專利名稱：一種利用閃速熔煉系統(tǒng)處理復雜鎳原料的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于有色冶金技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種利用閃速熔煉系統(tǒng)處理復雜鎳原料的方法。
背景技術(shù)：
我國的鎳冶金生產(chǎn)起步晚，1959年前還沒有獨立完整的鎳冶金工業(yè)，除了從銅電解過程中回收少量鎳(鹽)外，金屬鎳及不銹鋼(鎳是其中的主要合金元素)全部依賴進口。經(jīng)過近50年來的迅速發(fā)展，我國已成為世界的鎳生產(chǎn)大國之一，產(chǎn)鎳量超過30萬噸/年。由于鎳礦產(chǎn)資源與其它金屬冶煉相比，進入鎳冶煉系統(tǒng)的精礦品位要低得多，而且脈石成分復雜，因此鎳冶煉的技術(shù)難度較大。一般鎳冶煉系統(tǒng)所采用的原料除了鎳、鈷、銅以外還含有金、銀及鉬族金屬，原礦石的鎳含量為2 3%，氧化鎂含量則高達3 5%。 傳統(tǒng)的鎳閃速熔煉工藝是將干燥的硫化鎳精礦經(jīng)過閃速熔煉產(chǎn)出低鎳锍的過程，精礦脫水率較低，且閃速爐只能處理精礦MgO含量低于6. 5%的精礦。入爐精礦一般含鎳3% 10%，產(chǎn)品低鎳锍品位為(Ni+Cu) :45 50%，F(xiàn)e : 17 25%，S 25 26%。低鎳锍經(jīng)轉(zhuǎn)爐吹煉產(chǎn)出高鎳锍，然后分離銅、鎳并精煉產(chǎn)出電解鎳或其他鎳產(chǎn)品。傳統(tǒng)工藝原料適用性差，冶煉棄渣中有價金屬含量較高，冶煉過程金屬回收率較低，能耗高，制酸煙氣得不到全部治理。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種原料適應性強且金屬回收率高的利用閃速熔煉系統(tǒng)處理復雜鎳原料的方法。為此，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案
一種利用閃速熔煉系統(tǒng)處理復雜鎳原料的方法，其特征在于，包括以下工藝步驟
(1)濕精礦干燥將含水量為8 12%的銅鎳混合濕精礦脫水干燥至含水O.3%以下；
(2)物料混合將上述干燥后的精礦與石英粉、粉煤進行混合，其中，石英粉含水<1%、粒度一 60目> 90%，粉煤含水< 1%、粒度-200目^ 85% ；
(3)入爐反應將上述混合后物料與富氧空氣充分混合，然后通過精礦噴嘴進入閃速爐反應塔內(nèi)進行熔化和反應，反應后生成的產(chǎn)物落入閃速爐沉淀池，在沉淀池內(nèi)完成低鎳锍與渣的初步沉積分離，沉淀池的爐渣進入貧化區(qū)進行貧化，低鎳锍進入下步工序；
(4)轉(zhuǎn)爐吹煉將閃速爐產(chǎn)出的低鎳锍進入臥式側(cè)吹轉(zhuǎn)爐，在轉(zhuǎn)爐中通入高壓空氣，同時加入石英石作為溶劑，吹煉得到高鎳锍，吹煉排出的爐渣入貧化電爐進行貧化；
