[發明專利]一種頂-側復合熔煉直接煉鎳裝置

在審

• 申請號: 202110636044.3
• 申請日: 2021-06-08
• 公開（公告）號: CN113355533A
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發明（設計）人: 姚樹明;于英東;孫治忠;何強;屈永保;樂國斌;劉想成;王硯林;王旭濱;唐偉棟;魏開棟;楊曉祥
• 申請（專利權）人: 金川集團股份有限公司
• 主分類號: C22B23/02
• 分類號: C22B23/02
• 代理公司: 甘肅省知識產權事務中心代理有限公司 62100
• 代理人: 馬劍

本發明公開了一種頂?側復合熔煉直接煉鎳裝置，該裝置包括爐體，所述爐體內部自上而下依次設置二次燃燒區、熔煉還原區和熔池熔煉區，所述爐體頂部設置雙點加料口和頂吹噴槍，所述雙點加料口與原料輸送機構對應連接，所述爐體頂部出煙口上設置煙氣處理機構，所述爐體底部一側設置鎳锍口，所述爐體底部另一側設置排渣口，所述爐體側壁上設置側吹噴槍。本發明能夠解決現有技術中DON工藝存在的原料入爐條件高、熔煉渣含有價金屬高、能耗高、能源利用率低的問題。

技術領域

本發明涉及冶金技術領域，特別涉及一種頂-側復合熔煉直接煉鎳裝置。

背景技術

硫化鎳精礦目前普遍采用的火法冶煉工藝為：鎳精礦經物料制備及配料后送熔煉爐熔煉，熔煉產低鎳锍送吹煉爐進行吹煉，吹煉產高鎳锍冷卻后作為最終產品，或送濕法進直接處理。熔煉產出的熔煉渣經電爐貧化或電極區貧化后產棄渣。吹煉產出的吹煉渣返熔煉爐處理、或返熔煉電極區或沉降電爐處理，也可單獨設貧化電爐處理。吹煉渣若單獨貧化，一般需要加還原劑和硫化劑，產金屬化鎳锍。然而，該工藝流程長，能耗高，各物料倒運主要是通過包子倒入下一工序，操作環境差，且該工藝對精礦含MgO有一定的要求。同時，該工藝還存在能耗高、投資大、低空污染嚴重等問題。

1995年芬蘭的Harjavalta廠在現有奧托昆普閃速熔煉工藝的基礎上開發了閃速爐直接煉鎳工藝(DON,Direct Outokumpu Nickel),用于處理含鎳較高的硫化鎳精礦,可將鎳精礦直接直接法閃速熔煉至高鎳锍，其工藝流程為：硫化鎳精礦干燥至含水≤0.3％，與粉狀熔劑(若為塊狀熔劑，需細磨后才能入爐)、 煙塵一起配料后送精礦噴嘴，在反應塔內與富氧空氣發生化學反應，生成高鎳锍。熔煉渣和高鎳锍在沉淀池沉清分離，分別排放，高鎳锍作為最終產品，或送下一道工序處理；熔煉渣排入貧化電爐。貧化電爐需配入還原劑和硫化劑，經還原硫化反應，電爐產金屬化高鎳锍作為最終產品，或送下一道工序處理；電爐產棄渣可直接外銷。DON工藝與傳統的火法冶煉工藝相比，其優勢如下：(1)流程短，硫化鎳精礦直接氧化成高鎳锍，減少了低鎳锍吹煉工序。(2)減少物料轉運，擴散到環境中的金屬塵及硫更少，操作環境好，金屬和硫回收率高。(3)由于熔煉過程中，物料中Fe氧化進渣，可稀釋渣中MgO，因此該工藝對原料中MgO適應性更好。(4)熔煉過程連續進行，取消了轉爐周期作業對煙氣波動的影響，后續煙氣處理裝置的作業條件更好、投資少、成本低。

然而，DON工藝仍舊存在一些問題，具體如下：

(1)物料制備復雜。硫化鎳精礦需經過干燥處理，物料含水降至0.3％以下才能入爐；熔劑、煙塵等其他物料的粒度均需≤1mm，因此若熔劑石英石等為塊狀物料，需經細磨后才能入爐；裝置塊狀返料，如溜槽結渣、鋼包冷料、鍋爐結焦及塊狀煙塵等也需經細磨后入爐。

(2)閃速熔煉需要在反應塔內進行強氧化熔煉，使硫化鎳精礦與氧氣快速反應，因此熔煉渣氧勢高，渣含有價金屬較高。因此，熔煉渣需經電爐進直接貧化處理。

(3)熔煉渣電爐貧化，需加入還原劑和硫化劑，產金屬化鎳锍。還原劑用于還原渣中的氧化鎳Ni2O和磁性鐵，硫化劑用于稀釋金屬不斷進行交互反應，調節金屬化鎳锍含硫量，從而控制熔體溫度。此外，硫化劑通過噴槍噴入電爐中，物料制備和運輸裝置復雜。

總之，采用DON工藝，物料需經充分干燥后入爐，且閃速熔煉氧勢高，熔煉渣含Ni高，需對熔煉渣繼續進行還原硫化，貧化過程耗能大、燃料利用率低，煙氣量大濃度低等問題。因此，有必要提供一種新的煉鎳工藝，以克服這些缺陷。

發明內容

針對上述技術問題，本發明提供了一種頂-側復合熔煉直接煉鎳裝置，針對現有技術中DON工藝存在的原料入爐條件高、熔煉渣含有價金屬高、能耗高、能源利用率低的問題。

為了實現上述目的，本發明的技術方案具體如下：