專利名稱：一種使用熔煉爐熔煉鎳精礦的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于有色金屬冶金領(lǐng)域，特別涉及一種利用奧斯麥特噴槍頂吹浸沒熔煉爐 熔煉鎳精礦的火法冶金生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
頂吹浸沒熔煉法屬于熔池熔煉范疇，該技術(shù)分屬澳大利亞Ausmelt和MIM公司，分 別以Ausmelt和ISA法名稱轉(zhuǎn)讓。已廣泛用于銅、錫、鉛、鋼鐵等領(lǐng)域。近10年來發(fā)展較 快。我國目前引進(jìn)頂吹浸沒熔煉技術(shù)的3家冶煉廠，其中中條山冶煉廠和金昌冶煉廠采用 Ausmelt技術(shù)，云南銅業(yè)公司采用ISA技術(shù)，均已建成投產(chǎn)，均熔煉銅精礦。本專利采用的是 Ausmelt技術(shù)熔煉鎳精礦。頂吹浸沒熔煉法技術(shù)，主體設(shè)備是立式固定圓筒形熔煉爐，內(nèi)襯耐火磚，熔池溫度 在1300°C左右。冶煉工藝所需的空氣、氧氣、粉煤通過噴槍噴入熔池，在噴槍頭部噴出的高 速氣流作用下。熔池處于強(qiáng)烈攪動(dòng)狀態(tài)。物料迅速熔化和反應(yīng)。精礦、熔劑、返料等從爐頂 加料口加入。熔煉產(chǎn)物低冰鎳和爐渣放入沉降電爐中進(jìn)行分離，熔渣經(jīng)水淬后成為水淬渣 出售，低鎳锍送轉(zhuǎn)爐吹煉煉生產(chǎn)高鎳锍產(chǎn)品。采用奧斯麥特熔煉技術(shù)無論是熔煉鎳精礦還是銅精礦，都需要在奧爐銅水套表面 襯有耐火磚，奧斯麥特熔煉爐安裝銅水套的目的是為了保護(hù)耐火磚的使用壽命。單獨(dú)采用 銅水套掛渣操作在奧斯麥特吹煉爐有先例，但是在奧斯麥特熔煉爐中還沒有，吉鎳項(xiàng)目首 次在奧爐中使用銅水套掛渣操作生產(chǎn)進(jìn)行熔煉鎳精礦。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足和缺陷，本發(fā)明解決的技術(shù)問題是提供一種生產(chǎn)工藝簡便、 生產(chǎn)成本低，利用奧斯麥特噴槍頂吹浸沒熔煉爐熔煉鎳精礦的火法冶金生產(chǎn)方法。一種利用熔煉爐銅水套掛渣操作的火法冶金方法，其特征在于一般的火法冶金爐 高溫熔煉都需要耐火內(nèi)襯，而此項(xiàng)技術(shù)在奧爐熔池面以上不使用耐火內(nèi)襯，直接采用銅水 套掛渣操作技術(shù)進(jìn)行鎳精礦的熔煉，普通的火法熔煉爐需要在銅水套外部襯有耐火磚，銅 水套起到冷卻耐火磚，延長耐火磚使用壽命的目的；而本發(fā)明在熔池冰鎳面以下有耐火磚， 在冰鎳面以上不需要使用耐火磚，大大降低熔煉爐的生產(chǎn)成本，有非常可觀的經(jīng)濟(jì)效益。鎳 精礦熔煉需要加入鎳精礦、石英、粉煤、氧氣及空氣等；所述的鎳精礦包括復(fù)雜硫化物、氧化 物、鐵酸鹽、硅酸鹽等；所述的石英為二氧化硅；所述的粉煤為原煤過經(jīng)過球磨機(jī)磨制出； 所述的氧氣與空氣為精礦熔煉及粉煤燃燒所需空氣?！N使用熔煉爐熔煉鎳精礦的方法包括以下步驟。步驟一所需原料、熔劑包括水份8% 12%，粒度20mm的鎳精礦，塊度彡15mm 的石英石，塊度彡15mm的石灰石，塊度25 50mm的塊煤，水份彡1%、粒度彡1mm、d80 = 0. 15mm的粉煤，富氧濃度為50%，噴槍1從熔煉爐3的爐頂中心插入爐內(nèi)，精礦從爐頂加料 口加入；
