镍铁干燥窑原理(鼓风炉炼铁工艺技术) 镍高炉冶炼& nbsp& nbsp& nbsp高炉冶炼是最早的镍冶炼方法之一。随着生产规模的扩大、冶炼技术的进步和环保要求的提高，这种方法已逐渐被淘汰。 但高炉冶炼具有投资少、建设周期短、操作简单、易于控制等特点，且随着炉顶密封、富氧鼓风等先进技术的应用，这一传统冶炼工艺在改善环境、降低能耗、回收烟气等方面不断得到改进和提高，因此仍是一些中小企业的首选工艺。 四川会理的镍太少了。这座高炉于1960年投产，一直沿用至今。 & nbsp& nbsp& nbsp高炉是一种竖炉，在其中装入(高品位块矿、烧结块矿或块矿、焦炭、熔剂、转炉渣等。)从其它层的炉上部加入炉内，从风口向炉内连续吹入空气体使固体燃料燃烧，热气自下而上穿过料柱，使炉料与炉气的热交换逆向移动。 从而实现炉料的预热、焙烧、熔化、造锍等一系列物理化学反应，最终完成提取分离合格产品的过程。 其技术要点如下:& nbsp& nbsp(1)炉气通过炉内块体之间的孔隙向上运动，细粉状物料易堵塞孔隙或被气流带走，使炉料透气性差，炉气气流分布不均，焦炭燃烧。 在气流分布不均匀的情况下，容易产生炉结等故障，无法进行冶炼。所以高炉只能进行大料，小料必须经过特殊的烧结、造球和捏合。 & nbsp& nbsp& nbsp(2)在高炉内，炉料与炉气之间的逆向运动造成良好的热交换条件，从而保证了炉内较高的热量利用率。 & nbsp& nbsp& nbsp(3)高炉内最高温度在炉的焦点区(即风口区)，这是焦炭的强烈燃烧或硫化物的强烈氧化形成的。 炉膛焦点区通常在风口稍上方的区域，炉料在其下降过程中经过一个很宽的温度范围，即从装料高度的300 ~ 500℃到炉膛焦点区的1300 ~ 1450℃，即高于炉渣熔点150 ~ 200℃。 因此，炉渣和镍锍在焦点区域过热，这保证了它们的炉膛或前床分离良好。 (4)高炉内的最高温度取决于炉渣的熔点。当炉料和炉渣成分不变时，加强燃料的燃烧只能提高熔化速度，而不能显著提高焦点区域的温度。 & nbsp& nbsp& nbsp(5)在高炉冶炼过程中，气相与炉料之间的化学相互作用具有重要意义。 炉内气氛容易控制。处理硫化矿时，挖掘日常还原气氛，氧化程度高于电炉。脱硫率一般为45%，最高可超过60%。在许多国家，当处理氧化矿石时，熔炉被控制在还原气氛中以进行初级硫化熔炼。 & nbsp& nbsp& nbsp根据矿石的成分、熔炼的热源和熔炼的目的，硫化矿的高炉氧化熔炼可分为自热熔炼和半自热熔炼，半自热熔炼是典型的高炉氧化熔炼。 【下一篇】& nbsp& nbsp& nbsp1.铜镍硫化矿半自热熔炼:& nbsp& nbsp大多数铜和镍矿床是含脉石的应时硫化物矿石。 这种矿石的热值达不到纯自热熔炼的要求。 为了熔化这种矿石，需要在高炉中加入焦炭进行半自热氧化熔炼。 在冶炼过程中，所需热量由焦炭的燃烧、黄铁矿的氧化和进一步的造渣反应热提供。 & nbsp& nbsp& nbsp烧结矿或块矿入炉后，随着料柱的减小和料温的逐渐升高，会发生一系列的物理化学变化。经过干燥、脱水、分解、氧化、硫化和熔化，会形成镍锍和熔渣。 根据当前炉料在炉内下行过程中的变化，描述如下:& nbsp& nbsp1)准备区(400-1000℃):& nbsp；& nbsp装料后，将炉料加热至300 ~ 500℃进行干燥脱水；当温度达到400 ~ 500℃时，部分高价硫化物开始分解，析出硫磺；当温度升至500 ~ 700℃时，固体硫化物的氧化反应首先发生。因为大部分硫化物的着火温度(500℃左右)低于焦炭的着火温度(600 ~ 800℃)，所以硫化物首先被氧化。 & nbsp& nbsp& nbsp在制备区，FeS氧化的主要产物是Fe3O4，当它与下部的焦炭和FeS接触时被还原成FeO。 & nbsp& nbsp& nbsp在制备区的下部，在1100 ~ 1200℃的温度范围内，烧结块中易熔硅酸盐和硫化物的共晶开始熔化，形成初渣和镍锍，在向下流动过程中过热，逐渐溶解其他耐火组分，成为渣和镍锍，进入床层。 