(5)緩冷分離將步驟(4)得到的高鎳锍先緩慢冷卻，然后再通過浮選工藝將高鎳锍中的銅和鎳分別以硫化亞銅和硫化鎳的形式進行分離。步驟(I)中，將含水量為8 12%的銅鎳混合濕精礦先經(jīng)干燥窯干燥，干燥的介質(zhì)為熱煙氣，并將干燥窯入口煙氣溫度控制在400 800°C ;濕精礦含水降至5% 7%后進行打散，然后將打散的精礦與熱煙氣吸入氣流干燥管中，與煙氣以18 20m/s的速度流動，使精礦脫水干燥至含水O. 3%以下。步驟(2)中，將干燥后的精礦與石英粉、粉煤按100 16^20 O. 8^1. 4的重量比進行混合；精礦與石英粉、粉煤的混合比優(yōu)選為100 18. 8 :1. I。步驟(3 )中，將閃速爐產(chǎn)出的部分低鎳锍作為閃速爐中爐渣貧化的硫化劑。步驟(4)中，將轉(zhuǎn)爐排出的爐渣經(jīng)貧化電爐進一步貧化后產(chǎn)出富鈷低鎳锍，產(chǎn)出的富鈷低鎳锍再進入轉(zhuǎn)爐，與步 驟(3)中的低鎳锍共同進行吹煉。步驟(3) (4)中，將閃速爐、轉(zhuǎn)爐、貧化電爐生產(chǎn)過程中產(chǎn)出的高溫煙氣經(jīng)余熱鍋爐吸收余熱、電收塵器除塵后送硫酸車間制酸；將余熱鍋爐與電收塵器收集的煙塵混入步驟(2)中的精礦進行反應。本發(fā)明的有益效果在于
(1)精礦脫水效率高，系統(tǒng)能夠處理氧化鎂含量高達6.8%的鎳原料，原料適用性較傳統(tǒng)鎳冶煉工藝強，冶煉流程簡易，且冶煉棄渣有價金屬含量低，冶煉過程金屬回收率較高，能耗低；
(2)按閃速爐反應塔氣相組成測定，反應塔中絕大部分氧化過程發(fā)生在距離精礦噴嘴2m的范圍內(nèi)，與傳統(tǒng)熔煉相比可顯著提高熔锍的品位和煙氣中SO2的濃度，且品位控制自動化強度高。在進料量一定的情況下，熔煉過程的脫硫率和锍品位可通過調(diào)節(jié)氧單耗來控制；
(3)利用反應塔產(chǎn)出的低鎳锍作為爐渣貧化的硫化劑，硫化劑不再需要從外部加入，也因此使爐渣貧化電耗降低，設備安裝更加緊湊；
(4)制酸系統(tǒng)實現(xiàn)了閃速爐、貧化電爐及轉(zhuǎn)爐煙氣全部制酸，徹底根除了傳統(tǒng)閃速熔煉系統(tǒng)因制酸能力不足導致貧化電爐及部分轉(zhuǎn)爐煙氣外排的現(xiàn)象，節(jié)能減排效果顯著，有效改善了鎳冶煉地區(qū)的周邊環(huán)境。
具體實施例方式下面通過具體實施例對本發(fā)明利用閃速熔煉系統(tǒng)處理復雜鎳原料的方法作進一步的說明。本實施例處理的鎳原料成分為Ni : 8. 60%、Cu :4· 80%、Fe :36· 00%、Co : O. 25%,S 26. 40%、CaO 0. 90%、MgO 6. 80%、SiO2 7. 00%。本實施例的設備包括Φ I. 88X1 Im干燥窯I臺、Φ6Χ6. 4m的閃速爐I臺，4000kVA貧化電爐I臺，5000 kVA貧化電爐I臺，86t臥式轉(zhuǎn)爐3臺、Φ 2. 7 X 6mm烘干式熔劑球磨機I臺、Φ 2. 5X3. 9m粉煤球磨機I臺、2122m2精礦干燥電收塵器2臺，4122m2閃速爐電收塵器2臺，3983m2轉(zhuǎn)爐電收塵器3臺，煙氣處理量為50429mVh的貧化電爐電收塵器I臺。本實施例具體方法如下
(1)濕精礦干燥將含水量為8 12%的銅鎳混合濕精礦先經(jīng)干燥窯干燥，干燥的介質(zhì)為粉煤燃燒室產(chǎn)出的熱煙氣，并將干燥窯入口煙氣溫度控制在400 800°C ;濕精礦含水降至 7%后進入鼠籠打散機打散呈懸浮狀態(tài)，然后通過排煙機將精礦與熱煙氣吸入氣流干燥管中，與煙氣以18 20m/s的速度流動，使精礦脫水干燥至含水O. 3%以下；
(2)物料混合將上述干燥后的精礦與石英粉、粉煤及煙灰按10018.81.1的重量比混合，其中，石英粉含水< 1%、粒度一 60目> 90%，粉煤含水< 1%、粒度-200目> 85%，且后續(xù)反應中，石英粉作為溶劑參與閃速熔煉的造渣過程，粉煤在燃燒過程中提供閃速熔煉所需要的熱量；