步驟二 空氣、氧氣、燃料通過噴槍1噴入熔池，噴槍頭部浸沒在熔體的渣層內(nèi)，在 噴槍末端的高速氣流作用下，熔池劇烈攪動(dòng)，物料迅速的熔化和反應(yīng)；步驟三當(dāng)某組銅水套溫度升高時(shí)，可以把噴槍1提高至熔池表面處進(jìn)行掛渣，此 掛渣作為耐火材料，掛渣時(shí)通過降低富氧濃度和粉煤量防止熔池過氧化，，掛渣時(shí)間由銅水 套溫度變化決定，在掛渣的過程中可以繼續(xù)加料，當(dāng)銅水套溫度開始降低時(shí)，停止掛渣，噴 槍1進(jìn)入熔池繼續(xù)正常熔煉；步驟四熔煉產(chǎn)物有鎳锍、爐渣、煙氣，鎳锍和爐渣以混合熔體的形式進(jìn)入沉降電 爐實(shí)現(xiàn)鎳渣分離，鎳锍經(jīng)過轉(zhuǎn)爐吹煉成高鎳锍，煙氣經(jīng)余熱鍋爐余熱回收、收塵后制酸。所述的熔煉爐3的爐體為豎式圓筒形，內(nèi)有耐火材料襯里，耐火材料為錦州長城 公司的鉻鋁尖晶石耐火磚，耐火磚在爐內(nèi)的厚度為460mm。為提高耐火材料和爐子的壽命和 作業(yè)率，在熔煉爐3的側(cè)墻使用了水冷銅水套。銅水套總高度為6000mm，從爐底中心平面5 以上MOmm開始，由熔煉爐3的鋼結(jié)構(gòu)支撐，共有48塊水冷銅水套排成3排16組，從上至下 排列，銅水套內(nèi)部鑄有銅管，通水冷卻爐內(nèi)耐火磚，銅水套外表面帶有凸臺(tái)；鎳精礦熔煉產(chǎn) 生的熔煉渣可以通過噴濺掛渣掛在所述的帶有凸臺(tái)的銅水套上。熔煉渣中鎳的重量占熔煉 渣重量的1. 2% 1. 8%，熔煉渣中銅的重量占熔煉渣重量的0. 2% 0. 5%，熔煉渣中鐵的 重量占熔煉渣重量的33 % 40 %，熔煉渣中二氧化硅的重量占熔煉渣重量的32 % 40 %。吉鎳項(xiàng)目首次在奧爐中使用銅水套掛渣操作生產(chǎn)進(jìn)行熔煉鎳精礦，為提高耐火材 料和爐子的壽命和作業(yè)率，在爐子側(cè)墻使用了水冷銅水套。銅水套內(nèi)部鑄有銅管，通水冷卻 爐內(nèi)耐火磚，銅水套外表面帶有凸臺(tái)，生產(chǎn)中起到掛渣作用，這樣在熔池冰鎳面以上就不需 要使用耐火磚了。國內(nèi)外采用奧爐熔煉的生產(chǎn)廠家在銅水套的表面均采用耐火磚進(jìn)行砌筑。當(dāng)生產(chǎn) 過程中耐火磚由于受到高溫及機(jī)械侵蝕脫落后，重新砌筑開始新的生產(chǎn)，而吉鎳項(xiàng)目在耐 火磚侵蝕后，還可以繼續(xù)采用銅水套掛渣生產(chǎn)，大大降低了生產(chǎn)成本，開創(chuàng)了奧爐熔煉生產(chǎn) 采用銅水套掛渣操作技術(shù)的先河。原設(shè)計(jì)奧斯麥特爐銅水套外襯耐火磚，整個(gè)奧爐耐火磚 重新砌筑需要300萬元左右，即使是奧爐的中修也需要120萬元左右，成本很高。本專利 為奧斯麥特熔煉爐低冰鎳面以上不采用耐火磚，直接采用銅水套掛渣的操作方法來進(jìn)行熔 煉。大大降低熔煉爐的生產(chǎn)成本，節(jié)省了耐火磚的費(fèi)用，有非?？捎^的經(jīng)濟(jì)效益。


下面結(jié)合

及具體實(shí)施方式
