CN112143913B - 一种低镍锍转炉吹炼添加剂及低镍锍转炉吹炼方法 - Google Patents

一种低镍锍转炉吹炼添加剂及低镍锍转炉吹炼方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于镍火法冶炼技术领域，公开一种低镍锍转炉吹炼添加剂及低镍锍转炉吹炼方法，低镍锍转炉吹炼添加剂中，保护剂、补偿剂和晶化剂的质量比为(1.25‑2.60)：(0.25‑0.55)：(0.5‑1.3)；保护剂采用二氧化锰，补偿剂采用氧化硼，晶化剂采用氟化钙。在开始造渣时将补偿剂与熔剂、冷料混匀加入；物料完全融化后在炉衬内四周均匀加入晶化剂及保护剂，完成造渣反应并生成炉衬保护层，同时避免Fe3O4大量生成和结晶带来的炉渣性能恶化；在后二分之一造渣周期加入补偿剂和冷料及时降低炉温避免温度波动过大加速耐火材料损坏，同时调节炉渣粘度保障渣锍顺利分离。

Description

一种低镍锍转炉吹炼添加剂及低镍锍转炉吹炼方法
技术领域
本发明属于镍火法冶炼技术领域，主要涉及一种低镍锍转炉吹炼添加剂及低镍锍转炉吹炼方法。
背景技术
熔炼镍或铜镍硫化矿精矿、富块矿时，获得一种由铜、镍、铁的硫化物组成的熔体，称为低镍锍。低镍锍主要由Cu2S、Ni3S2和FeS组成还含有硫化钴及少量金属和金、银、铂族金属。吹炼的任务是使低镍硫中的FeS氧化和造渣，除去铁，产出主要由Cu2S和Ni3S2组成的并富集了贵金属的高镍锍。
镍锍的吹炼过程是间歇式周期性作业，在吹炼的造渣阶段，镍锍中的FeS与鼓入空气或富氧空气中的氧发生强烈的氧化反应，此时镍锍中的FeS被氧化为FeO和SO2，添加熔剂后FeO会与熔剂中的SiO2发生反应进行造渣，使锍中含镍量逐渐升高。由于锍与炉渣的相互溶解度很小而且密度不同，所以在吹炼停风时熔体会分成两层，上层炉渣被定期排出。我国镍冶炼厂低镍锍吹炼所用的石英石含二氧化硅在90％以上，因为炉衬为碱性耐火材料，加入大量的石英石会造成侵蚀缩短炉衬寿命，因此如何有效抑制炉衬侵蚀、加大炉衬寿命是本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
为解决现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种低镍锍转炉吹炼添加剂及低镍锍转炉吹炼方法，本发明能够实现渣锍顺利分离保证镍收率的同时有效抑制炉衬侵蚀，加大炉衬寿命。
本发明采用的技术方案如下：
一种低镍锍转炉吹炼添加剂，其组分包括保护剂、补偿剂和晶化剂，保护剂、补偿剂和晶化剂的质量比为(1.25-2.60)：(0.25-0.55)：(0.5-1.3)；所述保护剂采用二氧化锰，补偿剂采用氧化硼，晶化剂采用氟化钙。
优选的，所述保护剂的粒度为5-25mm，晶化剂的粒度为5-25mm，补偿剂的粒度为5-25mm。
本发明还提供了一种低镍锍转炉吹炼方法，包括如下过程：
低镍锍进入转炉；
在开始造渣时，将熔剂、冷料和补偿剂混匀加入；
物料完全融化后在炉衬内四周均匀加入晶化剂及保护剂，完成造渣反应并生成炉衬保护层；
在炉衬保护层生成之后，加入补偿剂，同时调节炉渣粘度，以使障渣锍分离；
所述保护剂和晶化剂的加入量分别为低镍锍质量的1.25％-2.60％和0.5％-1.3％；在开始造渣时，补偿剂的加入量为低镍锍质量的0.125％-0.4％，在炉衬保护层生成之后，补偿剂的加入量为低镍锍质量的0.125％-0.15％；补偿剂的总加入量为低镍锍质量的0.25％-0.55％；
所述保护剂采用二氧化锰，补偿剂采用氧化硼，晶化剂采用氟化钙。
优选的，低镍锍转炉吹炼过程中鼓风强度为0.45-0.5m3/(cm2·min)。
优选的，低镍锍转炉吹炼过程中炉温控制在1250±30℃。
优选的，熔剂的加入量为低镍锍质量的15％-23％，冷料加入量为低镍锍质量的20％-25％。
优选的，所述熔剂采用石英石，以质量百分数计，其化学组成包括SiO2 85％、Al2O31.2％、CaO 2.5％、MgO 1.3％、Fe 0.2％；所述冷料为包子壳，含水量低于4％。
优选的，所述低镍锍品位(Ni+Cu)15％-18％。
本发明具有如下有益效果：
本发明低镍锍转炉吹炼添加剂中，保护剂二氧化锰的能够代替冶炼过程中部分氧化亚铁，降低了亚铁对炉衬的侵蚀，同时可以减少熔剂和冷料的加入量，熔剂控制在低镍锍质量的15％-23％，冷料控制在低镍锍质量的20％-25％，减少渣量；同时补偿剂氧化硼为冶炼提供氧化物，可以降低吹炼过程中的鼓风强度；晶化剂氟化钙有利于在炉衬表面结晶，起到保护炉衬的关键作用；补偿剂氧化硼可以解聚熔体中的复杂链状结构，避免晶化剂加入产生结晶而带来的炉渣粘度增加而导致渣锍分离恶化，保障镍的收率。
进一步的，本发明低镍锍转炉吹炼添加剂各组分的粒度保持在5-25mm，能够防止粒度过小而被转炉烟气带走利用率降低，粒度过大造成融化时间过长。
