这是在转炉中将低镍锍转化为高镍锍的冶金过程。通过熔炼镍精矿获得的低镍锍也含有超过50%的杂质。通过转炉吹炼和除渣将杂质转化为氧化物,从而增加了有价值成分Cu和Ni的含量。(1)吹炼过程中的低镍锍主要由FeS、Cu2S和Ni3S2组成,它们之和占低镍锍总量的97%。当空气体吹入转炉内的熔融镍锍时,由于Ni和Cu对氧的亲和力不如Fe大,且熔体中以FeS为主,FeS先被氧化,少量被氧化的Cu2S和Ni3S2在FeS的存在下被还原成硫化物。加入炉内的FeS氧化生成的氧化物和应时熔剂被扒掉,SO2进入烟气送至硫酸生产。前期吹炼渣返回熔炼炉处理,后期渣含高Co,送综合回收工序。吹塑过程中的主要反应有:
低镍转炉吹炼只除去Fe和部分S,Ni和Cu以Cu2S和Ni3S2的形式保留,下一步实现Cu2S和Ni3S2的分离。因此,炼镍转炉的技术操作程序只是造渣期,而不是炼铜转炉的第二个时期——炼铜期。而且根据热力学原理,Ni3S2在1250℃的转炉吹炼温度下只能生成NiO进入渣中,而不能获得金属镍。在转炉吹炼后期,炉渣富集了更多的钻渣,电炉贫化后进一步回收,制成钻梳。(2)转炉设备结构镍梳吹是在卧式转炉中进行的。炉壳采用厚锅炉钢板卷制成,呈圆柱形,内衬优质铬镁砖。炉子上部有一个加料和排烟的炉口,炉口上有一个活动排烟罩。炉的后部沿轴向设有供气管和出气口。整个炉体由四对托辊通过壳体的两个辊环支撑。炉壳一端固定有齿圈,齿圈与减速机、电机等转动系统连接,使炉体可根据操作要求转动到某一工位(角度)。为了防止突然停电或停风时熔体堵塞风口,转炉还配有一套应急备用传动装置,一旦发生事故,可立即将风口转出熔体液面。近年来,转炉辅助设备不断改进。比如使用密封式通风柜,既保护了环境,又避免了烟气被吸入的空气体稀释,从而为制酸提供了高SO2浓度的烟气。锅炉余热的设置为工艺节能降耗、提高效益创造了条件;环保烟罩的使用保护了生产环境,防止有害气体外泄;打眼机的推广使用大大降低了工人的劳动强度,保证了操作的稳定性。清炉机的应用为转炉操作的机械化和生产过程的顺利进行提供了方便。我国大型镍冶炼转炉的主要参数为:转炉公称容量为50 t,炉壳外径和长度为3.66mx7.70m,炉口尺寸为2 090 mm×1 540 mm,滚圈中心距为6 700 mm,风口数量为28个,总风口面积为626 cm2,风口角度为0o,烟罩出口SO2浓度为5.0%。送风强度1.06-1.13 m3/(m2·min),风压8.3×104-10.8×104 Pa,单炉处理量107t,数据率26.4%,单炉产量30 t,镁砖单耗82 kg/t,高镍成分Ni 47%%,Cu 25%%,Co 0.7%。
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