，同層輻射管14中心距為500mm，溜槽①與溜槽②之間的輻射管14溫度200℃，溜槽②與溜槽③之間的輻射管14溫度500℃。

球團通過布料裝置的溜槽③下料通道13進入轉底爐布料區1，依次經過預熱區2、中溫區3、高溫區4，球團在此階段停留時間為20min，高溫區4溫度為1430℃。生成的高溫還原產物到達冷卻區5。

冷卻區5設置有氣體噴吹裝置7，其噴吹氣體的氧含量為15％。噴吹氣體與高溫還原產物接觸，冷卻還原產物的同時將產物中的部分金屬鐵進行氧化。預熱后的氣體上行至布料裝置，與輻射管14輻射的熱量一同對含水生球團進行烘干預熱，隨后和烘干過程產生的水蒸氣一起從排氣裝置19回收，并送入前段烘干系統s100用于烘干物料。還原產物通過出料裝置10排出轉底爐。

排出的還原產物經過干式磁選工序s400，獲得高品位的鎳鐵顆粒和非磁性渣。其中鎳鐵顆粒的鎳品位可達5.05％。

實施例2

某紅土鎳礦，鎳品位2.9％、鐵品位13.17％，含水22％；某還原煤，固定碳76％，含水12％。

將還原煤通過烘干系統s100烘干至含水8％，并與紅土鎳礦按照一定比例混合均勻后通過壓球系統s200制成含水生球，含水量15％。

將含水生球通過布料裝置布入轉底爐直接還原系統s300，包括環形爐體和可轉動的環形爐底，該環形爐體由內周爐壁、外周爐壁和環形爐頂組成，內周爐壁與外周爐壁同軸設置，環形爐頂的內、外邊分別連接在內周爐壁和外周爐壁的頂端，形成環形爐膛，所述的環形爐底對應設在該環形爐膛的下方；在該環形爐膛內沿圓周依次設置有布料區1、預熱區2、中溫區3、高溫區4和冷卻區5，且冷卻區5和布料區1相鄰，布料區1和預熱區2之間、高溫區4和冷卻區5之間用徑向的擋墻18分隔，在該擋墻18的下端與環形爐底之間留有能夠至少通過一層物料的間隔；在該預熱區2、中溫區3和高溫區4的內、外周爐壁上裝有燒嘴，在冷卻區5和布料區1之間的爐底上設有出料裝置10；在該布料區1和冷卻區5之上橫向設置由多段傾斜式溜槽12組成溜槽布料器，溜槽布料器橫斷面兩端位于擋墻18之間；在該溜槽布料器上方的爐頂一側設有給料通道17；在所述的冷卻區5靠近環形爐底處的內、外周爐壁上設有氣體噴吹裝置7；在對應于溜槽布料器上方的轉底爐爐頂設有排氣裝置19。

溜槽布料器由四段與水平面有一定角度的傾斜式溜槽12(由上至下分別為溜槽①、溜槽②、溜槽③、溜槽④)組成，各段傾斜式溜槽12首尾依次相連且在圓周方向相互交替錯開排列；每段傾斜式溜槽末端12與擋墻18形成下料通道13，在每一個下料通道13對應的下段傾斜式溜槽12的首端設置下料擋板9；首段溜槽①位于給料通道17的正下方，末段溜槽④的末端位于布料區1的上方；固定裝置16將各段傾斜式溜槽12固定在一起并與爐頂的振動給料器15相連，保證球團均勻給料、避免堵料。

所述四段傾斜式溜槽12均呈扇形，其兩端的弧度與轉底爐圓周方向上的弧度一致，其橫斷面與轉底爐徑向方向平行；傾斜式溜槽12被三個弧形的隔板6均勻分隔成四個溜槽跑道11，且隔板6與環形爐體為同心圓弧，隔板6的高度為70mm，高于物料在溜槽跑道11中的厚度；優選的，給料通道17沿轉底爐徑向的寬度與第一段傾斜式溜槽的溜槽跑道的寬度相同。溜槽底部均勻分布有直徑為5mm的圓形氣孔8。

下料通道13尺寸為150mm；擋墻18與轉底爐爐底的間隔為110mm。

溜槽①和水平面夾角為6°，溜槽②和水平面夾角為8°，溜槽③和水平面夾角為10°，溜槽④和水平面夾角為12°，溜槽④的最底端距離爐底高度為60mm，溜槽式布料器沿轉底爐徑向方向的兩端距轉底爐側壁的距離為150mm。

同層輻射管14中心距為700mm，溜槽①與溜槽②之間的輻射管14溫度300℃，溜槽②與溜槽③之間的輻射管14溫度500℃，溜槽③與溜槽④之間的輻射干14溫度700℃。

球團通過布料裝置末段溜槽④的下料通道13進入轉底爐布料區1，依次經過預熱區2、中溫區3、高溫區4，球團在此階段停留時間為35min，高溫區4溫度為1400℃。生成的高溫還原產物到達冷卻區5。

冷卻區5設置有氣體噴吹裝置7，其噴吹氣體的氧含量為30％。噴吹氣體與高溫還原產物接觸，冷卻還原產物的同時將產物中的部分金屬鐵進行氧化。預熱后的氣體上行至布料裝置，與輻射管14輻射的熱量一同對含水生球進行烘干預熱，隨后和烘干過程產生的水蒸氣一起從排氣裝置19回收，并送入前段烘干系統用于烘干物料。還原產物通過出料裝置10排出轉底爐。