本发明低镍锍转炉吹炼方法中，在开始造渣时将0.125％-0.4％补偿剂与15％-23％熔剂、20％-25％冷料混匀加入，补偿剂可以减少熔剂和冷料的加入量减少渣量；物料完全融化后在炉衬内四周均匀加入0.5％-1.3％晶化剂及1.25％-2.60％保护剂，完成造渣反应并生成炉衬保护层，同时避免Fe3O4大量生成和结晶带来的炉渣性能恶化；在炉衬保护层生成之后加入0.125％-0.15％补偿剂和，补充补偿剂的消耗并及时降低炉温避免温度波动过大加速耐火材料损坏，同时调节炉渣粘度保障渣锍顺利分离。
进一步的，低镍锍转炉吹炼过程中鼓风强度为0.45-0.5m3/(cm2·min)，补偿剂氧化硼为冶炼提供氧化物，可以降低吹炼过程中的鼓风强度。
进一步的，低镍锍转炉吹炼过程中炉温控制在1250±30℃，保证冶炼顺利进行。
具体实施方式
下面结合实施例来对本发明做进一步的说明。
本发明以下所有实施例所用转炉规格为3.6*7.7
Figure BDA0002691484510000031
m；低镍锍100t，品位(Ni+Cu)15％-18％；熔剂为石英石，以质量百分数计，其主要化学组成为SiO2 85％、Al2O31.2％、CaO 2.5％、MgO 1.3％、Fe 0.2％；冷料为包子壳，含水量低于4％以保持干燥。
对比例
本实施例低镍锍转炉吹炼方法，包括如下过程：
低镍锍(品位(Ni+Cu)15％)进入转炉中，进料量为100t，鼓风强度为0.5m3/(cm2·min)，炉温控制在1250±30℃，在开始造渣时将熔剂和冷料混匀加入，熔剂和冷料的加入量分别为低镍锍质量的20％和25％；测得镍直收率和耐火材料损耗如表1所示。
实施例1
本实施例低镍锍转炉吹炼方法，包括如下过程：
低镍锍(品位(Ni+Cu)15％)进入转炉中，进料量为100t，鼓风强度为0.45m3/(cm2·min)，炉温控制在1250±30℃，在开始造渣时将补偿剂、熔剂和冷料混匀加入，补偿剂、熔剂和冷料的加入量分别为低镍锍质量的0.125％、15％和20％；物料完全融化后在炉衬内四周均匀加入晶化剂及保护剂，完成造渣反应并生成炉衬保护层，晶化剂和保护剂的加入量分别为低镍锍质量的0.5％和1.25％；在炉衬保护层生成之后加入补偿剂，补偿剂的加入量分别为低镍锍质量的0.125％，同时调节炉渣粘度保障渣锍顺利分离。测得镍直收率和耐火材料损耗如表1所示。
实施例2
本实施例低镍锍转炉吹炼方法，包括如下过程：
低镍锍(品位(Ni+Cu)15％)进入转炉中，进料量为100t，鼓风强度为0.48m3/(cm2·min)，炉温控制在1250±30℃，在开始造渣时将补偿剂、熔剂和冷料混匀加入，补偿剂、熔剂和冷料的加入量分别为低镍锍质量的0.25％、15％和22％；物料完全融化后在炉衬内四周均匀加入晶化剂及保护剂，完成造渣反应并生成炉衬保护层，晶化剂和保护剂的加入量分别为低镍锍质量的0.5％和1.25％；在炉衬保护层生成之后加入补偿剂和冷料，补偿剂的加入量分别为低镍锍质量的0.13％，同时调节炉渣粘度保障渣锍顺利分离。测得镍直收率和耐火材料损耗如表1所示。
实施例3
本实施例低镍锍转炉吹炼方法，包括如下过程：
低镍锍(品位(Ni+Cu)16％)进入转炉中，进料量为100t，鼓风强度为0.5m3/(cm2·min)，炉温控制在1250±30℃，在开始造渣时将补偿剂、熔剂和冷料混匀加入，补偿剂、熔剂和冷料的加入量分别为低镍锍质量的0.3％、20％和23％；物料完全融化后在炉衬内四周均匀加入晶化剂及保护剂，完成造渣反应并生成炉衬保护层，晶化剂和保护剂的加入量分别为低镍锍质量的1.0％和2.0％；在炉衬保护层生成之后加入补偿剂和冷料，补偿剂的加入量分别为低镍锍质量的0.14％，同时调节炉渣粘度保障渣锍顺利分离。测得镍直收率和耐火材料损耗如表1所示。
实施例4
本实施例低镍锍转炉吹炼方法，包括如下过程：
低镍锍(品位(Ni+Cu)18％)进入转炉中，进料量为100t，鼓风强度为0.5m3/(cm2·min)，炉温控制在1250±30℃，在开始造渣时将补偿剂、熔剂和冷料混匀加入，补偿剂、熔剂和冷料的加入量分别为低镍锍质量的0.4％、23％和25％；物料完全融化后在炉衬内四周均匀加入晶化剂及保护剂，完成造渣反应并生成炉衬保护层，晶化剂和保护剂的加入量分别为低镍锍质量的1.3％和2.6％；在炉衬保护层生成之后加入补偿剂和冷料，补偿剂的加入量分别为低镍锍质量的0.15％，同时调节炉渣粘度保障渣锍顺利分离。测得镍直收率和耐火材料损耗如表1所示。
表1
Figure BDA0002691484510000051
从表1的结果可以看出，本发明的技术方案对耐火材料单耗明显低于低镍锍转炉吹炼,本发明的镍直收率明显高于镍锍转炉吹炼，因此本发明技术方案效果显著。

