[發(fā)明專利]一種硫化礦鎳銅火法冶煉與提鐵方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201410376672.2 | 申請日： | 2014-08-01 |
| 公開（公告）號： | CN104152714A | 公開（公告）日： | 2014-11-19 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 趙俊學(xué);崔雅茹;高曉婷;路曉濤;唐雯聃;李小明;施瑞盟 | 申請（專利權(quán)）人： | 西安建筑科技大學(xué) |
| 主分類號： | C22B15/00 | 分類號： | C22B15/00;C22B23/02;C21B13/00 |
| 代理公司： | 西安恒泰知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61216 | 代理人： | 史玫 |
| 地址： | 710055*** | 國省代碼： | 陜西;61 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 硫化 礦鎳銅 火法 冶煉 方法 | ||
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及有色冶煉、黑色冶金和環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，提出了一種硫化礦鎳銅火法冶煉與提鐵方法，可在保證鎳冶煉順利進行的前提下，有利于渣中鐵的后續(xù)提取，實現(xiàn)鎳冶煉渣的綜合利用。?
背景技術(shù)
硫化鎳礦火法冶煉一般采用“低鎳锍造锍熔煉(閃速爐、電爐或氧氣頂吹熔煉爐)——吹煉高鎳锍(氧氣轉(zhuǎn)爐)——磨浮分離——高鎳锍電解”的工藝，得到電解鎳。?
在低鎳锍和高鎳锍的生產(chǎn)過程中，會產(chǎn)生大量的高鐵爐渣，其中鐵主要來自礦石，另外也有一部分來自造锍熔煉加入的部分鐵。?
如某公司擁有的鎳銅礦平均含有13％的鐵，在選礦過程中約40％的鐵進入精礦中，精礦含鐵為35％～41％，這部分鐵在冶煉過程中98％以上進入爐渣中。依此折算，鎳精礦每生產(chǎn)1噸鎳金屬，要帶入鐵3噸～4噸；每生產(chǎn)1噸銅金屬，要帶入1.5噸～2噸鐵。該公司2012年鎳產(chǎn)量13.5萬噸，火法冶煉爐渣產(chǎn)出量160萬噸/a以上，這些渣中含有鎳3428噸、銅3883噸、鈷1510噸、鐵675783噸；目前主要是堆存處理(部分用于礦井回填)。?
2012年全球鎳產(chǎn)量169萬噸，測算高鐵渣產(chǎn)出量可達2003萬噸，產(chǎn)出量和資源浪費巨大。?
該公司鎳銅冶煉產(chǎn)出的高鐵渣成分及產(chǎn)出量如表1所示。?
表1??某廠鎳火法冶煉渣爐渣組成?
大量的高鐵渣不僅占用場地，污染環(huán)境，而且沉淀了大量的有價金屬(主要是鐵)無法有效利用。?
為充分利用鎳銅冶煉爐渣中的鐵資源，主要工藝路線為熔融還原提鐵和固態(tài)選鐵兩種，其中熱態(tài)渣熔融還原提鐵被認為是最有可能實現(xiàn)的工藝途徑。已有對鎳銅冶煉渣直接還原利用的相關(guān)專利“一種綜合利用高溫鎳冶煉熔融渣的方法”(申請?zhí)枺?006101563095)和“一種利用鏈篦機-回轉(zhuǎn)窯處理鎳冶煉渣的方法”(申請?zhí)枺?01410041661.9)。?
但相關(guān)研究表明，鎳冶煉熱態(tài)渣熔融還原提鐵工藝目前的主要難點有如下幾個方面：?
1)先行鎳銅冶煉渣中鐵還原難度大，還原溫度高，反應(yīng)效率低。主要原因是爐渣中的鐵主要以硅酸鐵的形式存在，而硅酸鐵是一種難還原化合物，導(dǎo)致了熔融還原工藝難度大幅度增加。?
2)冶煉渣量大，容易發(fā)泡，工藝控制難度大。由于爐渣中的鐵以硅酸鐵的形式存在，冶煉過程需要額外加入石灰，以使堿度達到有利于鐵氧化物還原的1.0左右，使得本來就鐵含量偏低(40％左右)的鎳銅冶煉渣在提鐵過程中?渣量進一步增加。按照相關(guān)估算，品位降低1％，渣量將增加2％，尤其是在渣中脈石組元是氧化硅時，更是如此。?
3)還原過程能耗高，經(jīng)濟性差。渣中鐵的品位低、難還原是經(jīng)濟性差的主要原因，也是目前鎳銅冶煉渣熔融還原提鐵工藝無法獲得根本性突破的主要原因。?
發(fā)明內(nèi)容
由于現(xiàn)行硫化礦鎳銅冶煉工藝產(chǎn)出的鎳銅冶煉爐渣中的鐵主要以硅酸鐵的形式存在，該化合物穩(wěn)定、難還原的特性勢必為后期的熔融還原提鐵增加了難度，直接影響到后面的提鐵可行性。本發(fā)明的目的在于提供一種硫化礦鎳銅火法冶煉與提鐵方法。?
為此，本發(fā)明提供的硫化礦鎳銅火法冶煉與提鐵方法包括：?
以生石灰、石英砂和鎳礦的混合物或者以生石灰和鎳礦的混合物為原料在冶煉爐中冶煉銅和鎳；以爐渣為原料在還原爐中提取鐵。?
優(yōu)選的，冶煉銅和鎳后的爐渣中Fe與SiO2的質(zhì)量比為1.5～1.8；CaO的質(zhì)量百分比含量為：10％～15％；MgO的質(zhì)量百分比含量為：4％～9％，且爐渣的三元堿度為1.0～1.2。?
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所帶來的技術(shù)效果是：?
(1)本發(fā)明在鎳冶煉中，通過調(diào)整爐渣成分，減少石英砂的加入量(SiO2加入量)，同時增大爐渣中石灰的加入量(即CaO加入量)，將爐渣成分控制在要求的范圍內(nèi)，以保證爐渣的熔點、粘度在冶煉要求的范圍之內(nèi)，達到鎳锍熔煉的工藝要求。?
(2)本發(fā)明將鎳銅冶煉渣中難還原的硅酸鐵轉(zhuǎn)化為較容易還原的鐵酸鹽，后續(xù)提鐵工藝難度大幅度降低。?
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