冶金百科 | 镍冶金 - 镍冶金概述（二）

2023-10-09 10:16:18 来源：中冶有色技术网

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简介：杂质元素在造锍熔炼过程中的行为是怎样的? 答：镍精矿中除镍元素外，还有少量的有价金属。如铜、钴及贵金属等。另外还含有杂质金属，如锌、铅、砷、锑等。

杂质元素在造锍熔炼过程中的行为是怎样的?

答：镍精矿中除镍元素外，还有少量的有价金属。如铜、钴及贵金属等。另外还含有杂质金属，如锌、铅、砷、锑等。

(1)铜和钴：精矿中铜、钴都以低价硫化物的形式进入镍锍。少部分被氧化成氧化物，这些氧化物在熔炼炉中与铁的硫化物进行交互反应，生成硫化物进入镍锍。

(2)铅：PbS氧化在FeS后，在Cu₂S前。生成的PbO容易与SiO₂造渣PbS的挥发性很强，随炉气挥发的铅达炉料总含铅量的20%。在熔炼精矿时，则大部分铅进入镍锍。

(3)砷和锑：砷和锑在炉料中以硫化物和氧化物的形态存在，硫化锑在焓砂和熔炼时的变化与方铅矿相似，但更易挥发。

(4)金和银：金、银等贵金属主要以金属状态溶入镍锍。

镍锍的组成及其性质是什么?

答：熔炼硫化矿所得各种金属的锍是很复杂的硫化物共熔体，但基本上是由金属的低级硫化物所组成，其中富集了所提炼的金属及贵金属。例如镍锍中主要是Ni₃S₂、FeS、Cu₂S,它们所含镍、铁和硫的总和占镍锍总量的80%~90%。

镍在炉渣中的损失有哪些?

答：(1)化学损失。镍以NiO、SiO₂的形态造渣。在一般情况下，镍以造渣形态损失是很小的，因为炉料中有足够数量的硫和硫化物存在时，形成镍的氧化物的可能性很小。

(2)物理损失。物理损失是指镍以Ni₃S,的形态溶解于渣中。这种损失有时很大。正确地选择炉渣成分是减少镍的物理损失的主要措施。为了降低硫化物在炉渣中的溶解度，应尽可能选择酸度较大的炉渣。

(3)机械损失。机械损失是指镍以镍锍小液珠的形态机械地混入炉渣。在正常熔炼的情况下，机械损失是镍的最大损失。造成这种损失的主要原因是由于镍锍很难与炉渣完全分离。

什么是闪速熔炼?

答：闪速熔炼是现代火法炼镍比较先进的技术，它克服了传统方法未能充分利用粉状精矿的巨大表面积和熔炼分阶段进行的缺点，从而大大减少了能源消耗，提高了硫的利用率，改善了环境。闪速熔炼是将经过深度脱水(含水小于0.3%)的粉状精矿，在喷嘴中与空气或氧气混合后，以高速度(60～70m/s)从反应塔顶部喷入高温(1450～1550℃)的反应塔内，此时精矿颗粒被气体包围，处于悬浮状态，在2~3s内就基本上完成了硫化物的分解、氧化和熔化过程。熔融硫化物和氧化物的混合熔体落下到反应塔底部的沉淀池中汇集起来继续完成镜与炉渣的形成过程，并进行沉清分离。炉渣在贫化炉处理后再弃去。

闪速熔炼系统的构成是怎样的?

答：闪速熔炼系统包括物料制备、闪速熔炼、转炉吹炼等主系统和氧气制供水、供风、供电、供油、炉渣贫化和配料系统等，主体为闪速炉，根据入备、料方式分为两种：矿从反应塔顶垂直喷入炉内的(芬兰)奥托昆普闪速炉和矿从炉子端墙上的喷嘴水平喷入炉内的(加拿大)闪速炉。处理的主要原料是选矿低镁高硫铜镍精矿。闪速炉产生的烟气SO₂浓度8%~12%经余热锅炉、电收尘后制酸。

闪速熔炼的产物成分是什么?

答：闪速熔炼的产物为铜镍锍和炉渣。

(1)铜镍铳。铜锍镍主要由Ni₃S₂、Cu₂S和FeS组成，含少量钴的硫化物、游离金属和铂族元素。铜镍锍的性质与铜锍大致相同，Ni+Cu的总含量为45%~50%。

(2)炉渣。炼镍炉渣中含FeO、CaO、SiO₂和大量M_gO,熔点为1473K.

闪速熔炼的物料制备工作有哪些?

答：闪速炉的入炉物料一般有干精矿、粉状熔剂、粉煤等。其制备工作如下：

(1)物料干燥。物料必须干燥至含水分低于0.3%,当超过0.5%时，易使精矿在进入反应塔高温气氛中由于水分迅速汽化，而被水汽膜所包围，以致阻碍反应的迅速进行，就有可能造成生料落入沉淀池。金川公司是将含水分8%～10%的硫化铜镍精矿经短窑(设粉煤燃烧室)、鼠笼打散机和气流管三段低温气流快速干燥，得到含水分小于0.3%的干精矿。

(2)物料细磨。入炉精矿粒度小于74μm(200目)的要大于80%。因为粒度细，比表面积大，与气体接触面大，传热、传质速度快。此外，石英砂、煤粉等也要经过处理去除水分和磨细。

闪速熔炼的技术指标有哪些?

答：镍闪速熔炼的主要指标为：精矿处理量50t/h;反应塔耗油量1733kg/h,沉淀池耗油1400kg/h;主要金属回收率为Ni 97.16%、Cu 98.48%、Co 65.46%、硫回收率高于95%。

闪速熔炼如何控制料比?

答：闪速炉的入炉物料包括从反应塔顶加入的干精矿、石英粉、烟灰及从贫化区加入的返料、石英石、块煤两部分。但是从反应塔顶加入的物料配比对熔炼过程起着决定性作用。其合理料比是根据闪速熔炼工艺所选定的炉渣成分、镍铈品位等目标值和入炉物料的成分通过计算确定的。

镍锍温度如何控制?

答：闪速炉的操作温度的控制十分严格，温度过低，则熔炼产物黏度高、流动性差、渣与镍锍的分层不好，渣中进入的有价金属量增大，最终造成熔体排放困难，有价金属的损失量增大，若操作温度控制过高，则会对炉体的结构造成大的损伤。因此，控制好闪速炉的操作温度是炉子技术控制的关键部分。在实际产中，是通过稳定镍锍品位、调整闪速炉的重油量、鼓风富氧浓度、鼓风温度等来控制镍锍温度的。