冰铜的生成反应如下:& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbspCu2O+FeS = Cu2S+FeO & nbsp；& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp3 nio+3 FeS = ni3s 2+8 FeO+1/2s 2 & nbsp；& nbsp& nbsp由上述反应产生的Ni3S2、Cu2S和FeS共熔形成产物镍锍，其中溶解了少量的Fe3O4和贵金属。 & nbsp& nbsp& nbsp硫化铁的氧化反应和碳酸钙、碳酸镁的离解反应产生的FeO、Cao、MgO等碱性氧化物会与物料中的酸性氧化物SiO2反应生成各种硅酸盐。 在高温下，这些硅酸盐融合在一起，形成另一种熔融产物炉渣。 & nbsp& nbsp& nbsp2)焦点区域(1300-1400℃):& nbsp；& nbspFe3O4的还原，FeS的氧化(FeO)，造渣(形成2FeO。SiO2)和焦炭的燃烧反应主要发生。 在焦点区，赤热的焦炭在完全燃烧前始终处于固态，而FeS处于液态，快速通过床层，停留时间短。因此，在半自热熔化的焦点区域，主要发生焦炭燃烧反应，而只有一小部分熔融FeS被氧化。 & nbsp& nbsp& nbsp3)床区(1250-1300℃):& nbsp；& nbsp这个床区是镍锍和渣的聚集地，初步呈层状。如果连续排出熔体，熔渣和镍锍会在前床分离，而这个床只是它们进入前床的过道。 & nbsp& nbsp& nbsp2.氧化镍矿还原硫化 冰铜冶炼:& nbsp；& nbsp氧化镍矿有两种类型:一种是褐铁矿型，通常赋存于氧化物矿床表层，主要成分为含铁氧化物矿物；另一种是硅酸盐型，通常储存在氧化沉积物的较深层。 【下一篇】& nbsp& nbsp氧化镍矿中的镍处于化学浸渍状态，不能通过选矿富集。 虽然加工这种低品位原料的额外人工成本相对较高，但由于其易于开采，开采成本低，可以得到补偿。 & nbsp& nbsp& nbsp火法处理氧化镍矿有两种途径:一种是还原硫化熔炼生产镍锍，从脉石中分离出来；另一种是从脉石中分离还原熔炼产生的外铁。 & nbsp& nbsp& nbsp矿石的氧化还原、硫化和冶炼一般在高炉或电炉中进行。 本节重点介绍高炉还原硫化熔炼。 & nbsp& nbsp& nbsp氧化镍矿松散、易碎、含水量高，不宜直接投入高炉冶炼。一般需要烧结成团或烧结成块后才能熔炼。 无论采用哪种预处理方法，都需要提前进行粉碎、过筛、混合或干燥。 & nbsp& nbsp& nbsp1)还原硫化锍熔炼:& nbsp& nbsp氧化镍矿高炉冶炼的基本任务是将矿石中的镍、钴和部分铁还原使之硫化，使金属硫化物的共晶从渣中分离出来，故称还原硫化冶炼。 炉料由烧结块、硫化剂和熔剂组成。 另外加入20% ~ 30%的焦炭作为燃料和还原剂。 & nbsp& nbsp& nbsp大量焦炭在风口区域燃烧，使风口附近的炉温上升到1700℃以上 结果，固体炉料被熔化，镍锍和炉渣的两种熔体流入料层。 高温炉气向上流动，加热向下运动的炉料，进行脱水、离解、还原、硫化、熔化等过程。 & nbsp& nbsp& nbsp(1)离解反应 除石灰石在908℃解离外，当温度超过600℃时，黄铁矿解离成FeS，黄铁矿的解离是不理想的。因为这种情况发生在炉膛上部，一半的硫含量还没有参与硫化反应，硫蒸气或被氧化成SO2被烟气喊走。此外，黄铁矿的解离往往伴随着裂解，形成大量碎片。 这些碎片也容易被烟气带走，导致硫化剂消耗高。 因此，在生产中采取了增加黄铁矿粒度的措施来降低其解离率。 一般粒径保持在25 ~ 50 mm。 太大也不好，因为粒径太大的硫化剂在炉内分布不均匀。 由于黄铁矿的这一缺点，很多工厂都愿意使用难以离解的石膏(CaSO4)作为硫化剂。 & nbsp& nbsp& nbsp(2)还原反应 金属氧化物(MO)在炉内被含有大量CO的气体和固体焦炭还原，其总反应可表示为:& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbspMO+C(CO)= M+CO(CO2)& nbsp；& nbsp& nbsp最易还原的氧化物是NiO，它在700 ~ 800℃时还原速度相当快，而硅酸镍的还原要困难得多。