CN1031256A - 微波脱硫等离子体冶炼高冰镍

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一种微波脱硫等离子冶炼直接获取高冰镍的方法。该法革除了铜镍氧化矿传统冶金工艺中的转炉吹炼工序，采用微波脱硫等离子体冶金直接获取高冰镍和元素硫。该法生产的高冰镍品位高于传统工艺，在50～60％，熔炼效率高，基建投资省、渣含镍低，金属回收率高由于过程中基本上不产生二氧化硫，从根本上解决了对环境的污染。

微波脱硫等离子体冶炼高冰镍涉及了一种有色冶金新方法。

当代冶金获取高冰镍的最新流程如说明书附图1所示。铜、镍硫化矿经干燥、闪速炉熔炼后得到含镍30%左右的高冰镍，然后再进入下步处理。显然冶炼工艺中除了插电极闪速炉熔炼得到低冰镍后还要经过转炉吹炼得到高冰镍，因此基建投资较高，由于闪速焙炼和转炉吹炼的弃渣含镍量高，造成金属直收率低、高冰镍的品位也较低。

本发明的目的在于从传统的工艺流程中革除转炉吹炼工序，用等离子体熔炼一次获取品位较高的高冰镍，降低能耗和基建投资，降低渣含镍，提高金属回收率。

本发明的工艺流程如说明书附图2所示。铜镍精矿经微波加热器或者沸腾焙烧炉处理得到焙砂直接进入高温等离子炉焙炼，得到含镍50～60%的高冰镍，再用常规方法进行下步处理。经微波加热器脱硫的烟气、经过气、固、液分离器处理得到元素硫、氢气和水。经沸腾焙烧处理的烟气收尘后送去制取硫酸。

等离子体焙炼的过程及技术条件如下：

1.炉型结构如说明书附图3所示。（1）等离子体电源，（2）喷枪，（3）反应塔，（4）熔池，（5）烟道。

2.所处理的物料成份：

镍（Ni），铜（Cu），钴（Co），硫（S），铁（Fe），二氧化硅（SiO₂）3～10%，2～8% 0.15%±，20～27%，30～40%，7～10%

氧化钙（CaO）氧化镁（MgO）

2～5% 2～5%

3.冶炼程序：烤炉至炉温到1500℃，引弧，将含硫在4～8%的焙砂及适量（经过冶金计算得出）的石英石打入喷枪，在反应塔内温度为5000～6000℃的等离子中温区域内瞬间即熔，同时完成化学反应进入焙池内澄清分离后分别得到高冰镍和炉渣。必要时对炉渣进行贫化处理，尾气需回收余热。

主要化学反应式如下：

4.熔炼技术条件：焙砂含硫4～8%，焙砂粒度负180目，等离子中温区（即反应塔）温度5000～6000℃，熔池温度1800～2000℃。

与现有的转炉吹炼流程相比本发明具有如下优点及积极效果：

1.从精矿至得到高冰镍的金属直收率高，现比较如下：

镍（Ni），铜（Cu），钴（Co），硫（S）

闪速炉-转炉流程 93.78% 85.32% 55% 93.9%

直收率

本发明的直收率＞98% 95～97% 70% 98%以上;

2.由于减少了转炉吹炼工序、基建设备投资节省40%左右。

3.硫以元素硫形态直接回收，在等离子体熔炼中，基本上不产生二氧化硫、以根本上解决了对大气的污染；

4.等离子体熔炼高温区集中，电能基本上没有无功消耗，电流效率高、熔炼在瞬间完成、熔炼周期短、效率高，烟尘量小，带走的热量也低带来了实际上能耗并不高的效果;

5.可实现全自动控制、降低了劳动强度。

实施例

所处理的精矿成份：镍（Ni）5%，铜（Cu）4%，钴（Co）0.1%，硫（S）25%，铁（Fe）35%，二氧化硅（SiO₂）10%，氧化钙（CaO）氧化镁（MgO）5%。

采用微波加热器脱硫温度600℃，粒度200目，脱硫后的焙砂含硫3%，焙砂与二氧化硅混合后经喷枪打入反应塔中温区，在6000℃温度下：反应瞬间即完成、熔体在熔池内澄清分离、熔池温度2000℃，得到的高冰镍品位56%，镍的直收率99%。

1、一种等离子体冶金直接获取高冰镍的方法，铜、镍氧化矿通过预处理以及脱硫工序得到焙砂，焙砂再经过冶炼得到高冰镍，其特征在于：

(1)所说的冶炼过程是在一等离子冶金炉内进行，其主要由等离子体电源(1)，喷枪(2)反应塔(3)熔池(4)、烟道(5)等部份组成，

(2)冶炼过程及技术条件是：等离子冶金炉经过烤炉至1500℃引弧，将含硫4～8%，粒度负180目的焙砂及石英石打入温度为5000～6000℃的反应塔内等离子中温区、物料瞬间即熔并完成化学反应后进入熔池澄清分离，熔池温度1800～2000℃，

(3)所处理的物料含镍(Ni)3～10%，铜(Cu)2～8%硫(S)20～27%。

2、如权利要求1所述的冶金方法，其特征在于所处理的精矿成份为：镍（Ni）5%，铜（Cu）4%，钴（Co）0.1%、硫（S）25%，铁（Fe）35%，二氧化硅（SiO₂）10%，氧化钙（CaO）5%，氧化镁（MgO）5%。