CN101880775B - 一种贫化铜镍精矿熔炼渣的方法 - Google Patents

一种贫化铜镍精矿熔炼渣的方法 Download PDF

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Abstract

一种贫化铜镍精矿熔炼渣的方法，涉及一种铜和镍精矿火法冶炼方法。采用直流电炉对铜镍精矿冶炼渣进行贫化熔炼，其特征在于熔炼用的直流贫化电炉的正、负电极是从直流电炉上部垂直插入炉内渣层中进行贫化熔炼的。本发明的方法有效简化了贫化炉渣的工艺过程，降低了电能消耗，延长了炉子寿命，终渣含铜0.45％左右。达到了直接排放的要求，以达到提高贫化速度、节约能耗的目的。

Description

一种贫化铜镍精矿熔炼渣的方法
技术领域
一种贫化铜镍精矿熔炼渣的方法，涉及一种铜和镍精矿火法冶炼方法。
背景技术
铜和镍精矿在火法冶炼过程中伴随着铜镍锍的生成会产生大量的炉渣，现代各种强化熔炼法炉渣中通常含铜较高(0.6％～4％)。为了提高铜和镍冶炼的回收率，必须将炉渣进一步贫化、降低渣中铜和镍的含量，提高冶炼回收率。
世界上现代铜镍的火法冶炼工艺中贫化熔炼炉渣的方法有几种：缓冷浮选法：该法工艺过程较长，虽然最终渣含铜能达到0.4％，但需要消耗大量的其它材料，经济效益较差；交流电炉贫化法：贫化后的渣含铜仍在0.65％～1％，吨渣电耗在80Kwh～100Kwh；并且电炉渣线部位耐火材料损坏严重因而不被看好，近有许多工厂用浮选法取代该法的趋势；转炉贫化法：国内没有使用，国外虽然个别采用，但弃渣含铜都在1％以上，不具备推广价值。
在贫化铜和镍的熔炼炉渣时，采用直流电源贫化的效果优于采用交流电源贫化。黄贤盛等发明的直流贫化电炉采用了负极直接插入铜锍层形成上正下负的直流电场。带正电荷的铜离子和镍离子受到电场力作用向负极迁移从而沉降到位于熔体下部的冰铜层达到贫化炉渣的目的。但是该种直流贫化法也有缺陷，整个熔池中渣层温度不均衡，即单个正电极与炉底之间的垂直电弧产生的热力场向周围方向呈放射状衰减，距离直流电弧较远的部位易发生炉渣凝固，阻碍了各正电极之间已沉下的冰铜的流动。整个炉内冰铜面高度不一致，造成冰铜排放困难。
黄贤盛等人发明的直流电炉贫化法，虽然效果较好、渣含铜能达到0.5％以下，达到了弃渣要求，但操作不够稳定，且冰铜排放困难。
发明内容
本发明的目的就是针对上述各种贫化炉渣方法的不足，提供一种贫化效果好、渣含铜低、操作稳定、且冰铜排放容易的贫化铜镍精矿熔炼渣的方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
一种贫化铜镍精矿熔炼渣的方法，采用直流电炉对铜镍精矿冶炼渣进行贫化熔炼，其特征在于熔炼用的直流贫化电炉的正、负电极是从直流电炉上部垂直插入炉内渣层中进行贫化熔炼的。
本发明的一种铜镍精矿熔炼贫化熔炼渣的方法，其特征在于所述的采用直流电进行贫化熔炼的直流电压为60伏～200伏。
本发明的一种贫化铜镍精矿熔炼渣的方法，其特征在于熔炼用的直流贫化电炉的正、负电极为升降的石墨电极，其电极数量为2-9根。
本发明的一种贫化铜镍精矿熔炼渣的方法，其特征在于熔炼用的直流贫化电炉的正、负电极为升降的石墨电极，其正、负电极间隔交替沿炉体长度方向的中心线方向排列成‘一’字形。
本发明的一种贫化铜镍精矿熔炼渣的方法，其特征在于熔炼用的直流贫化电炉的正、负电极为升降的石墨电极，其正、负电极沿炉体长度方向对称排列成‘二’字形，两排电极其中一排全为正极，另一排全为负极，其中正极数量＝负极数量或正极数量＝负极数+1。
