一种制备镍锍的方法与流程
本发明涉及冶金技术领域，具体涉及一种利用红土镍矿和/或含镍废渣制备镍冰铜的方法。
背景技术：
镍（Ni）是一种稀有贵金属，具有抗氧化、抗腐蚀、耐高温、强度高、延展性好等特点，广泛应用于航天、航空、航海、国防、科研、工业、农业、医疗、汽车等，在钢铁、民用等各行业都不可缺少，尤其钢铁、有色金属冶炼行业用量占比最大。高技术含量、新能源技术领域对镍的需求也十分强劲，尤其是三元动力电池材料。
全球陆地镍矿储量为417亿吨，其中以氧化镍矿形式存在的镍占镍矿储量的60.16%。随着经济可利用的硫化镍矿和高品位红土镍矿资源的日益枯竭，大量低品位红土镍矿越来越稀缺，镍矿的经济开发成为当今镍冶金领域的研究热点。
传统红土镍矿火法冶炼技术，如回转窑-电炉（RKEF），一般用于加工高品位红土镍矿，用于加工中、低品位红土镍矿时，能耗较大由于冶炼矿石量大，冶炼成本高，同时电炉法冶炼镍冰铜对厂址电力供应要求严格，特别是在电力短缺的地区，很难利用红土资源开展生产工作。
因此，现行红土镍矿的冶炼方法和设备处理能力低，能耗高，不利于环境保护，仍需改进。
技术实现要素：
为了解决目前红土镍矿特别是低品位红土镍矿处理成本高、对电的依赖性大、环境差、难以规模化生产的问题，申请人提出一种连续化处理红土镍矿的方法。采用富氧熔池熔炼处理红土镍矿，一种利用含镍矿和/或含镍废渣制备低镍冰铜的冶炼新工艺。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种制备冰镍的方法，包括：
将红土镍矿和/或含镍废渣送入冶炼炉，得到液态熔融高镍渣；
将液态熔融的高镍渣与硫化剂送入制锍炉进行制锍、冶炼，得到镍锍和炉渣。
根据本发明的一个实施例，红土镍矿和/或含镍废渣在送入成矿炉之前，需要进行干燥、造粒。
根据本发明的一个实施例，所述成矿炉的冶炼温度为1300～1600℃。
根据本发明的一个实施例，燃料和富氧空气从矿石冶炼炉的侧壁引入。
根据本发明的一个实施例，所述冶炼炉内的过量空气系数α为0.9～1.05。
根据本发明的一个实施例，所述制锍炉的冶炼温度为1350～1450℃。
根据本发明的一个实施例，所述硫化剂选自液硫、硫磺粉、石膏粉、黄铁矿粉中的一种或多种。
根据本发明的一个实施例，所述镍冰铜中，按质量百分比计，Ni含量为10～35％，Fe含量为45～65％，S含量为10～25％。
根据本发明的一个实施例，所述方法还包括将所述冰铜送入转炉，经吹炼后得到高镍冰铜。
根据本发明的一个实施例，所述高冰镍中，以质量百分比计，Ni含量为50～75％，Fe含量小于1％，S含量为18～22％。
本发明方法采用双炉串联“连续熔炼、制锍”短流程，将熔炼造渣和锍硫化两个不同阶段分开，提高了冶炼效率，降低了能耗。率很高。
附图简要说明
图1为本发明实施例提供的制备冰镍的工艺流程图。
详细描述
下面通过具体实施例对本发明的技术方案作进一步说明，本发明的保护范围并不局限于下述实施例，所列举的实施例仅用于说明目的，并不以任何方式限制本发明。
图1为本发明实施例提供的制备镍冰铜的工艺流程图，如图1所示，在利用红土镍矿和/或含镍废渣制备镍冰铜时，首先将红土镍矿和/或含镍废渣含镍废渣经200℃左右干燥窑干燥后，除去部分游离水，干燥后的红土镍矿和/或含镍废渣、还原煤（碎煤）、熔剂、循环冶炼粉尘经该设备配备的圆盘造粒机，用于配料、造粒，得到含镍物料。
含镍物料由皮带输送机送入化学矿炉前的料仓，再由定量给料机和移动皮带输送机连续送入化学矿炉，最好从顶部进料口进料炉子的。
燃料（煤粉、发生炉煤气或其他形式燃料）和富氧空气（氧浓度为60%-80%）由从化矿炉侧壁通入，可直接喷入熔池内燃烧通过喷枪喷射。含镍材料的熔化和造渣提供热量，燃料和富氧空气的喷射压力为0.2-0.8MPa。采用高富氧操作和使用廉价燃料如煤粉可有效降低能耗。
