CN114921661B - 一种生产水淬合金的工艺方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种生产水淬合金的工艺方法，将一次合金制成球团后加入侧吹式熔炼炉，产出的低锍合金通过放出口排至钢包内，由吊车倒运至卡尔多炉内，通过卡尔多炉氧枪鼓入氧气使熔体中的FeS和Ni3S2发生氧化反应，生成FeO和NiO，然后经吹炼造渣脱去熔体中部分Fe和S后，加入还原剂使NiO发生还原反应产出高镍低硫的合金熔体，再通过钢包吊运水淬形成水淬合金颗粒；所述一次合金为高镍锍经磁选、浮选产出镍精矿和铜精矿的过程中产出的磁性铜镍合金。该工艺可以为羰基镍生产提供原料，实现了一次合金的综合利用，具有较好的实用性。
Description
技术领域
本发明属于镍冶炼技术领域，涉及一种生产水淬合金的工艺方法。
背景技术
金川公司镍冶炼厂产出的高镍锍经高锍磨浮车间磁选、浮选产出镍精矿、铜精矿及一次合金，其中一次合金主要由合金硫化炉搭配处理镍阳极泥脱硫尾料生产二次高镍锍，根据目前的生产设施及环保要求，现有的硫化炉处理工艺存在粉状物料入炉困难、粉尘及烟气溢散严重、作业环境较差等问题，不能满足当前的生产和环保要求，为了解决这个问题我们提出新的工艺方法。
发明内容
本发明针对上述背景技术中处理一次合金存在的不足，提出一种利用一次合金生产水淬合金的工艺方法。
本发明采用如下技术方案：
一种生产水淬合金的工艺方法，其特征在于：将一次合金制成球团后加入侧吹式熔炼炉进行熔炼，待合金球团全部熔化后通过钢包倒运至卡尔多炉，在熔融状态下通入氧气使熔体中的FeS和Ni3S2发生氧化反应，生成FeO和NiO，然后经吹炼造渣脱去熔体中部分Fe和S后，加入还原剂使NiO发生还原反应产出高镍低硫的合金熔体，再将合金熔体进行水淬形成水淬合金颗粒。
所述一次合金为高镍锍经磁选、浮选产出镍精矿和铜精矿的过程中产出的磁性铜镍合金。
所述一次合金球团进入侧吹式熔炼炉进行熔炼的过程中，燃气枪喷入的氧气压力为0.3~0.5MPa，氧气流量为300~800Nm3/h，天燃气压力0.2~0.4MPa，天然气流量100~400Nm3/h，熔炼时间为1.5~2h，压缩空气流量3000~7000Nm3/h，出炉终点温度为1300~1400℃。
所述熔炼炉产出的熔融低锍合金倒运至卡尔多炉进行氧化吹炼过程中，吹入的氧气压力为0.5~0.8MPa，氧气流量为600~1400Nm3/h，吹炼时间为30~60min，吹炼初始温度为1300~1400℃，吹炼终点温度为1500~1650℃。
所述水淬过程采用循环泵配套专用水嘴连续冷却方式，水淬用水温度为18~25℃，水淬用水流量控制在400~600m3/h。
氧化吹炼过程中加入熔剂进行造渣，该熔剂为石英石，熔剂的加入量为一次合金加入量的3~5%。
所述还原剂为焦炭或石油焦，且还原剂的加入量为一次合金加入量的1~5%。
与现有技术相比，本发明有益效果：
1、打破一次合金处理的传统工艺流程，采用熔炼炉熔炼、卡尔多炉吹炼并还原生产水淬合金，推进了合金熔炼生产技术的进步。
2、提高了有价金属的回收率，其环境效益和经济效益明显，且生产的水淬合金可以作为合成羰基镍的原料，具有深远的推广价值。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明的工艺过程做进一步的解释说明。
如图1所示，一种生产水淬合金的工艺方法，采用侧吹式熔炼炉+卡尔多炉的工艺流程，对高镍锍经磨浮车间分离铜精矿和镍精矿过程中产生的一次合金进行熔炼、吹炼，其中一次合金的成分表如下：
