由于炼钢技术的进步,原来采用纯镍类原料冶炼合金钢和不锈钢的钢厂,从经济角度考虑已改用非纯镍类,因此,火法冶炼发展很快。处理红土镍矿的火法冶炼有两种冶炼方法,一种方法是用鼓风炉生产,另一种方法是电炉还原熔炼得到镍铁。由于鼓风炉冶炼是最早的炼镍方法之一,随着生产规模扩大、冶炼技术进步、炼钢厂对镍类原料要求的提高,以及环境保护要求的提高,这一方法已逐步被淘汰。采用电炉熔炼:(1)熔池温度易于控制,可以达到较高的温度,可处理含难熔物较多的原料,炉渣易于过热,有利于四氧化三铁的还原,渣含有价金属较少;(2)炉气量较少,含尘量较低;(3)生产容易控制,便于操作,易于实现机械化和自动化。因此,电炉熔炼是发展趋势。
由于红土镍矿的熔点在1600-1700K之间,红土镍矿的矿物氧化物稳定性为Cao >:SiO 2 & gt;Fe203 >NiO,氧化物的稳定性决定了这种元素的还原性。因此,红土镍矿中氧化物在还原气氛中的还原顺序为:Nio >:fe2o 3 & gt;SiO2 & gt曹.为了提高镍铁产品质量,电炉镍铁冶炼采用选择性还原原理,即缺碳操作:几乎所有的镍氧化物都被还原成金属,而铁不一定完全被还原成金属铁。铁的还原程度由作为还原剂的焦炭量来调节,镍的比例较大,容易导致生产中炉墙和炉底被侵蚀或烧穿(生产周期不到一个月),电极事故频繁,产品含镍量低。因此,电炉冶炼镍铁的关键技术是:(1)延长炉龄,(2)减少电极事故,(3)提高产品含镍量和镍回收率。
电炉冶炼镍铁的技术措施
1)采用镁质材料筑炉,筑炉过程中应准备好粘结剂并控制好用量;夯实时,每层摊铺厚度为40-mdash;60mm,并用风镐捣固紧密,捣固扒毛后,即可铺一层铺筑材料捣固;烘干烤箱里的水分。
2)用碳砖筑炉,碳砖横放、竖放。在碳砖中间用小石墨电极连接成一个整体,砖的连接处用碳素材料填充,同时用风镐捣实。
3)筑炉时,两个出铁口应有一定的高度差。生产初期应使用高铁口,炉底侵蚀到一定程度时应使用低铁口。
4)控制碳量,提高二次炉电压,控制电极插入深度,防止炉底侵蚀。
5)控制渣型,尤其是渣中FeO含量,不仅影响渣的导电性,还影响渣的熔点,最终影响镍的回收率。
6)镍矿需要在炉前预先干燥脱水。在干燥和预热过程中控制碳含量和水分,有利于减少翻渣事故和因翻渣引起的电极事故。
7)电极按下时,多放少放;如果条件允许,可以用碳电极或石墨电极代替。
8)加强冶炼操作,经常观察和调整。