[發明專利]一種側吹熔池熔煉電爐貧化爐渣的方法和設備

無效

• 申請號: 201210250853.1
• 申請日: 2012-07-19
• 公開（公告）號: CN102735047A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發明（設計）人: 沈強華;陳雯;劉中華;熊偉
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學;昆明理工精誠科技有限責任公司
• 主分類號: F27B3/08
• 分類號: F27B3/08;F27B3/10;C22B7/04;C22B23/00
• 代理公司: 昆明正原專利商標代理有限公司 53100
• 代理人: 金耀生

技術領域

本發明提供一種側吹熔池熔煉電爐貧化爐渣的方法和設備，屬有色金屬冶金技術領域。

背景技術

以硫化鎳礦為原料熔煉產出锍的化學本質是脫硫除鐵，得到以氧化物匯集的爐渣和以硫化物熔合的鎳锍，由于渣與锍互不相溶且密度差異大能夠分層分離。傳統的熔煉方法因冶煉強度不大，體系的氧勢較低，精礦中的FeS與O₂反應生成FeO就能與熔劑造渣，FeO繼續被氧化為Fe₃O₄的現象不突出。而現代造锍熔煉的發展趨勢是富氧強化熔煉，產出高品位锍，由于體系氧勢高、硫勢低，導致熔煉渣中Fe₃O₄的含量高。由于Fe₃O₄的熔點（1597℃）高、比重大，在渣中以Fe－O復雜離子狀態存在，當其量較多時，會使爐渣熔點升高，比重增大，惡化了渣與锍的沉降分離，并且Fe₃O₄還會將渣中的Ni₃S₂氧化為NiO，增加了鎳在渣中的化學溶解，導致棄渣含鎳高，再者，當熔體溫度下降時，Fe₃O₄會析出沉于爐底形成爐結，危害正常操作。

???傳統的爐渣電爐貧化工藝是將爐渣送進電爐，靠插入渣層的電極引入電流產生爐渣電阻熱，維持過程溫度。將還原劑和硫化劑從爐頂投入到電極之間的熔體里，進行磁性氧化鐵（Fe₃O₄）的還原造渣反應和造锍反應，同時還要進行渣锍的澄清分離。這種工藝容易導致磁性氧化鐵在沉降電爐里形成爐結；為了提高爐溫減少爐結的形成，沉降電爐電極輸入的功率高，會產生電力攪拌熔池的副作用；在各電極之間的區域加入還原劑、硫化劑進行各種反應，渣锍的沉降分離條件被破壞。由于傳統的爐渣電爐貧化工藝存在這些缺點，盡管增加了電耗、增加了還原劑消耗，降低棄渣含鎳的指標還是達不到要求。因此，新建火法煉鎳廠和火法煉銅廠傾向于爐渣貧化采用緩冷浮選的方法。

發明內容

????本發明的目的在于克服現有技術之不足，提供一種側吹熔池熔煉電爐貧化爐渣的方法和設備。

本發明的方法是將鎳熔煉過程中所產出的熔煉渣或者低鎳锍吹煉成高鎳锍產出的吹煉渣投入側吹熔池熔煉電爐還原區，控制爐溫在1300℃～1400℃，在煤基還原劑和熔劑SiO₂的作用下主要發生如下反應：?

2Fe₃O_4?+?3SiO_2?+?C=3(2?FeO·SiO₂)+CO₂

2Fe₃O_4?+?3SiO_2?+2CO=3(2?FeO·SiO₂)+2CO₂

CO₂+C=2CO

3NiO+2S^2-=Ni₃S₂+3O^2-

Cu₂O+S^2-=Cu₂S+O^2-

由于上述反應的存在，消除了渣中熔點高比重大的Fe₃O₄，使渣的粘度、熔點降低，利于渣锍分離，鎳銅的物相轉變為與渣互不相溶的Ni₃S₂和Cu₂S，經過渣型調整的爐渣流入電爐沉降分離區進行渣锍分離，可得到含鎳低于0.25%的棄渣。

本發明的主體設備是側吹熔池熔煉電爐，該電爐由爐架、置于爐架上的爐體以及從爐體側墻插入的噴槍組成。其中：爐體的上部有測溫孔、進料口、煙道、電極孔、探渣口，爐體的側墻有噴槍斜插口、放锍口，爐體的端墻上有放渣口與排凈口。

本發明的噴槍數量可根據實際需要確定。側墻的噴槍斜插口與水平線的夾角為18～27°

爐渣貧化：