Claims (8)

1.一种低镍锍转炉吹炼添加剂，其特征在于，其组分包括保护剂、补偿剂和晶化剂，保护剂、补偿剂和晶化剂的质量比为(1.25-2.60)：(0.25-0.55)：(0.5-1.3)；所述保护剂采用二氧化锰，补偿剂采用氧化硼，晶化剂采用氟化钙。
2.根据权利要求1所述的一种低镍锍转炉吹炼添加剂，其特征在于，所述保护剂的粒度为5-25mm，晶化剂的粒度为5-25mm，补偿剂的粒度为5-25mm。
3.一种利用权利要求1或2所述添加剂进行低镍锍转炉吹炼的方法，其特征在于，包括如下过程：
低镍锍进入转炉；
在开始造渣时，将熔剂、冷料和补偿剂混匀加入；
物料完全熔化 后在炉衬内四周均匀加入晶化剂及保护剂，完成造渣反应并生成炉衬保护层；
在炉衬保护层生成之后，加入补偿剂，同时调节炉渣粘度，以保障渣锍分离；
所述保护剂和晶化剂的加入量分别为低镍锍质量的1.25％-2.60％和0.5％-1.3％；在开始造渣时，补偿剂的加入量为低镍锍质量的0.125％-0.4％，在炉衬保护层生成之后，补偿剂的加入量为低镍锍质量的0.125％-0.15％；补偿剂的总加入量为低镍锍质量的0.25％-0.55％；
所述保护剂采用二氧化锰，补偿剂采用氧化硼，晶化剂采用氟化钙。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，低镍锍转炉吹炼过程中鼓风强度为0.45-0.5m3/(cm2·min)。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，低镍锍转炉吹炼过程中炉温控制在1250±30℃。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，熔剂的加入量为低镍锍质量的15％-23％，冷料加入量为低镍锍质量的20％-25％。
7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述熔剂采用石英石，以质量百分数计，其化学组成包括：SiO2 85％、Al2O3 1.2％、CaO 2.5％、MgO 1.3％、Fe 0.2％；所述冷料为包子壳，含水量低于4％。
8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述低镍锍品位(Ni+Cu)15％-18％。
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