對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。圖1為熔煉爐的整體示意中1為噴槍，2為噴槍口，3為熔煉爐，4為熔池面，5為爐底中心平面。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，本發(fā)明裝置主要包括有噴槍1其位于熔煉爐3的上方，噴槍口 2在噴 槍1的下部。熔煉爐3的下方是熔池面4，爐底中心平面5在熔池面4的下方。關(guān)于熔煉鎳精礦的方法包括以下步驟步驟一所需原料、熔劑包括水份8% 12%，粒度20mm的鎳精礦，塊度< 15mm的 石英石，塊度彡15mm的石灰石，塊度25mm 50mm的塊煤，水份彡1%、粒度彡lmm, d80 =0. 15mm的粉煤，富氧濃度為50%，噴槍(1)從熔煉爐(3)的爐頂中心插入爐內(nèi)，精礦從爐頂 加料口加入；步驟二 空氣、氧氣、燃料通過噴槍(1)噴入熔池，噴槍頭部浸沒在熔體的渣層內(nèi)， 在噴槍末端的高速氣流作用下，熔池劇烈攪動(dòng)，物料迅速的熔化和反應(yīng)；步驟三當(dāng)銅水套溫度升高時(shí)，可以把噴槍(1)提高至熔池表面處進(jìn)行掛渣，此掛 渣作為耐火材料，掛渣時(shí)通過降低富氧濃度和粉煤量防止熔池過氧化，掛渣時(shí)間由銅水套 溫度變化決定，在掛渣的過程中可以繼續(xù)加料，當(dāng)銅水套溫度開始降低時(shí)，停止掛渣，噴槍 (1)進(jìn)入熔池繼續(xù)正常熔煉；步驟四熔煉產(chǎn)物有鎳锍、爐渣、煙氣，鎳锍和爐渣以混合熔體的形式進(jìn)入沉降電 爐實(shí)現(xiàn)鎳渣分離，鎳锍經(jīng)過轉(zhuǎn)爐吹煉成高鎳锍，煙氣經(jīng)余熱鍋爐余熱回收、收塵后制酸。所述的熔煉爐(3)的爐體為豎式圓筒形，內(nèi)有耐火材料襯里，耐火材料為鉻鋁尖 晶石耐火磚，耐火磚在爐內(nèi)的厚度為460mm，在熔煉爐(3)的側(cè)墻使用了水冷銅水套，銅水 套總高度為6000mm，從爐底中心平面(5)以上MOmm開始，由熔煉爐(3)的鋼結(jié)構(gòu)支撐，共 有48塊水冷銅水套排成3排16組，從上至下排列，銅水套內(nèi)部鑄有銅管，通水冷卻爐內(nèi)耐 火磚，銅水套外表面帶有凸臺(tái)。所述的鎳精礦熔煉產(chǎn)生的熔煉渣可以通過噴濺掛渣掛在所述的帶有凸臺(tái)的銅水套上。關(guān)于熔煉渣中鎳的重量占熔煉渣重量的1. 2% 1. 8%，熔煉渣中銅的重量占熔 煉渣重量的0.2^-0.5%,熔煉渣中鐵的重量占熔煉渣重量的33 % 40 %，熔煉渣中二氧 化硅的重量占熔煉渣重量的32% 40%。如下通過具體實(shí)施例做進(jìn)一步描述。實(shí)例1正常奧爐銅水套掛渣操作生產(chǎn)實(shí)踐，奧爐加入的物料為公司自產(chǎn)的朝陽低冰鎳及 自產(chǎn)精礦表1朝陽低冰鎳成分
權(quán)利要求
1.一種使用熔煉爐熔煉鎳精礦的方法，其特征是熔煉鎳精礦的方法包括以下步驟步驟一所需原料、熔劑包括水份8% 12%、粒度20mm的鎳精礦，塊度< 15mm的石英石，塊度彡15mm的石灰石，塊度25mm 50mm的塊煤，水份彡1%、粒度彡Imm^d80 = 0. 15mm 的粉煤，富氧濃度為50%，噴槍(1)從熔煉爐(3)的爐頂中心插入爐內(nèi)，精礦從爐頂加料口 加入；步驟二 空氣、氧氣、燃料通過噴槍(1)噴入熔池，噴槍頭部浸沒在熔體的渣層內(nèi)，在噴 槍末端的高速氣流作用下，熔池劇烈攪動(dòng)，物料迅速的熔化和反應(yīng)；步驟三當(dāng)銅水套溫度升高時(shí)，可以把噴槍(1)提高至熔池表面處進(jìn)行掛渣，此掛渣作 為耐火材料，掛渣時(shí)通過降低富氧濃度和粉煤量防止熔池過氧化，掛渣時(shí)間由銅水套溫度 