重金属冶金技术-镍冶金-2

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主讲教师:张公子
1.镍的行为 吹炼后期当镍锍中铁含量降到8%时,镍锍 中Ni3S2的开始剧烈地氧化和造渣。 2.铜的行为 铜的硫化物较稳定不易被氧化,大部分以金
属硫化物状态存在,少部分生成金属铜。
3.铁的行为 最易氧化 2FeO+ SiO2 =2FeO•SiO2 3FeO+ 1/2O2 =Fe3O4
年代主要采用此方法,目前随着生产规模的扩大,冶炼
技术的进步以及环保要求,此法已逐步被淘汰。
(2)电炉熔炼:
主要用于
的生产,我国的金川公司也用矿热
电炉处理硫化镍精矿。
(3)闪速熔炼:
是我国熔炼硫化镍精矿生产低镍锍的
。生
产工艺包括这精里矿输的入课程名称或课题名称
等过程。主讲教师:张公子








氧化镍矿中镍呈化学浸染状态,因而不能采取 选矿的方法进行富集。虽然处理这种低品位原料 的加工费用比较高,但其开采容易、开采费低,
从而可以这得里到输补偿入。课程名称或课题名称
主讲教师:张公子
氧化镍矿石资源品质较复杂,选矿方法不 能有效地富集镍,故只有直接冶炼。
火法处理氧化镍矿的方法主要有两种: 一种是还原、硫化、熔炼,产出镍锍而 与脉石分离;另一种是还原熔炼镍铁。 其中以鼓风炉还原硫化熔炼较为普遍。
磁性氧化铁的生成与炉内的石英石的含量和吹炼温度有直
接关系,通这过里适输当提入高课渣程中名的S称iO或2含课量和题吹名炼称温度的方法
可4.减贵金少属Fe的3O行4的为生成。大主部讲分教进师入:张高公镍子锍。
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主讲教师:张公子
4.
硫化镍矿一般都含有铜,由于成矿条件不同 ,铜含量会有差异,绝大多数硫化镍矿中的镍铜 比1:(0.3-0.8)之间。因此硫化镍的冶金必须有 铜、镍分离工序。
的亲和力这又里小输于入Ni和课S程的名亲称和力或。课题名称
主讲教师:张公子
(5) 10Fe2O3+FeS=7Fe3O4+SO2
3Fe3O4+ FeS+ 5SiO2= 5(2FeO.SiO2)+SO2 2FeO + SiO2 = 2FeO.SiO2 CaO+ SiO2= CaO.SiO2 MgO+ SiO2= MgO.SiO2
对铜镍混合精矿的处理有两种方案:
一是直接用浮选法分离,分别得铜精矿和镍精
矿;其二这是里将输铜入镍混课合程精名矿称熔或炼课获题得名铜镍称锍,然
后再用磨浮分离法主处讲理教铜师:镍张锍公分子 离铜精矿和镍精 矿。
高镍锍中铜镍硫化物
主要有:


,以
最为普
遍应用。
(1)
:将高铜镍锍与Na2S混合,加入
入鼓风炉或反射炉熔炼。高镍锍中的Cu2S易溶于
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主讲教师:张公子
3.
低镍锍含Ni+Cu的总和为45%~50%,低镍锍的吹炼是 使其中的FeS 氧化造渣,除去铁和部分硫,产出主要由 Ni3S2和Cu2S组成并富集了贵金属的高镍锍。一般高镍锍 含Ni+Cu的总和为70%~75%,含硫18%~24%。
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氧化镍矿处理工艺的选择主要取决于其
品位和这类里型输。入课程名称或课题名称
主讲教师:张公子
一、鼓风炉熔炼
(还原硫化熔炼)
硅镁镍矿也可以采用外加 硫化剂的方法进行硫化熔炼 (1500~1600℃)得到镍锍, 石膏(CaSO4)是最常用的硫 化剂。造锍熔炼一般在鼓风炉 中进行,也可以用电炉。镍锍 的成分可以通过还原剂(焦粉) 和硫化剂(石膏)的加入量加以 调整。得到的低镍锍(通常含
重金属冶金技术
这里输入冶课金与程材名料称工或程系课题名称
取精用弘 卓主尔讲不教群师:学张无公止境子 行至于善
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主讲教师:张公子
4.2 镍的火法冶金
1. 硫化镍矿的火法冶金 2. 氧化镍矿的火法冶金
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主讲教师:张公子
(1)鼓风炉熔炼:
鼓风炉熔炼是 的炼镍方法,我国在20世纪60~70
主讲教师:张公子
(2)吹炼的主要化学反应
低镍锍中的铁以FeS形态存在,与氧发生 反应生成FeO,并进一步与熔剂造渣。
➢ FeS+3/2O2 =FeO+SO2+Q
➢这2里FeO输+入S课iO程2 =名2F称eO或•S课iO题2+名Q称
主讲教师:张公子
在吹炼后期,可发生下列反应:
Cu2S + 2Cu2O = 6Cu + SO2 4Cu + Ni3S2 = 3Ni + 2Cu2S Ni3S2 + 4NiO = 7Ni + 2SO2 第三个反应向右进行的原因是由于金属铜的 生成将金属镍溶解的缘故。
反应,造这渣里反输应入,燃课料程燃名烧称反或应课。题名称
主讲教师:张公子
(1) 目前除闪速熔炼等处理干精矿外,其他方法的入炉精
矿,水分都较高(为6%~14%)。这些精矿进入高温区后 ,矿中的水分将迅速挥发,进入烟气。
(2)
Fe7S8= 7FeS + 1/2S2
2CuFeS2 = Cu2S + 2FeS + S 2
主讲教师:张公子
镍锍吹炼的原料是什么? 镍锍吹炼得到的产物是什么?
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主讲教师:张公子
(1)吹炼的原理 低镍锍吹炼只有造渣期而没有造金属期
,造渣期反应不重复,当低镍锍吹炼到含铁 2%-4%时吹炼结束。 硫化物的氧化反应可用下列通式表示:
MeS+2O2=MeSO4 MeS+1.5O2=MeO+SO2
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主讲教师:张公子
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主讲教师:张公子
镍闪速熔炼的
为:
(1)精矿处理量50t/h。
(2)反应塔耗油量1733kg/h,沉淀池耗油
1400kg/h。
(3)主要金属回收率为:Ni 97.16%,Cu
98.48 % ,Co 65.46%,硫回收率高于95%。
这里输入M课eS+程O名2=M称e或+S课O2题名称
主讲教师:张公子
MeSO4在吹炼温度下不能稳定存在,即硫化 物不会按下式反应:
MeS+2O2=MeSO4
吹炼金属镍要达到
温度,转炉不能吹
炼出金属镍,即反应
2MeO+MeS=3Me+SO2 不能完全进行。
这里输入课程名称或为课低题镍锍名吹称炼的主
要反应。
缓冷后的高镍锍由硫化镍、硫化铜和铜镍合金
三种晶体这组里成输,通入过课浮程选名和称磁或选课的题方法名进称行分离。
主讲教师:张公子
5.
吹炼过程中,随着熔锍中铁含量降低,铜、
镍和钴等有价金属部分氧化进入渣中。加上相当 数量的渣中所夹杂的锍滴,存在于渣中的有价金 属数量相当大,必须采用贫化方法加以回收。
:加入少量的还原剂、硫化剂、石 英熔剂,使炉渣中的Fe3O4还原为FeO,与石英熔
Ni3S2 +3O2=3NiO主+讲2教S师O:2 张公子
(4) 上述反应产生的FeS和NiO在高温下将发生下
列反应: 3FeS+3NiO = Ni3S2+ 3FeO+0.5 S2
一般说来,在熔炼炉中只要有FeS存在, NiO 就会变成Ni3S2 ,进而与FeS形成锍。这是因为Fe 和O的亲和力远远大于Ni和O的亲和力,而Fe和S
主讲教师:张公子
氧化镍矿烧结属还原烧结,所需热量绝大部 分由焦粉燃烧供给。烧结时配入8~11% 和 25~30% ,烧结料层 1150~1200℃。硫化 剂黄铁矿可在烧结时配入以获得硫化烧结块。 烧结时发生脱水、分解、还原、造渣和硫化反应:
2Fe2O3·3H2O = 2Fe2O3 + 3H2O CaCO3 = CaO + CO2
(Ni,Fe)9S8=2Ni3S2 + 3FeS + S 2
这里输入Fe课S2=程F名eS+称1或/2S课2 题名称
这些反应的结果主,讲使教得师物:张料公的子 比较简单而稳定的化合物。
了,生成
(3) 在现代强化熔炼炉中,炉料往往很快地就进
入高温强氧化气氛中,所以硫化物除发生离解反 应外,还会被直接氧化。主要的氧化反应有:

本 这里输入课程名称或课题名称

主讲教师:张公子

1. 造锍熔炼 是有色金属冶炼中一个重要的
。尤其是铜、镍、钴等金属的火法冶金,一般来 说,不能直接从精矿或焙砂中炼出金属,而是需要 通过一个造锍的中间过程。
将硫化物精矿、部分氧化焙烧的焙砂、返料及 适量熔剂等物料,在一定温度下(1200—1300℃) 进行熔炼,产出两种互不相溶的液相―熔锍和熔渣。
2CuFeS2+5/2O2=(Cu2S·FeS)+FeO+2SO2 2FeS2+11/2O2=Fe2O3+4SO2 3FeS2+8O2=Fe3O4+6SO2
21F0FeSe2(Ol)+3这(3sO)里+2F(输ge)S入=(l2)=F课e7O程F(eg名3)O+称42(Ss)或O+S2课(Og)2题(g)名称
这种熔炼这过里程输称为入课程名称。或课题名称
主讲教师:张公子
的原理是基于主体金属对 的化学亲
和力大于其对 的化学亲和力,从而使金属与硫
或几种金属硫化物之间相互溶合为锍。造锍反应
的目的是将炉料中的待提取的有色金属和贵金属
聚集于锍中。
造锍熔炼过程的主要
为:水分
蒸发,高价硫化物分解,硫化物直接氧化,造锍
外加入大量的(20~30%)焦炭作为

大量焦炭在风口区燃烧,使风口附近的炉温达
1700℃以上。结果使固体炉料熔化,成为镍锍和炉渣两
种熔体流入本床。
还原高、温硫炉化这气、里向熔输上化入流等动过课,程程使。名向下称运或动课的题炉料名加称热并进行
剂化和进剂Fe一硫S等步化这。造,里渣进输,入入而锍主课其 相讲中 ,程教的 常师名:用C称张u的、公或还子C课u原2O题剂、名和N称硫iO化等剂被是硫C
氧பைடு நூலகம்镍矿有哪几种 类型?
氧化镍矿的冶金工艺 有哪几种类型?
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主讲教师:张公子
氧化镍矿有两种类型:一种是褐铁矿型,通常 蕴藏在氧化矿床的表层,其主要成分是含铁的氧 化矿物;另一种是硅酸盐型,通常储藏于氧化矿 床的较深层。
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主讲教师:张公子
2.
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
Na2S形成密度较小(3300kg/m3)的熔融体浮在上层;
Ni3S2在Na2S中的溶解度小,且随温度降低而急剧
下沉降于, 底形层这成。里密静输度止较 冷入大 却课后(4程5就0名0实~称现5或0了00课铜kg题、/镍名m分3称)的离熔。融体
主讲教师:张公子
(2)
磨浮分离实质是将高镍锍由转炉倒出后,在特 定的铸模中进行缓慢冷却,高镍锍的各组分在缓冷 的过程中成为具有不同化学相的可以进行分离的颗 粒,然后用选矿的方法达到分离的目的。
、烟气这及里烟输尘入。课程名称或课题名称
主讲教师:张公子
(1)铜镍锍(低冰镍) 铜锍镍(低冰镍)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。 铜镍硫的性质与铜锍大致相同,Ni+Cu的总含量 45%~50%。
(2)炉渣
熔炼 点镍为炉1这4渣7里3中K输。含入Fe主课O讲、程教C师名a:O称张、公或S子i课O2题和名大量称MgO,
N中i+吹C炼o=成20高~镍30这锍%。)再里送到输转入炉 课程名称或课题名称
主讲教师:张公子
1.炉料准备
由于疏松易碎且水分含量很高,
不宜直接装入鼓风炉中熔炼,需要
。现
时主要的炼前准备有 和 两种方法。
烧结法在生产中使用的最为普遍,优点:
(1)不需要预先干燥;
保证(鼓2风这)炉里烧得结输到块入较多课高孔程的,名生透称产气率或性。课好,题强名度称高,可
集起来继这续里完输成入锍与课炉程渣名的称形或成课过题程名,并称进行澄
清分离。炉渣在贫主化讲炉教处师:理张后公再子 弃去。
镍闪速熔炼与铜的闪速熔炼基本相同,闪 速冶炼工厂将闪速炉与炉渣贫化炉合为一体, 反应塔尺寸(直径×高)为ф600×6400mm、 沉淀池面积为98m2。
闪速熔炼的产物为铜镍锍(低冰镍)、炉渣
这3里Fe输2O入3 +课C程O 名= 2称Fe或3O课4 +题C名O2称
2FeO +主讲Si教O师2 =:2张F公e子O·SiO2 NiO + CO + 1/2S2 = NiS + CO2
2.鼓风炉熔炼的原理
:将矿石中的镍钴和部分铁还原出来并使
之硫化,形成金属硫化物的共熔体,与炉渣分离。
进炉 由团矿或烧结块、硫化剂和熔剂组成。此
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