排出的還原產物經過干式磁選工序s400，獲得高品位的鎳鐵顆粒和非磁性渣。其中鎳鐵顆粒的鎳品位可達7.1％。

實施例3

某紅土鎳礦，鎳品位1.44％、鐵品位18.2％，含水20％；某還原煤，固定碳82％，含水5％。

由于物料水分低于要求數值，故不進入烘干系統s100，直接按照一定比例混合均勻后通過壓球成型系統s200制成含水生球，含水量20％。

將含水生球通過布料裝置布入轉底爐直接還原系統s300，包括環形爐體和可轉動的環形爐底，該環形爐體由內周爐壁、外周爐壁和環形爐頂組成，內周爐壁與外周爐壁同軸設置，環形爐頂的內、外邊分別連接在內周爐壁和外周爐壁的頂端，形成環形爐膛，所述的環形爐底對應設在該環形爐膛的下方；在該環形爐膛內沿圓周依次設置有布料區1、預熱區2、中溫區3、高溫區4和冷卻區5，且冷卻區5和布料區1相鄰，布料區1和預熱區2之間、高溫區4和冷卻區5之間用徑向的擋墻18分隔，在該擋墻18的下端與環形爐底之間留有能夠至少通過一層物料的間隔；在該預熱區2、中溫區3和高溫區4的內、外周爐壁上裝有燒嘴，在冷卻區5和布料區1之間的爐底上設有出料裝置10；在該布料區1和冷卻區5之上橫向設置由多段傾斜式溜槽12組成溜槽布料器，溜槽布料器橫斷面兩端位于擋墻18之間；在該溜槽布料器上方的爐頂一側設有給料通道17；在所述的冷卻區5靠近環形爐底處的內、外周爐壁上設有氣體噴吹裝置7；在對應于溜槽布料器上方的轉底爐爐頂設有排氣裝置19。

溜槽布料器由五段與水平面有一定角度的傾斜式溜槽12(由上至下分別為溜槽①、溜槽②、溜槽③、溜槽④和溜槽⑤)組成，各段傾斜式溜槽12首尾依次相連且在圓周方向相互交替錯開排列；每段傾斜式溜槽末端12與擋墻18形成下料通道13，在每一個下料通道13對應的下段傾斜式溜槽12的首端設置下料擋板9；溜槽①位于給料通道17的正下方，溜槽⑤的末端位于布料區1的上方；固定裝置16將三段傾斜式溜槽12固定在一起并與爐頂的振動給料器15相連，保證球團均勻給料、避免堵料。

所述傾斜式溜槽12均呈扇形，其兩端的弧度與轉底爐圓周方向上的弧度一致，其橫斷面與轉底爐徑向方向平行；傾斜式溜槽12被一個弧形的隔板6均勻分隔成兩個溜槽跑道11，且隔板6與環形爐體為同心圓弧，隔板6的高度為80mm，高于物料在溜槽跑道11中的厚度；優選的，給料通道17沿轉底爐徑向的寬度與溜槽①的溜槽跑道11的寬度相同。傾斜式溜槽12底部均勻分布有直徑為7mm的圓形氣孔8。

下料通道13尺寸為200mm；擋墻18與轉底爐爐底的間隔為150mm。溜槽①和水平面夾角為5°，溜槽②和水平面夾角為7°，溜槽③和水平面夾角為9°，溜槽④和水平面夾角為12°，溜槽⑤和水平面夾角為15°，溜槽⑤的最底端距離爐底高度為80mm，溜槽⑤的出口位于布料區1之上。溜槽式布料器沿轉底爐徑向方向的兩端距轉底爐側壁的距離為200mm。

在傾斜式溜槽12之間設置多個輻射管14，在傾斜式溜槽12之間設置的輻射管14沿轉底爐徑向方向均勻布置，并橫貫于內、外周爐壁之間；

其中，同層輻射管14中心距為900mm，溜槽①與溜槽②之間的輻射管14溫度500℃，溜槽②與溜槽⑤之間的輻射管14溫度900℃。

球團通過布料裝置最末段溜槽⑤的下料通道13進入轉底爐布料區1，依次經過預熱區2、中溫區3、高溫區4，球團在此階段停留時間為15min，高溫區4溫度為1480℃。生成的高溫還原產物到達冷卻區5。

冷卻區5設置有氣體噴吹裝置7，其噴吹氣體的氧含量為40％。噴吹氣體與高溫還原產物接觸，冷卻還原產物的同時將產物中的部分金屬鐵進行氧化。預熱后的氣體上行至布料裝置，與輻射管14輻射的熱量一同對含水生球進行烘干預熱，隨后和烘干過程產生的水蒸氣一起從排氣裝置19回收，并送入前段烘干系統s100用于烘干物料。還原產物通過出料裝置10排出轉底爐。

排出的還原產物經過干式磁選系統s400，獲得高品位的鎳鐵顆粒和非磁性渣。其中鎳鐵顆粒的鎳品位可達9.65％。

在本說明書的描述中，參考術語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特點包含于本發明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不必須針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在任一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領域的技術人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特征進行結合和組合。

盡管上面已經示出和描述了本發明的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本發明的限制，本領域的普通技術人員在本發明的范圍內可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。例如將溜槽換成鏈板式、網帶式等。