(3)入爐反應將步驟(2)得到的混合物料與富氧空氣充分混合，經(jīng)閃速爐爐頂風動溜槽送至中央精礦噴嘴噴入閃速爐反應塔內(nèi)，充分利用精礦中可燃燒的硫和鐵，硫化物燃燒并釋放大量熱量，在2. 6秒內(nèi)熔化并完成硫的氧化、金屬硫化物的氧化反應以及鐵的硫化物的氧化造渣反應等主要化學反應。反應后生成的低鎳锍與爐渣落入沉淀池，在沉淀池內(nèi)完成锍與渣的初步沉積分離；沉淀池的爐渣進入貧化區(qū)進行貧化，低鎳锍進入下步工序；同時將反應產(chǎn)出的部分低鎳锍作為閃速爐沉淀池爐渣貧化的硫化劑。(4)轉(zhuǎn)爐吹煉將閃速爐產(chǎn)出的低鎳锍進入臥式側(cè)吹轉(zhuǎn)爐，在轉(zhuǎn)爐中通入高壓空氣，同時加入SiO2含量在90%以上的石英石作為溶劑，吹煉得到高鎳锍，吹煉排出的爐渣入貧化電爐進行貧化；爐渣經(jīng)貧化后產(chǎn)出的富鈷低鎳锍再進入轉(zhuǎn)爐，與步驟(3)中低鎳锍共同進行吹煉，廣出廣品聞鎮(zhèn)琉進入下步工序。(5)緩冷分離將步驟(4)得到的高鎳锍經(jīng)緩慢冷卻，然后再通過浮選工藝將高鎳 锍中的銅和鎳分別以硫化亞銅和硫化鎳的形式進行分離。上述步驟中，將閃速爐、轉(zhuǎn)爐、貧化電爐生產(chǎn)過程中產(chǎn)出的高溫煙氣經(jīng)余熱鍋爐吸收余熱、電收塵器除塵后送硫酸車間制酸；將余熱鍋爐與電收塵器收集的煙塵混入步驟
(2)中的精礦進行反應。本實施例中，閃速爐爐渣含鎳O. 25%，貧化爐爐渣含鈷O. 25%，棄渣指標較為先進；系統(tǒng)回收率分別為鎳95. 75%，銅94. 3%，鈷54. 35%，水循環(huán)利用率96. 5%。以金川集團有限公司投產(chǎn)的大型鎳閃速熔煉系統(tǒng)為例，年產(chǎn)高鎳锍13. 3萬噸/年，高鎳锍含Ni 46. 6%, Cu
25.28%, Co :0. 79% ;主要金屬產(chǎn)能為鎳 61981. 03t/a (噸 / 年)、銅 33624. 04 t/a、鈷 1050. 8
t/a。系統(tǒng)高鎳锍單位產(chǎn)品綜合能耗為454. 21kgce/t (千克標準煤/噸)，低于鎳冶煉企業(yè)單位產(chǎn)品能耗限額限定值850kgce/t，并達到鎳冶煉企業(yè)單位產(chǎn)品綜合能耗先進值680kgce/t。
權(quán)利要求
1.一種利用閃速熔煉系統(tǒng)處理復雜鎳原料的方法，其特征在于，包括以下工藝步驟 (1)濕精礦干燥將含水量為8 12%的銅鎳混合濕精礦脫水干燥至含水O.3%以下； (2)物料混合將上述干燥后的精礦與石英粉、粉煤進行混合，其中，石英粉含水<1%、粒度一 60目> 90%，粉煤含水< 1%、粒度-200目^ 85% ； (3)入爐反應將上述混合后物料與富氧空氣充分混合，然后通過精礦噴嘴進入閃速爐反應塔內(nèi)進行熔化和反應，反應后生成的產(chǎn)物落入閃速爐沉淀池，在沉淀池內(nèi)完成低鎳锍與渣的初步沉積分離，沉淀池的爐渣進入貧化區(qū)進行貧化，低鎳锍進入下步工序； (4)轉(zhuǎn)爐吹煉將閃速爐產(chǎn)出的低鎳锍進入臥式側(cè)吹轉(zhuǎn)爐，在轉(zhuǎn)爐中通入高壓空氣，同時加入石英石作為溶劑，吹煉得到高鎳锍，吹煉排出的爐渣入貧化電爐進行貧化； (5)緩冷分離將步驟(4)得到的高鎳锍先緩慢冷卻，然后再通過浮選工藝將高鎳锍中的銅和鎳分別以硫化亞銅和硫化鎳的形式進行分離。