熔矿炉内浸没式燃烧火焰直接接触熔体，燃烧烟气对熔池进行搅拌，强化了熔池的传质，加速了反应，使含镍物料迅速熔化。熔剂石灰及其他剂型从炉顶加入，调节炉内熔池的渣型及熔点，冶炼温度控制在1300-1400℃，控制渣型：feo30%、mgo2 。
冶炼炉的过量空气系数为α=0.9-1.05，过量空气系数是燃料完全燃烧所需的实际空气量，它取决于所需的理论空气量和“三t”条件（即温度、时间、湍流度）。为保证保证程度，一般将超过理论风量的供给风量称为过量空气，实际风量va与理论风量va0之比定义为过量空气系数α。
出渣炉内设有排渣口和底部排渣口，出渣炉内含镍物质熔融成渣，形成液态熔融态高镍渣，当炉内渣层达到达到一定厚度时，炉渣由底部排渣口排出。炉子一端的渣口为半连续式排渣，排渣温度约为1350℃。液态熔融的高镍渣可加入到炉渣中。熔渣通过热溜槽从制锍炉排出。
熔化造渣期间冶炼炉内维持氧化性气氛，燃烧系数为0.85～1.05。
矿热炉产生的冶炼烟气温度约1400℃，烟气中的CO在炉体上部及上升烟道内进行二次燃烧，经余热锅炉初步冷却后至350℃回收余热，然后进一步冷却后，经电除尘器将废气送去脱硫处理，而烟尘则运回配料、造粒工序，参与镍铁矿的制备。含有材料。
矿冶炼完成后，实施制锍工序，即将液态熔融的高镍渣与硫化剂送入制锍炉进行锍冶炼。
具体为：从制锍炉热料入口加入液态熔融的高镍渣，在制锍炉两侧设置加硫喷枪，将加硫剂从加硫喷枪直接喷入炉内。将熔融的高镍渣在熔池内直接硫化，渣在熔池内迅速硫化，在熔池内发生还原硫化制锍反应，制锍炉冶炼温度约1350℃ 。
本发明所采用的硫化剂选自液硫、硫磺粉、石膏粉、黄铁矿粉中的一种或多种。
为了补充炼锍反应过程中所需的热量，可将燃料（如天然气、发生炉煤气等）和富氧空气（富氧浓度为60%-80%）直接喷入燃料从炉壁侧面喷入熔池，燃烧为液态熔融的高镍渣的冶炼提供热量，燃料和富氧空气的喷入压力为0.2-0.8MPa，富氧操作，使用廉价的煤粉等燃料可有效降低能源消耗。
制锍反应时制锍炉内保持还原性气氛，燃烧系数为0.5～0.65。
制锍反应产物为镍锍（低镍锍）和炉渣，按质量百分比计，镍锍中Ni含量为12-25%，Fe含量为45-65%， S含量为10-25%。制锍炉设有两个出料口，一个是炉渣出料口，另一个是镍锍出料口，其中炉渣出料温度约为1350℃，低温炉出料温度约为1450℃。镍锍的温度约为1250°C。
熔融的低镍冰铜可送入转炉进一步吹炼成高镍硫，按质量百分比计算，高镍冰铜中Ni含量为50-75%，Fe含量小于1% ，S含量为18-22%。所得高镍硫可送往湿法系统进行后续加工，转炉产生的烟气可送往制酸系统使用，转炉渣转炉产生的废铁可返回制锍炉进行回收利用。
冰铜炉渣（含镍
制锍炉产生的高温烟气在炉体上部及上升烟道漏出，烟气中的CO、S二次燃烧后，经余热锅炉初步冷却烟气至350℃回收余热，再经表冷器、布袋除尘器除尘后，粉尘送入尾气脱硫系统处理，烟尘返回配料、采用循环造粒工艺参与含镍物料的制备。
综上所述，本发明的方法采用双炉串联“连续熔炼制锍”短流程，将熔炼造渣和锍硫化两个不同的阶段分开，提高了冶炼效率，降低了能耗。镍、钴的回收率相对较高。
本领域技术人员应当注意，本发明中所描述的实施例仅仅是示例性的，在本发明的范围内还可以做出各种其他的替换、改变和改进，并且仅受权利要求书的限制。
本发明涉及冶金技术领域，具体涉及一种利用红土镍矿和/或含镍废渣制备镍冰铜的方法。
背景技术：
镍（Ni）是一种稀有贵金属，具有抗氧化、抗腐蚀、耐高温、强度高、延展性好等特点，广泛应用于航天、航空、航海、国防、科研、工业、农业、医疗、汽车等。钢铁、民用等各行业都离不开镍，尤其钢铁和有色金属冶炼行业，消耗量占比最大。高科技、新能源技术领域对镍的需求也十分强劲，尤其是三元动力电池材料。
