CN113355534B - 用连续吹炼炉生产镍锍方法及设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及冶炼领域，即用连续吹炼炉生产镍锍方法及设备。其方法步骤如下：（1）采用连续吹炼炉；（2）精炼镍铁的同时注入液体硫磺，在以一个设备中同时完成精炼和硫化作业；（3）将连续吹炼炉的风口分别设计为富氧风口、贫氧风口和氮气风口，分别完成其工艺功能。其设备是在连续吹炼炉上设置有注入硫磺管，将连续吹炼炉的风口分别设计为富氧风口、贫氧风口和氮气风口。采用连续吹炼炉连续生产高锍，并没有返回电炉的大量返渣，彻底解决了大量转炉渣返回电炉的工作量，改善了金属的直收率。连续吹炼炉中直接加入硫磺，含有二氧化硫的废气集中逸出，硫的利用率提高，大量减少含有二氧化硫的废气，产出高品位镍锍，提高设备利用率。

Description

用连续吹炼炉生产镍锍方法及设备
技术领域
本发明涉及冶炼领域，即用连续吹炼炉生产镍锍方法及设备。以红土镍矿为原料生产高品位镍铁，在连续吹炼炉中精炼并注入液体硫磺生产高锍，用于生产电解镍或硫酸镍。
背景技术
在现有技术中，传统的红土镍矿生产高锍的方法是在回转窑中加入硫化剂或硫磺，产出的低冰镍用PS转炉中吹炼生产高锍。如；印尼淡水河谷、埃赫曼新喀的多尼安博冶炼厂。高锍从冶金学上称为镍硫合金，从电炉产出的低冰镍则称为低冰镍或低锍，在转炉造渣剂石英的作用下，镍富聚成高锍。传统的方法由于在回转窑中加入硫磺或硫化剂，在回转窑，电炉和转炉中都有二氧化硫废气逸出。废气重新处理量大，且回收复杂。PS转炉富聚时，筛炉过程中产生大量转炉渣，返到电炉影响直收率和操作繁琐，影响生产率。再者影响回收率。
发明内容
本发明的目的是针对上述不足而提供一种新的工艺流程；选用连续吹炼炉，连续生产镍锍方法及设备。使其生产中降低二氧化硫的排放量，提高生产效率的合理工艺。
本发明的技术解决方案是：用连续吹炼炉生产镍锍方法，其特征在于步骤如下：（1）采用连续吹炼炉；（2）精炼镍铁的同时注入液体硫磺，在以一个设备中同时完成精炼和硫化作业；（3）将连续吹炼炉的风口分别设计为富氧风口、贫氧风口和氮气风口，分别完成其工艺功能。
上述方法方案中，还包括：
富氧风含氧20—25%，富氧风口设计在靠近渣口，以强化造渣，同时产生足够的氧化热保证炉内热平衡；贫氧风含氧12—15%，贫氧风口设计在加料口底部，用来搅动熔体的同时，使其产生少量的氧化铁去造渣，避免熔体过热影响炉体寿命；氮气纯度99%，氮气风口设计在注入硫磺管处的炉体底部，氮气风口用来搅动熔体，使加入的硫磺在没有氧的状况下充分硫化金属镍，最终形成镍高锍。
用连续吹炼炉生产镍锍的设备，其特征在于在连续吹炼炉上设置有注入硫磺管，将连续吹炼炉的风口分别设计为富氧风口、贫氧风口和氮气风口；富氧风口设计在靠近渣口处，贫氧风口设计在加料口底部，氮气风口设计在注入硫磺管处的炉体底部。
注入硫磺管外端连接有液体硫磺罐，液体硫磺罐带有氮气入口、减压罐。
采用连续吹炼炉，加入二氧化硅的同时注入液体硫磺，在以一个设备中同时完成精炼和硫化作业。连续吹炼炉的风口分别设计为富氧风口，贫氧风口和氮气风口，分别完成其工艺功能。富氧风含氧25%，设计在靠近渣口以强化造渣。贫氧风含氧15%，设计在加料口底部，用来搅动熔体的同时以少量的氧化铁，去造渣。氧气过多造成炉内温度过高。氮气纯度99%，用来搅动熔体，使加入的硫磺在没有氧的状况下充分硫化金属镍，最终形成镍高锍。
本发明的优点是：（1）采用连续吹炼炉连续生产高锍，并没有返回电炉的大量返渣，彻底解决了大量转炉渣返回电炉的工作量，改善了金属的直收率。（2）连续吹炼炉中直接加入硫磺，在以一个设备中同时完成精炼和硫化作业，含有二氧化硫的废气集中逸出，硫的利用率提高，大量减少含有二氧化硫的废气，降低了废气回收成本和提高了回收效率，生产高品位镍锍。（3）提高设备利用率和强化生产。（4）传统采用PS转炉精炼和硫化生产，硫的利用率30-50%；而本发明硫的利用率90%以上。传统返回电炉的转炉渣占提供给转炉炉料的75%，而本发明没有渣返回电炉，直接产出废弃渣。
下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步详细描述。
附图说明
图1是连续吹炼炉结构简图。
图2是图1左视结构简图。
图3是液体硫磺注入装置结构简图。
具体实施方式
参见图1－3，零部件名称如下：连续吹炼炉1，富氧风口2，贫氧风口3，氮气风口4，加料口5，注入硫磺管6，液体硫磺罐7，氮气入口8，减压罐9，含二氧化硫废气出口10，沉降罐11，逆止阀12，放气阀13，硫磺出口14。
参见图1－3，用连续吹炼炉生产镍锍方法，其步骤如下：（1）采用连续吹炼炉1；（2）精炼镍铁的同时注入液体硫磺，在以一个设备中同时完成精炼和硫化作业；（3）将连续吹炼炉的风口分别设计为富氧风口2、贫氧风口3和氮气风口4，分别完成其工艺功能。
富氧风含氧25%，富氧风口2设计在靠近渣口，为高氧鼓风区，以强化造渣。贫氧风含氧15%，贫氧风口3设计在加料口5底部，为贫氧鼓风区，用来搅动熔体的同时以少量的氧化铁，去造渣。氮气纯度99%，氮气风口4设计在注入硫磺管6处的炉体底部，氮气鼓风区，氮气风口4用来搅动熔体，使加入的硫磺在没有氧的状况下充分硫化金属镍，最终形成镍高锍。
用连续吹炼炉生产镍锍方法的设备，是在连续吹炼炉上设置有注入硫磺管6，将连续吹炼炉1的风口分别设计为富氧风口2、贫氧风口3和氮气风口4；富氧风口2设计在靠近渣口处，贫氧风口3设计在加料口底部，氮气风口4设计在注入硫磺管6处的炉体底部。
注入硫磺管6外端连接有液体硫磺罐7，液体硫磺罐7带有氮气入口8、减压罐9。
使用方法或工作原理：将矿热炉（RKEF）产出的镍铁（Ni 28%）熔体加入到连续吹炼炉中，除铁精炼的同时注入液体硫磺生产镍锍（Ni78%,S22%）。依据Ni-Fe-S相图，熔锍，熔渣及炉气处于平衡状态，吹入熔体氧耗于S,Fe,Ni的氧化，氧化产物SO2,FeO,Fe2O3,NiO.Fe>40%时，Fe氧化量大于S的氧化量，产出的气体中含SO2小于0.05%。锍中含铁小于8%时，铁的氧化量相对减少，而硫的量相对增加，此时生成的炉气中含SO2约1%，锍中含铁2－5%时炉气中SO2才迅速增加，此时主要氧化的是硫。根据此原理设计了三种不同成分的气体鼓入不同的反应区域，并将液体硫磺直接鼓入含铁低的区域，而且采用压力储气罐以氮气为介质，避免液体硫磺与空气接触发生氧化，降低硫的利用率。镍锍放出口和吹炼渣口分别在炉子的两端，镍锍放出后水淬成颗粒，用于生产硫酸镍或者铸成阳极生产电解镍。吹炼渣放入沉降罐11中进一步回收镍。
上面描述，只是本发明的具体实施方式，各种举例说明不对本发明的实质内容构成限制。
传统采用PS转炉精炼和硫化生产，硫的利用率30-50%；而本发明硫的利用率90%以上。传统返回电炉的转炉渣占提供给转炉炉料的75%，而本发明没有渣返回电炉，直接产出废弃渣。
上面描述，只是本发明的具体实施方式，各种举例说明不对本发明的实质内容构成限制。