本发明的一种贫化铜镍精矿熔炼渣的方法，在贫化铜和镍的冶炼炉渣时采用的贫化电炉是正、负电极共同从炉上部插入炉内渣层中，利用在渣层中横向电流的电热效应将渣层提温，同时以机械夹杂状态存在于炉渣中的带正电的铜锍或铜镍锍微细颗粒在电场的作用下往负极运动，成长为大颗粒铜锍粒子。利用炉渣和铜锍比重差较大而沉入炉中铜锍层中，达到炉渣贫化的目的。
本发明的一种贫化铜镍精矿熔炼渣的方法，改变了贫化电炉一律采用交流电源的传统思路，对于铜和镍冶炼炉渣的贫化效果优于交流电炉，同时克服了采用上正下负直流电场的直流电炉贫化法的缺陷。有效简化了贫化炉渣的工艺过程，降低了电能消耗，延长了炉子寿命，终渣含铜0.45％左右。达到了直接排放的要求，以达到提高贫化速度、节约能耗的目的。
附图说明
图1为本发明的方法的熔炼用的直流贫化电炉原理结构示意图。
图2为本发明的方法的熔炼用的直流贫化电炉的电极为两根时的结构示意图。
图3为图2的A-A剖视图。
图4为本发明的方法的熔炼用的直流贫化电炉的电极为三根时的结构示意图。
图5为图4的A-A剖视图。
图6为本发明的方法的熔炼用的直流贫化电炉的电极为四根时的结构示意图。
图7为图6的A-A剖视图。
图8为本发明的方法的熔炼用的直流贫化电炉的电极为五根时的结构示意图。
图9为图8的A-A剖视图。
图10为本发明的方法的熔炼用的直流贫化电炉的电极为六根时的结构示意图。
图11为图10的A-A剖视图。
图12为本发明的方法的熔炼用的直流贫化电炉的电极为四根时的另一种结构示意图。
图13为图12的A-A剖视图。
图14为图12的B-B剖视图。
图15为本发明的方法的熔炼用的直流贫化电炉的电极为五根时的另一种结构示意图。
图16为图15的B-B剖视图。
图17为本发明的方法的熔炼用的直流贫化电炉的电极为六根时的另一种结构示意图。
图18为图17的A-A剖视图。
图19为本发明的方法的熔炼用的直流贫化电炉的电极为七根时的另一种结构示意图。
图20为图19的A-A剖视图。
图21为图19的B-B剖视图。
图22为本发明的方法的熔炼用的直流贫化电炉的电极为八根时的结构示意图。
图23为图22的A-A剖视图。
图24为图22的B-B剖视图。
图25为本发明的方法的熔炼用的直流贫化电炉的电极为九根时的结构示意图。
图26为图25的A-A剖视图。
图27为图25的B-B剖视图。
具体实施方式
一种贫化铜镍精矿熔炼渣的方法，采用直流电炉对铜镍精矿冶炼渣进行贫化熔炼，熔炼用的直流贫化电炉的正、负电极是从直流电炉上部垂直插入炉内渣层中进行贫化熔炼的；所述的采用直流电进行贫化熔炼的直流电压为60伏～200伏。
本实用新型的一种贫化铜镍精矿熔炼渣的贫化电炉，熔炼用的直流贫化电炉的正、负电极为升降的石墨电极，其电极数量为2-9根。
本发明的一种铜镍精矿熔炼贫化熔炼渣的方法，熔炼用的直流贫化电炉的正、负电极为升降的石墨电极，其正、负电极间隔交替沿炉体长度方向的中心线方向排列成‘一’字形。
本发明的一种铜镍精矿熔炼贫化熔炼渣的方法，熔炼用的直流贫化电炉的正、负电极为升降的石墨电极，其正、负电极沿炉体长度方向对称排列成‘二’字形，两排电极其中一排全为正极，另一排全为负极，其中正极数量＝负极数量或正极数量＝负极数+1。
下面结构实施例及附图对本发明作进一步说明。
实施例1
一种贫化铜镍精矿冶炼渣的电炉，采用二根可升降的石墨电极从电极孔插入贫化电炉炉体11内的熔体中。高压交流电源1送至电炉变压器2的一次侧，变压器2二次侧连接整流装置3，将三相交流电整流成60伏～200伏的直流电。直流电源的正极通过正极直流开关4、正极直流母线6，连接到软铜线8接到电炉的一个可升降正极石墨电极10上。直流电源的负极通过负极直流开关5、负极直流母线7，连接到软铜线8接到电炉的一个负极可升降石墨电极9上。