全球陆地镍矿储量为417亿吨，其中以氧化镍矿形式存在的镍占镍矿储量的60.16%。随着经济可利用的硫化镍矿和高品位红土镍矿资源的日益枯竭，大量低品位红土镍矿资源越来越稀缺，镍矿的经济开发成为当今镍冶金领域的研究热点。
传统红土镍矿火法冶炼技术，如回转窑-电炉（RKEF），一般用于加工高品位红土镍矿，用于加工中、低品位红土镍矿时，能耗较大由于冶炼矿石量大，冶炼成本高，同时电炉法冶炼镍冰铜对厂址电力供应要求严格，特别是在电力短缺的地区，很难利用红土资源开展生产工作。
因此，现行红土镍矿的冶炼方法和设备处理能力低，能耗高，不利于环境保护，仍需改进。
技术实现要素：
为了解决目前红土镍矿特别是低品位红土镍矿处理成本高、对电的依赖性大、环境差、难以规模化生产的问题，申请人提出一种连续化处理红土镍矿的方法。采用富氧熔池熔炼处理红土镍矿，一种利用含镍矿和/或含镍废渣制备低镍冰铜的冶炼新工艺。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种制备冰镍的方法，包括：
将红土镍矿和/或含镍废渣送入冶炼炉，得到液态熔融高镍渣；
将液态熔融的高镍渣与硫化剂送入制锍炉进行制锍、冶炼，得到镍锍和炉渣。
根据本发明的一个实施例，红土镍矿和/或含镍废渣在送入成矿炉之前，需要进行干燥、造粒。
根据本发明的一个实施例，所述成矿炉的冶炼温度为1300～1600℃。
根据本发明的一个实施例，燃料和富氧空气从矿石冶炼炉的侧壁引入。
根据本发明的一个实施例，所述冶炼炉内的过量空气系数α为0.9～1.05。
根据本发明的一个实施例，所述制锍炉的冶炼温度为1350～1450℃。
根据本发明的一个实施例，所述硫化剂选自液硫、硫磺粉、石膏粉、黄铁矿粉中的一种或多种。
根据本发明的一个实施例，所述镍冰铜中，按质量百分比计，Ni含量为10～35％，Fe含量为45～65％，S含量为10～25％。
根据本发明的一个实施例，所述方法还包括将所述冰铜送入转炉，经吹炼后得到高镍冰铜。
根据本发明的一个实施例，所述高冰镍中，以质量百分比计，Ni含量为50～75％，Fe含量小于1％，S含量为18～22％。
本发明方法采用双炉串联“连续熔炼、制锍”短流程，将熔炼造渣和锍硫化两个不同阶段分开，提高了冶炼效率，降低了能耗。率很高。
附图简要说明
图1为本发明实施例提供的制备冰镍的工艺流程图。
详细描述
下面通过具体实施例对本发明的技术方案作进一步说明，本发明的保护范围并不局限于下述实施例，所列举的实施例仅用于说明目的，并不以任何方式限制本发明。
图1为本发明实施例提供的制备镍冰铜的工艺流程图，如图1所示，在利用红土镍矿和/或含镍废渣制备镍冰铜时，首先将红土镍矿和/或含镍废渣含镍废渣经200℃左右干燥窑干燥后，除去部分游离水，干燥后的红土镍矿和/或含镍废渣、还原煤（碎煤）、熔剂、循环冶炼粉尘经该设备配备的圆盘造粒机，用于配料、造粒，得到含镍物料。
含镍物料由皮带输送机送入化学矿炉前的料仓，再由定量给料机和移动皮带输送机连续送入化学矿炉，最好从顶部进料口进料炉子的。
燃料（煤粉、发生炉煤气或其他形式燃料）和富氧空气（氧浓度为60%-80%）由从化矿炉侧壁通入，可直接喷入熔池内燃烧通过喷枪喷射。含镍材料的熔化和造渣提供热量，燃料和富氧空气的喷射压力为0.2-0.8MPa。采用高富氧操作和使用廉价燃料如煤粉可有效降低能耗。
熔矿炉内浸没式燃烧火焰直接接触熔体，燃烧烟气对熔池进行搅拌，强化了熔池的传质，加速了反应，使含镍物料迅速熔化。熔剂石灰及其他剂型从炉顶加入，调节炉内熔池的渣型及熔点，冶炼温度控制在1300-1400℃，控制渣型：feo30%、mgo2 。