表1 一次合金成分表
| Ni(%) | Cu(%) | Fe(%) | Co(%) | S(%) | 水份 |
| 57.72 | 21.5 | 6.01 | 0.81 | 20.71 | 8.6 |
一次合金中经高压压球机压制成均匀球团，计量称重后通过皮带输送机将球团输送至侧吹式熔炼炉加料口，与计量称重后的熔剂（石英石或石灰石）一起加入熔炼炉，送天然气、氧气进行熔炼，熔炼期作业参数如下：
表2熔炼期生产作业参数表
| 单位 | 控制范围 | |
| 天然气 | Nm3/h | 100~400 |
| 氧气 | Nm3/h | 200~800 |
| 压缩空气流量 | Nm3/h | 3000~7000 |
随着温度逐渐升高，一次合金逐渐开始融化，当温度达到1320~1380℃时出炉，通过放出口排放至钢包内，由吊车倒运至卡尔多炉内，鼓入氧气开始吹炼，吹入的氧气压力为0.3~0.5MPa，氧气流量为600~1400Nm3/h，吹炼时间为30~60min，当熔体中硫含量小于7%~9%时，吹炼结束，此时炉温为1500~1650℃；然后再加入还原剂（焦炭或石油焦）还原脱去熔体中的氧，产出高镍低硫的合金熔体；然后将合金熔体通过钢包吊运至水淬池上方，经水淬水泵及专用喷头进行水淬作业，水淬用水温度为20~25℃，水淬用水流量为400~600 m3/h。水淬后形成的合金颗粒经回转干燥筛分机进行干燥、筛分，取粒径在5~10mm的合格品送入羰基镍合成车间做羰基镍合成原料，粒径在小于5mm、大于10mm的不合格品作为冷料返回卡尔多炉重新熔融。熔炼炉产生的尾料经破碎机破碎后送镍火法系统贫化处理，产生的烟气经喷雾冷却塔降温、文丘里收尘器集尘处理后，净化的烟气送亚纳车间制酸，泥浆经压滤机滤除水分后作为熔炼炉的配料。
下面给出具体实施例对本发明工艺流程进一步说明。
实施例1
将20吨一次合金碎粒通过高压压球机制成30×25×15mm的合金球团，通过皮带运输机加入熔炼炉内，通入天然气和氧气进行熔炼，当温度达到1320~1380℃时，将熔融合金通过钢包转运至卡尔多炉，并加入450kg的石英石和150kg的石灰石,通入氧气进行吹炼,当温度达到1550℃左右时，停止吹炼。控制氧气压力0.3~0.5Mpa、氧气流量400~1000m3/h、吹炼时间30~60min、吹炼终点温度1536℃、水淬水温度常温、水淬水压力0.1~0.3Mpa、水淬用水流量400~600m3 /h，得到含镍约63.6%、含硫约8.2%的水淬合金。
实施例2
正常生产中，为提高熔炼炉熔化效率，在熔炼炉内预留约10t的一次合金熔体，将压制好的合金球团15吨通过皮带运输机加入熔炼炉内，通入天然气和氧气进行熔炼，当温度达到1320~1380℃时，将熔融合金通过钢包转运至卡尔多炉，并加入350kg的石英石和150kg的石灰石,通入氧气进行吹炼,当吹炼温度达到1500~1650℃左右时，停止吹炼。控制氧气压力0.3~0.5Mpa、氧气流量400~800m3/h、吹炼时间30~60min、吹炼终点温度1557℃；此时熔体温度较高，为保证倒运钢包的安全使用，加入不合格的水淬合金0.5t，静置约10~20min后出炉，钢包吊运至水淬池上方，调整水淬水流量400~600m3/h、水淬水压力0.1~0.3Mpa，水淬水温度常温，得到含镍约62.1%、含硫约6.8%的水淬合金。
实施例3