變化決定，在掛渣的過程中可以繼續(xù)加料，當(dāng)銅水套溫度開始降低時(shí)，停止掛渣，噴槍(1) 進(jìn)入熔池繼續(xù)正常熔煉；步驟四熔煉產(chǎn)物有鎳锍、爐渣、煙氣，鎳锍和爐渣以混合熔體的形式進(jìn)入沉降電爐實(shí) 現(xiàn)鎳渣分離，鎳锍經(jīng)過轉(zhuǎn)爐吹煉成高鎳锍，煙氣經(jīng)余熱鍋爐余熱回收、收塵后制酸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種使用熔煉爐熔煉鎳精礦的方法，其特征是所述的熔煉爐 (3)的爐體為豎式圓筒形，內(nèi)有耐火材料襯里，耐火材料為鉻鋁尖晶石耐火磚，耐火磚在爐 內(nèi)的厚度為460mm，在熔煉爐(3)的側(cè)墻使用了水冷銅水套，銅水套總高度為6000mm，從爐 底中心平面(5)以上MOmm開始，由熔煉爐(3)的鋼結(jié)構(gòu)支撐，共有48塊水冷銅水套排成3 排16組，從上至下排列，銅水套內(nèi)部鑄有銅管，通水冷卻爐內(nèi)耐火磚，銅水套外表面帶有凸 臺(tái)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種使用熔煉爐熔煉鎳精礦的方法，其特征在于，鎳精礦熔 煉產(chǎn)生的熔煉渣可以通過噴濺掛渣掛在所述的帶有凸臺(tái)的銅水套上。
4.根據(jù)按權(quán)利要求3所述的一種使用熔煉爐熔煉鎳精礦的方法，其特征在于，熔煉渣 中鎳的重量占熔煉渣重量的1.2% 1.8%。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種使用熔煉爐熔煉鎳精礦的方法，其特征在于，熔煉渣中 銅的重量占熔煉渣重量的0. 2% 0. 5%。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種使用熔煉爐熔煉鎳精礦的方法，其特征在于，熔煉渣中 鐵的重量占熔煉渣重量的33% 40%。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種使用熔煉爐熔煉鎳精礦的方法，其特征在于，熔煉渣中 二氧化硅的重量占熔煉渣重量的32% 40%。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種使用熔煉爐熔煉鎳精礦的方法，屬于有色金屬冶金領(lǐng)域，一般的火法冶金爐高溫熔煉都需要耐火內(nèi)襯，而此項(xiàng)技術(shù)在奧爐熔池面以上不使用耐火內(nèi)襯，直接采用銅水套掛渣操作技術(shù)進(jìn)行鎳精礦的熔煉，普通的火法熔煉爐需要在銅水套外部襯有耐火磚，銅水套起到冷卻耐火磚，延長耐火磚使用壽命的目的；而本發(fā)明在熔池冰鎳面以下有耐火磚，在冰鎳面以上不需要使用耐火磚，大大降低熔煉爐的生產(chǎn)成本，有非常可觀的經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號C22B23/02GK102140585SQ201110059100
公開日2011年8月3日 申請日期2011年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月11日
發(fā)明者司俊起, 孫吉林, 張東, 張彥波, 張志軍, 李景峰, 王瑞豐, 翟青雯, 馬忠誠, 高曉艷 申請人:吉林吉恩鎳業(yè)股份有限公司