当FeO和CaO存在于炉料中时，Fe2SiO4和2CaO的还原反应。形成了SiO3。 铁可以被还原成FeO并形成2FeO。二氧化硅与二氧化硅。 & nbsp& nbsp& nbsp希望将一定量的氧化铁还原成金属铁，因为金属铁可以加速硫化过程和镍锍生产过程。 然而，随着炉中还原程度的提高，镍铁形式的金属铁的量会增加。 在高炉冶炼的温度下，镍铁在镍锍中的溶解度有限，在此床层中可能析出，成为炉结，给生产带来麻烦。 然而，也不希望在炉中争取低还原度，因为这会降低镍锍中镍的回收率。 【下一篇】& nbsp& nbsp& nbsp(3)硫化反应 当石膏作为硫化剂，在有矿渣存在的情况下加热时，会按照下式完全离解:& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbspcaso 4·2H2O = CaO+SO3+2H2O & nbsp；& nbsp& nbsp然后，含有一氧化碳和SO3的气体与金属氧化物反应，使后者硫化:& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp3 nio+9CO+2so 3 = ni3s 2+9 CO2 & nbsp；& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp3 nisi O3+9CO+2so 3 = ni3s 2+3 SiO 2+9 CO2 & nbsp；& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbspFeO+4CO+SO3 = FeS+4CO 2 & nbsp；& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp1/2 Fe 2 SiO 4+4CO+SO3 = FeS+1/2 SiO 2+4CO 2 & nbsp；& nbsp& nbsp在焦炭的存在下，SO3可以在600℃下冰铜镍 在焦点区域附近，硫化物和少量还原硫化形成的金属相与熔渣一起熔化。当这些熔体流过风口区时，有少量被吹走，重新氧化成氧化物。 镍的氧化物与金属铁的FeS在该床中反应，最终完成镍的硫化过程。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp3 nio+2 FeS+Fe = ni 3 fs 2+3 FeO & nbsp；& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp3 nisi O3+2 FeS+Fe = ni3s 2+3/2fe 2 SiO 4+3/2 SiO 2 & nbsp；& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbspNiO+Fe = Ni+FeO & nbsp；& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp2 nisio 3+2Fe = 2Ni+Fe 2 SiO 4+SiO 2 & nbsp；& nbsp& nbsp氧化还原硫化熔炼镍矿生产的低镍冰铜由镍和铁的硫化物组成。与硫化物冰铜冶炼一样，低镍冰铜以熔融状态返回转炉冶炼，产出的高镍冰铜主要成分为Ni3S2。高镍锍的进一步处理与硫化矿生产的二次镍精矿的处理相同。 关键词:有色金属镍 免责声明：本网部分内容来自互联网媒体、机构或其他网站的信息转载以及网友自行发布，并不意味着赞同其观点或证实其内容的真实性。本网所有信息仅供参考，不做交易和服务的根据。本网内容如有侵权或其它问题请及时告之，本网将及时修改或删除。凡以任何方式登录本网站或直接、间接使用本网站资料者，视为自愿接受本网站声明的约束。
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