[發明專利]一種由鎳冶煉熔渣生產的方法

在審

• 申請號: 201710936820.5
• 申請日: 2017-10-10
• 公開（公告）號: CN107699703A
• 公開（公告）日: 2018-02-16
• 發明（設計）人: 張力;張武
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: C22B7/04
• 分類號: C22B7/04;C22B15/00;C22B19/30;C22B13/00;C22B23/00;C22B11/00;C22B58/00;C22B30/06;C22B26/10
• 代理公司: 北京易捷勝知識產權代理事務所(普通合伙)11613
• 代理人: 韓國勝

技術領域

本發明屬于熔渣冶金技術領域，具體涉及一種利用鎳冶煉熔渣進行冶金生產的方法。

背景技術

鎳的火法冶煉過程中，產生大量鎳冶煉渣，鎳冶煉渣包括“造锍熔煉”工藝產生的鎳熔煉渣、“銅冰鎳吹煉”工藝吹煉后的貧化爐渣、頂吹熔煉產生的鎳沉降爐渣。我國金川公司采用“閃速熔煉”與“頂吹熔煉”進行鎳精礦冶煉，每年產生100萬噸鎳冶煉渣，目前累計堆積儲存量超過1000萬噸。鎳冶煉渣中含有銅、鐵、鎳、鈷、鋅、鉛、金、銀等有價組分，長期堆放，既浪費資源，又污染環境。

鎳冶煉渣中鐵含量高達50wt％，遠超目前26wt％可采品位，銅含量高達0.2wt％以上，其中鐵組分主要以鐵橄欖石相存在。目前，鎳冶煉渣的主要研究為直接還原提鐵或熔融煉鐵，在還原過程中，銅、鎳、鈷組分還原進入鐵水，不利于后續的煉鋼過程。

鎳冶煉渣中不僅含有銅、鐵、鎳、鈷、鋅、鉛、金、銀等二次資源等，而且含有大量SiO₂、CaO、MgO等冶金熔劑，化學反應活性強，是物理化學性質優良的熔渣體系，是成熟的冶金渣系。但目前，還沒有一種以鎳冶煉熔渣為反應渣系，實現鎳冶煉熔渣中銅、鐵同步分離技術。

現有銅的火法冶金工藝適于處理硫化銅礦，難以處理氧化銅礦。如何大規模同時處理鎳冶煉渣、氧化銅礦物、硫化銅礦物及其它含銅鐵物料，實現銅、鐵的生產就顯得尤為重要。

發明內容

(一)要解決的技術問題

為了解決現有技術的上述問題，本發明提供一種由鎳冶煉熔渣生產的方法。本發明以現有火法煉銅工藝、煉鐵工藝與熔渣冶金理論為基礎，實現了大規模同時處理鎳冶煉渣、氧化銅礦、硫化銅礦物、氧化鎳礦物、硫化鎳礦物與含銅物料，有效降低渣含銅(渣含銅<0.1wt％)，可實現銅、鐵、鉛、鋅、鎳、鈷、金、銀、銦、鉍、鈉、鉀的生產與回收，本發明方法提供的是一種新的熔渣冶金工藝，也是一種新的煉銅方法與煉鐵工藝。

(二)技術方案

為了達到上述目的，本發明采用的主要技術方案包括：

一種由鎳冶煉熔渣生產的方法，其包括如下步驟：

S1、爐渣混合：將鎳冶煉渣加入熔煉反應裝置中，同時加入鈣系礦物與添加劑；攪拌，將熔渣加熱至熔融狀態，加入氧化銅礦物、氧化鎳礦物、硫化銅礦物、硫化鎳礦物、含銅物料中的一種或幾種；混合均勻，作為反應熔渣，并實時監測，通過調控使反應熔渣同時滿足條件a和條件b，獲得反應后的熔渣；

其中，所述條件a為控制反應熔渣溫度為1100～1500℃；

所述條件b為控制反應熔渣的堿度CaO/SiO₂比值＝0.15～1.5；

S2、分離回收：所述步驟S1反應后的熔渣，保溫5～50min，獲得底部的熔融態富銅鎳相層、中下部的熔融態富鐵相與中上部的熔融態含鐵硅酸鹽礦物相，同時生成含鋅組分與含鉛組分的煙塵，金組分、銀組分進入富銅鎳相，部分含鎳組分、含鈷組分進入富鐵相；對各相進行回收處理。

如上所述的方法，優選地，在所述步驟S1中，對于所述條件a調控的方法為：

當所述反應熔渣的溫度＜設定溫度范圍下限1100℃時，利用反應裝置自身的加熱功能，或向反應熔渣中加入燃料或熔融鎳冶煉渣或含銅熔煉渣和/或含銅吹煉渣，使反應熔渣的溫度達到設定溫度1100～1500℃范圍內，噴入燃料時，同時噴入預熱的氧化性氣體；

當所述反應熔渣的溫度＞設定溫度范圍上限1500℃時，向反應熔渣中加入鎳冶煉渣、含銅物料、含鐵物料、氧化銅礦物、氧化鎳礦物、硫化銅礦物、硫化鎳礦物、含金銀物料或含氟物料中的一種或幾種，使反應熔渣的溫度達到設定溫度1100～1500℃范圍內；

對于所述條件b調控的方法為：

當所述反應熔渣中堿度CaO/SiO₂比值<0.15時，向反應熔渣中加入堿性物料、堿性氧化銅礦物、堿性氧化鎳礦物、堿性硫化銅礦物、堿性硫化鎳礦物、含銅物料、堿性含鐵物料中的一種或幾種；

當所述反應熔渣中堿度CaO/SiO₂比值>1.5時，向反應熔渣中加入酸性物料、酸性氧化銅礦物、酸性氧化鎳礦物、酸性硫化鎳礦物、酸性硫化銅礦物、酸性含鐵物料或酸性含金銀物料中的一種或幾種。

如上所述的方法，優選地，所述反應裝置為保溫裝置或可轉動的熔煉反應裝置或帶有渣口或鐵口熔渣可流出的熔煉反應裝置；其中，所述保溫裝置為可傾倒的熔煉反應渣灌或保溫地坑；

所述可轉動的熔煉反應裝置為轉爐、熔煉反應渣罐；