氧化镍矿鼓风炉熔炼
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氧化镍矿鼓风炉熔炼(blast furnace smelting of nickel oxide ore)
在鼓风炉内熔化氧化镍矿,使其发生一定的物理、化学变化,产出低镍锍的过程,为氧化镍矿处理方法之一。
产出的低镍锍可送转炉吹炼成高镍锍,再精炼成电镍或氧化镍成品。
19世纪末法国镍冶金公司(Soci%26eacute;te Metallargique Le Nickel)首先在新喀里多尼
亚用敞开式水套鼓风炉熔炼氧化镍矿生产镍锍,后来发展成为矮高炉熔炼。
前苏联从20世纪20年代开始,相继在乌发列()镍厂和南乌拉尔()镍公司采用本法生产镍锍,其鼓风炉现已采用富氧鼓风,提高了生产能力,降低了焦炭消耗。
原理加入炉料中的焦炭被鼓入的空气氧化生成CO和CO2,氧化产生的热量使炉料熔化。
矿石中的镍、钴和铁被c0还原,又被炉料中的硫化剂(石膏、黄铁矿)硫化生成硫化镍、硫化钻和硫化铁的混合熔体,即低镍锍。
炉料中的其他氧化物与熔剂SiO2反应形成炉渣同低镍锍分离。
其主要反应如下:
CaSO4(s)+4CO(g)%26rarr;CaS(s)+CO2
2CaS(g)+3NiO(s)+C(s)%26rarr;Ni3S2(s)+2CaO(s)+CO(g)
4CaS(s)+2Fe2O3(s)+2(CO)(g)%26rarr;4FeS(s)+4CaO(s)+2CO2(g)
产出的低镍锍一般含Ni l5%~27%、Fe 55%~60%、S 10%~20%。
工艺氧化镍矿石呈风化岩状或粘土状。
过筛后粒度为20~100mm的部分直接入炉,粒度大于100mm的部分用锤式破碎机再破碎,粒度小于20mm的部分送烧结或制团。
烧结时加8%的焦粉;制团时因矿石粘性大,无需加粘结剂。
熔炼用的鼓风炉主要有两种。
一种是敞开式鼓风炉,炉料从炉顶两侧加入,富氧空气从风口鼓入,低镍锍和炉渣分层排出,烟气收尘后放空。
另一种是新喀里多尼亚矮高炉(料钟或密闭鼓风炉)(图)。
炉身为椭圆形,炉顶密封,通过料钟加料,从风口鼓入1073K温度的热风,炉气中CO含量高,可用作热风炉的燃料。
矮高炉也可用于生产镍铁,只是炉料中无需加硫化剂。
两种鼓风炉的技术经济指标如表。
展望氧化镍矿鼓风炉熔炼今后仍将是一种重要的氧化镍矿处理方法。
密闭炉顶、富氧空气或预热空气鼓风将是主要的发展方向,用制团代替烧结则是重要的改进措施。