正常生产中，为提高熔炼炉熔化效率，在熔炼炉内预留约10t的一次合金熔体，将压制好的合金球团15吨通过皮带运输机加入熔炼炉内，通入天然气和氧气进行熔炼，当温度达到1320~1380℃时，将熔融合金通过钢包转运至卡尔多炉，并加入400kg的石英石和100kg的石灰石,通入氧气进行吹炼,当吹炼温度达到1500~1650℃左右时，停止吹炼。控制氧气压力0.3~0.5Mpa、氧气流量400~800m3/h、吹炼时间30~60min、吹炼终点温度1562℃；此时熔体温度较高，为保证倒运钢包的安全使用，加入不合格的水淬合金0.5t，静置约10~20min后出炉，钢包吊运至水淬池上方，调整水淬水流量400~600m3/h、水淬水压力0.1~0.3Mpa，水淬水温度常温，得到含镍约63.98%、含硫约6.27%的水淬合金。
实施例4
正常生产中，为提高熔炼炉熔化效率，在熔炼炉内预留约10t的一次合金熔体，将压制好的合金球团15吨通过皮带运输机加入熔炼炉内，通入天然气和氧气进行熔炼，当温度达到1320~1380℃时，将熔融合金通过钢包转运至卡尔多炉，并加入300kg的石英石和100kg的石灰石,通入氧气进行吹炼,当吹炼温度达到1500~1650℃左右时，停止吹炼。控制氧气压力0.3~0.5Mpa、氧气流量400~800m3/h、吹炼时间30~60min、吹炼终点温度1602℃；此时熔体温度较高，为保证倒运钢包的安全使用，加入不合格的水淬合金0.5t，静置约10~20min后出炉，钢包吊运至水淬池上方，调整水淬水流量400~600m3/h、水淬水压力0.1~0.3Mpa，水淬水温度常温，得到含镍约61.4%、含硫约7.5%的水淬合金。
Claims (5)
1.一种生产水淬合金的工艺方法，其特征在于：将一次合金制成球团后加入侧吹式熔炼炉进行熔炼，待合金球团全部熔炼后通过钢包倒运至卡尔多炉，在熔融状态下通入氧气使熔体中的FeS和Ni3S2发生氧化反应，生成FeO和NiO，然后经吹炼造渣脱去熔体中部分Fe和S后，加入还原剂使NiO发生还原反应产出高镍低硫的合金熔体，再将合金熔体进行水淬形成水淬合金颗粒；所述一次合金为高镍锍经磁选、浮选产出镍精矿和铜精矿的过程中产出的磁性铜镍合金；所述一次合金球团进入侧吹式熔炼炉进行熔炼的过程中，燃气枪喷入的氧气压力为0.3~0.5MPa，氧气流量为300~800Nm3/h，天然气压力0.2~0.4MPa，天然气流量100~400Nm3/h，熔炼时间为1.5~2h，压缩空气流量3000~7000Nm3/h，出炉终点温度为1300~1400℃。
2.根据权利要求1所述一种生产水淬合金的工艺方法，其特征在于熔炼炉放出的熔融低锍合金倒运至卡尔多炉进行氧化吹炼过程中，鼓入的氧气压力为0.5~0.8MPa，氧气流量为600~1400Nm3/h，吹炼时间为30~60min，吹炼初始温度为1300~1400℃，吹炼终点温度为1500~1650℃。
3.根据权利要求2所述一种生产水淬合金的工艺方法，其特征在于：所述氧化吹炼过程中加入熔剂进行造渣，该熔剂为石英石，熔剂的加入量为一次合金加入量的3~5%。
4.根据权利要求1所述一种生产水淬合金的工艺方法，其特征在于：所述水淬过程采用循环泵连续循环冷却方式，水淬用水温度为18~25℃，水淬用水流量为400~600m3/h。
5.根据权利要求1所述一种生产水淬合金的工艺方法，其特征在于：所述还原剂为焦炭或石油焦，且还原剂的加入量为一次合金加入量的1~5%。
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Non-Patent Citations (1)
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