[發(fā)明專利]一種高硫粗鎳鐵精煉脫硫的方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810058796.0
• 申請(qǐng)日: 2008-08-08
• 公開（公告）號(hào): CN101338353A
• 公開（公告）日: 2009-01-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳為亮;朱星榮;殷國(guó)平;伍賀東;李躍光;黃中省;朱駿;彭振坤;戴永年
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 昆明理工大學(xué);紅河恒昊礦業(yè)股份有限公司
• 主分類號(hào): C21C7/064
• 分類號(hào): C21C7/064
• 代理公司: 昆明正原專利代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 徐玲菊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種高硫粗鎳鐵精煉脫硫的方法，屬于有色金屬和鐵合金生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域。

技術(shù)背景

在工業(yè)上，鎳主要用來生產(chǎn)不銹鋼、特殊合金鋼以及應(yīng)用于鍍鎳、陶瓷制品、電池、催化劑等領(lǐng)域。目前，世界上鎳產(chǎn)品60％以上是來自硫化礦，但世界鎳資源總量的60％以上都存在于紅土鎳礦中。隨著世界上硫化鎳礦資源的逐漸減少，開發(fā)利用紅土鎳礦對(duì)鎳工業(yè)的發(fā)展具有極其重要的意義。

用高爐或電爐還原熔煉處理紅土鎳礦后得到的鎳鐵，經(jīng)過精煉后即可用于生產(chǎn)不銹鋼。以鎳鐵作為電解鎳的替代品用于生產(chǎn)不銹鋼，可以減少金屬鎳的消耗，增加鎳元素的來源，降低不銹鋼的冶煉成本，以獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益。

在高爐或電爐冶煉紅土鎳礦而產(chǎn)出的粗鎳鐵中，由于含有硫、磷、碳、硅等雜質(zhì)，如不進(jìn)行精煉處理，將嚴(yán)重影響不銹鋼的使用性能。尤其是硫在液態(tài)鋼中可無限溶解，但在固態(tài)鋼鐵中溶解度卻很小，在金屬熱加工時(shí)易導(dǎo)致鋼或合金的“熱脆”，因此，工業(yè)上應(yīng)盡量降低鋼或合金成品中的硫含量，以減少硫的危害作用。粗鎳鐵需精煉脫硫后再用于不銹鋼的生產(chǎn)。

目前，粗鎳鐵脫硫一般采用純堿、石灰、合成渣、碳化鈣、鎂等脫硫劑，在鋼包、電爐、平爐、轉(zhuǎn)爐或卡爾多爐中進(jìn)行。烏克蘭帕布什鎳廠使用純堿粉等在包子中進(jìn)行爐外脫硫，當(dāng)純堿用量為鎳鐵重量的1.0～1.7％時(shí)，可將粗鎳鐵的含硫量由0.2％可降至0.07～0.10％。當(dāng)采用純堿-鎂聯(lián)合法脫硫時(shí)，可使鎳鐵含硫量從～0.15％降至0.01～0.015％，脫硫率比單獨(dú)用純堿或鎂的方法提高20～28％。俄羅斯的一家工廠在25噸的鑄鋼包中用合成石灰鋁渣(CaO?53％和Al₂O₃43％)對(duì)鎳鐵進(jìn)行了爐外脫硫試驗(yàn)，可使粗鎳鐵的含硫量由0.08～0.29％降至0.015～0.09％。專利CN101082095A采用石灰脫硫，將粗鎳鐵在10噸轉(zhuǎn)爐內(nèi)于1500～1620℃通過吹入氧氣和C₃H₈，可將粗鎳鐵的含硫量由0.1～0.5％降至0.05％以下。專利CN101139642A將粗鎳鐵在卡爾多爐內(nèi)采用碳酸鈉、石灰等進(jìn)行脫硫，可使粗鎳鐵中硫含量降至0.02％以下。雖然在鋼包、電爐、平爐、轉(zhuǎn)爐或卡爾多爐中都可以將粗鎳鐵中的硫?qū)⒅?.05％以下，但轉(zhuǎn)爐脫硫的氧化氣氛強(qiáng)，因此渣量大，鎳隨渣的損失較大，降低鎳的直收率。鋼包、電爐、平爐和卡爾多爐脫硫時(shí)熔體的攪拌強(qiáng)度低，致使熔體的脫硫反應(yīng)速度慢，生產(chǎn)效率較低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)上述高硫粗鎳鐵精煉脫硫方法中存在的不足，提供一種工藝簡(jiǎn)單、流程短、鎳鐵直收率高的粗鎳鐵精煉脫硫的方法。

本發(fā)明通過下列技術(shù)方案完成：一種高硫粗鎳鐵精煉脫硫的方法，其特征在于經(jīng)過下列工藝步驟：

A、在中頻感應(yīng)爐內(nèi)，向熔融的高硫粗鎳鐵中加入粗鎳鐵質(zhì)量3～10％的脫硫劑純堿或/和石灰以及粗鎳鐵質(zhì)量0～2％的熔劑螢石，脫硫劑和熔劑在高溫下迅速熔化；

B、在電磁攪拌作用以及溫度為1330～1630℃條件下，含硫粗鎳鐵精煉5～20分鐘，使粗鎳鐵中的硫與純堿、石灰快速反應(yīng)而造渣，扒渣后得脫硫鎳鐵。

所述粗鎳鐵的精煉脫硫也適用于在工頻感應(yīng)電爐內(nèi)進(jìn)行。

本發(fā)明所用的含硫粗鎳鐵，其主要化學(xué)成份為：8.68～10.42％Ni、80.37～84.58％Fe、0.56～3.87％Si、2.03～3.87％C、0.10～0.15％P、0.52～1.03％S、0.53～0.64％Cr。

本發(fā)明的脫硫方法的反應(yīng)式為：

(FeS)+(CaO)＝(CaS)+(FeO)

(FeS)+(Na₂CO₃)＝(Na₂S)+(FeO)+CO₂

當(dāng)使用石灰為脫硫劑時(shí)，還需要加入粗鎳鐵質(zhì)量1～2％的的熔劑螢石以降低渣的粘度。在電磁攪拌的作用下可強(qiáng)化脫硫反應(yīng)過程，使粗鎳鐵中的硫造渣后除去，得到含硫小于0.05％的鎳鐵。

當(dāng)單獨(dú)使用純堿脫硫時(shí)，本發(fā)明的最佳精煉時(shí)間為5分鐘，最佳精煉溫度為1360℃，純堿的最佳用量為粗鎳鐵質(zhì)量4％；當(dāng)單獨(dú)使用石灰脫硫時(shí)，本發(fā)明的最佳精煉時(shí)間為10分鐘，最佳精煉溫度為1550℃，石灰和螢石的最佳用量分別為為粗鎳鐵質(zhì)量的7％和1.5％；當(dāng)使用純堿和石灰復(fù)合脫硫劑時(shí)，本發(fā)明的最佳精煉時(shí)間為7分鐘，最佳精煉溫度為1510℃，純堿、石灰和螢石的最佳用量分別為粗鎳鐵質(zhì)量2％、4％和1％。