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種利用閃速熔煉系統(tǒng)處理復雜鎳原料的方法，其特征在于，步驟(I)中，將含水量為8 12%的銅鎳混合濕精礦先經(jīng)干燥窯干燥，干燥的介質(zhì)為熱煙氣，并將干燥窯入口煙氣溫度控制在400 800°C ;濕精礦含水降至5% 7%后進行打散，然后將打散的精礦與熱煙氣吸入氣流干燥管中，與煙氣以18 20m/s的速度流動，使精礦脫水干燥至含水O. 3%以下。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種利用閃速熔煉系統(tǒng)處理復雜鎳原料的方法，其特征在于，步驟(2)中，將干燥后的精礦與石英粉、粉煤按100 16^20 O. Cl. 4的重量比進行混合 ο
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種利用閃速熔煉系統(tǒng)處理復雜鎳原料的方法，其特征在于，步驟(2)中，精礦與石英粉、粉煤的混合比優(yōu)選為100 :18.8 :1. I。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種利用閃速熔煉系統(tǒng)處理復雜鎳原料的方法，其特征在于，步驟(3 )中，將閃速爐產(chǎn)出的部分低鎳锍作為閃速爐中爐渣貧化的硫化劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種利用閃速熔煉系統(tǒng)處理復雜鎳原料的方法，其特征在于，步驟(4)中，將轉(zhuǎn)爐排出的爐渣經(jīng)貧化電爐進一步貧化后產(chǎn)出富鈷低鎳锍，產(chǎn)出的富鈷低鎳锍再進入轉(zhuǎn)爐，與步驟(3)中的低鎳锍共同進行吹煉。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種利用閃速熔煉系統(tǒng)處理復雜鎳原料的方法，其特征在于，步驟(3 ) (4 )中，將閃速爐、轉(zhuǎn)爐、貧化電爐生產(chǎn)過程中產(chǎn)出的高溫煙氣經(jīng)余熱鍋爐吸收余熱、電收塵器除塵后送硫酸車間制酸。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種利用閃速熔煉系統(tǒng)處理復雜鎳原料的方法，其特征在于，將余熱鍋爐與電收塵器收集的煙塵混入步驟(2)中的精礦進行反應。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種利用閃速熔煉系統(tǒng)處理復雜鎳原料的方法，包括以下工藝步驟(1)濕精礦干燥將含水量為8～12%的銅鎳混合濕精礦脫水干燥至含水0.3%以下；(2)物料混合將干燥后的精礦與石英粉、粉煤進行混合；(3)入爐反應將混合后物料與富氧空氣充分混合后通過精礦噴嘴進入閃速爐反應塔內(nèi)進行熔化和反應，產(chǎn)出的低鎳锍進入下步工序；(4)轉(zhuǎn)爐吹煉；(5)緩冷分離。本發(fā)明原料適用性較傳統(tǒng)鎳冶煉工藝強，冶煉流程簡易，且冶煉棄渣有價金屬含量低，冶煉過程金屬回收率較高，能耗低。
文檔編號C22B23/02GK102888519SQ20121036510
公開日2013年1月23日 申請日期2012年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月26日
發(fā)明者劉鑄, 吳中生, 王仕博 申請人:金川集團股份有限公司