Claims (3)

1.用连续吹炼炉生产镍锍方法，其特征在于步骤如下：
A、采用连续吹炼炉（1）；
B、精炼镍铁的同时注入液体硫磺，在以一个设备中同时完成精炼和硫化作业；
C、将连续吹炼炉的风口分别设计为富氧风口（2）、贫氧风口（3）和氮气风口（4），分别完成其工艺功能；富氧风含氧25%，富氧风口（2）设计在靠近渣口，以强化造渣；贫氧风含氧15%，贫氧风口（3）设计在加料口（5）底部，用来搅动熔体的同时以少量的氧化铁，去造渣；氮气纯度99%，氮气风口（4）设计在注入硫磺管（6）处的炉体底部，氮气风口（4）用来搅动熔体，使加入的硫磺在没有氧的状况下充分硫化金属镍，最终形成镍高锍。
2.一种使用权利要求1所述用连续吹炼炉生产镍锍方法的设备，其特征在于在连续吹炼炉上设置有注入硫磺管（6），将连续吹炼炉（1）的风口分别设计为富氧风口（2）、贫氧风口（3）和氮气风口（4）；富氧风口（2）设计在靠近渣口处，贫氧风口（3）设计在加料口底部，氮气风口（4）设计在注入硫磺管（6）处的炉体底部。
3.按照权利要求2所述的用连续吹炼炉生产镍锍方法的设备，其特征在于注入硫磺管（6）外端连接有液体硫磺罐（7），液体硫磺罐（7）带有氮气入口（8）、减压罐（9）。
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