直流电流经过整流装置3的正极输出端→正极直流开关4→正极直流母线6→软铜线8→正极石墨电极10→电炉内的炉渣→负极石墨电极9→软铜线8→负极直流母线7→负极直流开关5→整流装置3的负极输出端形成回路进行工作。利用在渣层中横向电流的电热效应将渣层提温，同时以机械夹杂状态存在于炉渣中的带正电的铜锍或铜镍锍微细颗粒在电场的作用下往负极运动，成长为大颗粒铜锍粒子。利用炉渣和铜锍比重差较大而沉入炉中铜锍层中，达到炉渣贫化的目的。
实施例2
一种贫化铜镍精矿冶炼渣的电炉，三根可升降的石墨电极从电极孔插入贫化电炉炉体11内的熔体中。高压交流电源1送至电炉变压器2的一次侧，变压器2二次侧连接整流装置3，将三相交流电整流成60伏～200伏的直流电。直流电源的正极通过正极直流开关4、正极直流母线6，连接到软铜线8接到电炉的二个可升降正极石墨电极10上。直流电源的负极通过负极直流开关5、负极直流母线7，连接到软铜线8接到电炉的一个负极可升降石墨电极9上。
直流电流经过整流装置3的正极输出端→正极直流开关4→正极直流母线6→软铜线8→正极石墨电极15→电炉内的炉渣→负极石墨电极14→软铜线8→负极直流母线7→负极直流开关5→整流装置3的负极输出端形成回路进行工作。处于石墨负电极两侧的正电极的电流汇集到一根负极上形成回路工作。
利用在渣层中横向电流的电热效应将渣层提温，同时以机械夹杂状态存在于炉渣中的带正电的铜锍或铜镍锍微细颗粒在电场的作用下往负极运动，成长为大颗粒铜锍粒子。利用炉渣和铜锍比重差较大而沉入炉中铜锍层中，达到炉渣贫化的目的。
实施例3
一种贫化铜镍精矿冶炼渣的电炉，四根可升降的石墨电极从电极孔插入贫化电炉炉体11内的熔体中。高压交流电源1送至电炉变压器2的一次侧，变压器2二次侧连接整流装置3，将三相交流电整流成60伏～200伏的直流电。直流电源的正极通过正极直流开关4、正极直流母线6，连接到软铜线8接到电炉的二个可升降正极石墨电极10上。直流电源的负极通过负极直流开关5、负极直流母线7，连接到软铜线8接到电炉的二个负极可升降石墨电极9上。二根正电极和两根负电极呈″一″字型布置同极牲不相邻，二根正电极分别与其相邻的负极形成回路
直流电流经过整流装置3的正极输出端→正极直流开关4→正极直流母线6→软铜线8→正极石墨电极9→电炉内的炉渣→负极石墨电极10→软铜线8→负极直流母线7→负极直流开关5→整流装置3的负极输出端形成回路进行工作。
利用在渣层中横向电流的电热效应将渣层提温，同时以机械夹杂状态存在于炉渣中的带正电的铜锍或铜镍锍微细颗粒在电场的作用下往负极运动，成长为大颗粒铜锍粒子。利用炉渣和铜锍比重差较大而沉入炉中铜锍层中，达到炉渣贫化的目的。
实施例4
一种贫化铜镍精矿冶炼渣的电炉，五根可升降的石墨电极从电极孔插入贫化电炉炉体11内的熔体中。高压交流电源1送至电炉变压器2的一次侧，变压器2二次侧连接整流装置3，将三相交流电整流成60伏～200伏的直流电。直流电源的正极通过正极直流开关4、正极直流母线6，连接到软铜线8接到电炉的三个可升降正极石墨电极10上。直流电源的负极通过负极直流开关5、负极直流母线7，连接到软铜线8接到电炉的二个负极可升降石墨电极9上。
三根正电极和两根负电极呈″一″字型布置，同极牲不相邻，三根正电极分别与其相邻的负极形成回路。
直流电流经过整流装置3的正极输出端→正极直流开关4→正极直流母线6→软铜线8→正极石墨电极9→电炉内的炉渣→负极石墨电极10→软铜线8→负极直流母线7→负极直流开关5→整流装置3的负极输出端形成回路进行工作。利用在渣层中横向电流的电热效应将渣层提温，同时以机械夹杂状态存在于炉渣中的带正电的铜锍或铜镍锍微细颗粒在电场的作用下往负极运动，成长为大颗粒铜锍粒子。利用炉渣和铜锍比重差较大而沉入炉中铜锍层中，达到炉渣贫化的目的。
