物料在镍铁回转窑中的化学反应过程包括干燥、加热、焙烧,而物料所产生的变化为:(1)去除红土镍矿中结晶水及游离水;(2)将镍矿中镍和铁等金属还原。此过程中的还原剂主要应用的是无烟煤,金属还原过程中会产生的化学反应主要为:
C+CO2=2CO;
NiO+C=Ni+CO;
NiO+CO=Ni+CO2;
FeO+CO=Fe+CO2;
镍铁回转窑煅烧之所以添加无烟煤,是因为其会与二氧化碳产生化学变化,吸收热而生成一氧化碳,然后参加间接还原变化。当对红土镍矿掺入一定量无烟煤,并将其充分混合时,是可以有效增加其接触面积的,同时还可以促进窑炉内化学反应的发生。另外,由于红土镍矿内含有脉石及灰分等不可熔化物质,结合镍铁回转窑后部电炉工艺内的流动性炉渣,我们可以通过石灰石的加入来对电炉炉渣流动性进行改善。
镍铁回转窑中的化学反应,要想充分确保物料焙烧品质,我们需要做到稳定控制烧成带、窑尾温度及尾气的含氧量。烧成带作为镍铁回转窑温度较高部分,物料在此完成烧结,此过程通常被认为是窑炉内火焰所占据的那段长度。烧成带温度的恰当控制,对物料焙烧品质及窑炉的安全运行有着直接联系。实际操作中因烧成带温度较难测量,根据现场情况,可对窑头进行比色高温计安装,以测得的焙烧渣温度来替代烧成带温度,同时要求窑炉焙烧渣温度维持在900-950℃。窑尾温度是镍铁回转窑热工特性的参考标准,要想维持窑尾温度及热管制度的合理性及稳定,需要保证烘干及烧结程度,特别是其窑尾温度的控制,一般为500-600℃较恰当。当镍铁回转窑尾气中氧含量较多时,一部分会与氨氧化物发生反应,对环境造成污染;另一部分会令镍铁氧化,影响焙烧品质。如果窑尾处氧含量过少时,燃料燃烧不完全会造成燃料的浪费,因此需要有一个恰当值,经分析可知合适的尾气氧化量在0-0.57%。
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