冶炼炉的过量空气系数为α=0.9-1.05，过量空气系数是燃料完全燃烧所需的实际空气量，它取决于所需的理论空气量和“三t”条件（即温度、时间、湍流度）。为保证保证程度，一般将超过理论风量的供给风量称为过量空气，实际风量va与理论风量va0之比定义为过量空气系数α。
出渣炉内设有排渣口和底部排渣口，出渣炉内含镍物质熔融成渣，形成液态熔融态高镍渣，当炉内渣层达到达到一定厚度时，炉渣由底部排渣口排出。炉子一端的渣口为半连续式排渣，排渣温度约为1350℃。液态熔融的高镍渣可加入到炉渣中。熔渣通过热溜槽从制锍炉排出。
熔化造渣期间冶炼炉内维持氧化性气氛，燃烧系数为0.85～1.05。
矿热炉产生的冶炼烟气温度约1400℃，烟气中的CO在炉体上部及上升烟道内进行二次燃烧，经余热锅炉初步冷却后至350℃回收余热，然后进一步冷却后，经电除尘器将废气送去脱硫处理，而烟尘则运回配料、造粒工序，参与镍铁矿的制备。含有材料。
矿冶炼完成后，实施制锍工序，即将液态熔融的高镍渣与硫化剂送入制锍炉进行锍冶炼。
具体为：从制锍炉热料入口加入液态熔融的高镍渣，在制锍炉两侧设置加硫喷枪，将加硫剂从加硫喷枪直接喷入炉内。将熔融的高镍渣在熔池内直接硫化，渣在熔池内迅速硫化，在熔池内发生还原硫化制锍反应，制锍炉冶炼温度约1350℃ 。
本发明所采用的硫化剂选自液硫、硫磺粉、石膏粉、黄铁矿粉中的一种或多种。
为了补充炼锍反应过程中所需的热量，可将燃料（如天然气、发生炉煤气等）和富氧空气（富氧浓度为60%-80%）直接喷入燃料从炉壁侧面喷入熔池，燃烧为液态熔融的高镍渣的冶炼提供热量，燃料和富氧空气的喷入压力为0.2-0.8MPa，富氧操作，使用廉价的煤粉等燃料可有效降低能源消耗。
制锍反应时制锍炉内保持还原性气氛，燃烧系数为0.5～0.65。
制锍反应产物为镍锍（低镍锍）和炉渣，按质量百分比计，镍锍中Ni含量为12-25%，Fe含量为45-65%， S含量为10-25%。制锍炉设有两个出料口，一个是炉渣出料口，另一个是镍锍出料口，其中炉渣出料温度约为1350℃，低温炉出料温度约为1450℃。镍锍的温度约为1250°C。
熔融的低镍冰铜可送入转炉进一步吹炼成高镍硫，按质量百分比计算，高镍冰铜中Ni含量为50-75%，Fe含量小于1% ，S含量为18-22%。所得高镍硫可送往湿法系统进行后续加工，转炉产生的烟气可送往制酸系统使用，转炉渣转炉产生的废铁可返回制锍炉进行回收利用。
冰铜炉渣（含镍
制锍炉产生的高温烟气在炉体上部及上升烟道漏出，烟气中的CO、S二次燃烧后，经余热锅炉初步冷却烟气至350℃回收余热，再经表冷器、布袋除尘器除尘后，粉尘送入尾气脱硫系统处理，烟尘返回配料、采用循环造粒工艺参与含镍物料的制备。
综上所述，本发明的方法采用双炉串联“连续熔炼制锍”短流程，将熔炼造渣和锍硫化两个不同的阶段分开，提高了冶炼效率，降低了能耗。镍、钴的回收率相对较高。
本领域技术人员应当注意，本发明中所描述的实施例仅仅是示例性的，在本发明的范围内还可以做出各种其他的替换、改变和改进，并且仅受权利要求书的限制。
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技术特点：
技术摘要
本发明提供了一种制备镍冰铜的方法，包括：将红土镍矿和/或含镍废渣送入冶炼炉，得到液态熔融的高镍渣；将液态熔融的高镍渣与硫化本发明方法采用双炉串联“连续熔炼、制锍”短流程，将熔炼造渣和锍硫化两个不同阶段分开，提高效率，提高了提高了冶炼效率、降低了能耗，同时产品中镍、钴的回收率较高。
技术研发人员：刘成；陈学刚;李月蓉;杨晓华;裴忠业;徐晓峰;曹克飞;戴文斌;郭亚光;冯双杰;徐良
受保护技术使用人：中国恩菲工程技术有限公司
技术开发日：2019.01.04
技术发布日期：2019.04.26
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