实施例5
一种贫化铜镍精矿冶炼渣的电炉，六根可升降的石墨电极从电极孔插入贫化电炉炉体11内的熔体中。高压交流电源1送至电炉变压器2的一次侧，变压器2二次侧连接整流装置3，将三相交流电整流成60伏的直流电。直流电源的正极通过正极直流开关4、正极直流母线6，连接到软铜线8接到电炉的三个可升降正极石墨电极9上。直流电源的负极通过负极直流开关5、负极直流母线7，连接到软铜线8接到电炉的三个负极可升降石墨电极10上。
三根正电极和两根负电极呈″一″字型布置，同极性不相邻布置，三根正电极分别与其相邻的负极形成回路。
直流电流经过整流装置3的正极输出端→正极直流开关4→正极直流母线6→软铜线8→正极石墨电极9→电炉内的炉渣→负极石墨电极10→软铜线8→负极直流母线7→负极直流开关5→整流装置3的负极输出端形成回路进行工作。利用在渣层中横向电流的电热效应将渣层提温，同时以机械夹杂状态存在于炉渣中的带正电的铜锍或铜镍锍微细颗粒在电场的作用下往负极运动，成长为大颗粒铜锍粒子。利用炉渣和铜锍比重差较大而沉入炉中铜锍层中，达到炉渣贫化的目的。
一种贫化铜镍精矿冶炼渣的电炉，当大型电炉设置七根、八根、九根电极时可依据同极性不相临原则布置和工作。
当正负电极沿炉体长度方向中心线两侧呈二字型布置时：两排电极其中一排全部为负电极，另一排电极全部为正电极。
实施例6
一种贫化铜镍精矿冶炼渣的电炉，四根可升降的石墨电极从电极孔插入贫化电炉炉体11内的熔体中。高压交流电源1送至电炉变压器2的一次侧，变压器2二次侧连接整流装置3，将三相交流电整流成200伏的直流电。直流电源的正极通过正极直流开关4、正极直流母线6，连接到软铜线8接到电炉的二个可升降正极石墨电极10上。直流电源的负极通过负极直流开关5、负极直流母线7，连接到软铜线8接到电炉的二个负极可升降石墨电极9上。
二根正电极和两根负电极呈″二“型布置，二根正电极分别与其相对应的二根负电极形成回路。
直流电流经过整流装置3的正极输出端→正极直流开关4→正极直流母线6→软铜线8→正极石墨电极9→电炉内的炉渣→负极石墨电极10→软铜线8→负极直流母线7→负极直流开关5→整流装置3的负极输出端形成回路进行工作。
利用在渣层中横向电流的电热效应将渣层提温，同时以机械夹杂状态存在于炉渣中的带正电的铜锍或铜镍锍微细颗粒在电场的作用下往负极运动，成长为大颗粒铜锍粒子。利用炉渣和铜锍比重差较大而沉入炉中铜锍层中，达到炉渣贫化的目的。
正负电极沿炉体长度方向中心线两侧呈二字型布置的五根、六根、七根、八根、九根电极的电炉与例六相同，不再列举。

Claims (4)

1.一种贫化铜镍精矿熔炼渣的方法，采用直流电炉对铜镍精矿冶炼渣进行贫化熔炼，其特征在于熔炼用的直流贫化电炉的正、负电极是从直流电炉上部垂直插入炉内渣层中进行贫化熔炼的；所述的采用直流电进行贫化熔炼的直流电压为60伏～200伏。
2.根据权利要求1所述的一种贫化铜镍精矿熔炼渣的方法，其特征在于熔炼用的直流贫化电炉的正、负电极为升降的石墨电极，其电极数量为2-9根。
3.根据权利要求1所述的一种贫化铜镍精矿熔炼渣的方法，其特征在于熔炼用的直流贫化电炉的正、负电极为升降的石墨电极，其正、负电极间隔交替沿炉体长度方向的中心线方向排列成‘一’字形。
4.根据权利要求1所述的一种贫化铜镍精矿熔炼渣的方法，其特征在于熔炼用的直流贫化电炉的正、负电极为升降的石墨电极，其正、负电极沿炉体长度方向对称排列成‘二’字形，两排电极其中一排全为正极，另一排全为负极，其中正极数量＝负极数量或正极数量＝负极数+1。
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