專利名稱：用至少部分火冶精煉的含鎳原料生產(chǎn)高品位鎳锍的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及在懸浮冶煉爐和另外的某些火法冶金爐的組合爐內(nèi)(無需進行單獨裝料型吹煉)生產(chǎn)高品位鎳銃和熔渣的方法，以致供入工藝流程的至少部分精礦和/或礦石首先被火冶精煉成鎳銃，然后將其供入懸浮冶煉爐內(nèi)以生產(chǎn)出高品位純鎳銃。
由于金屬鎳的熔化溫度高，要求工藝流程溫度高，所以直接火法冶金生產(chǎn)金屬鎳并不有利。因此，利用硫化物原料生產(chǎn)鎳至少基于兩個階段，首先生產(chǎn)高品位鎳銃，然后將鎳銃通過水法冶金處理而使其變成金屬鎳。
在傳統(tǒng)的制造方法中，能夠利用硫化物原料生產(chǎn)高品位鎳銃，該方法是首先至少部分地在流化床反應器中焙燒硫化物進料，然后在電爐中將所得到的焙燒生成物冶煉成鎳銃。也可以不經(jīng)焙燒而直接將硫化物原料加入電爐中冶煉。例如，在Pierce-Smith型吹爐內(nèi)將從電爐得到的鎳銃吹煉成高品位鎳銃，然后進一步將其通過水冶處理而變成金屬鎳。這種方法的缺點是在工藝階段產(chǎn)生大量氣體，該氣體含有在不同工藝階段釋放的硫化物，在向大氣排放以前必須進行凈化，以避免硫的排放。由于硫含量低而且氣體體積大，在氣體處理(例如酸生產(chǎn)廠)中將它們處理成硫酸需要大量投資。
根據(jù)傳統(tǒng)懸浮冶煉技術的方法，利用硫化物精礦生產(chǎn)高品位鎳銃，該方法是在懸浮冶煉爐內(nèi)將鎳精礦冶煉成鎳銃，然后在Pierce-Smith型吹爐內(nèi)進一步將鎳銃吹煉成高品位鎳銃。在電爐中精煉在懸浮冶煉爐和Pierce-Smith吹爐內(nèi)產(chǎn)生的熔渣，將所生產(chǎn)的含鎳銃作為進料返回到吹爐中。上述方法的缺點是要求裝料型吹煉步驟;來自吹煉階段的氣流體積和二氧化硫含量變化不定，因此，處理氣體所需酸生產(chǎn)廠的能力必須顯著地大于以時間為函數(shù)的正常生產(chǎn)率來生產(chǎn)處理氣體的酸生產(chǎn)廠的能力。
在芬蘭專利申請890395和922843規(guī)定的各種方法中進一步發(fā)展了基于懸浮冶煉的上述方法。按照這些方法，可以在懸浮冶煉爐內(nèi)直接生產(chǎn)適于鎳的水冶法和鐵含量低的高品位鎳銃，而無需單獨的吹煉步驟，以致可以將冶煉中釋放的二氧化硫作為二氧化硫含量高的均勻氣流輸入酸生產(chǎn)廠。由于高度氧化，在懸浮冶煉爐內(nèi)形成的熔渣含有較多的鎳，因此在電爐中單獨處理熔渣，以便回收作為金屬化銃形態(tài)的鎳。按照一種方法，該金屬化銃或者以熔融態(tài)或者以固態(tài)至少部分地被返回到懸浮冶煉爐內(nèi)，而按照另一種方法，該銃在水冶法中直接被加工成金屬鎳。
在芬蘭專利申請922843介紹的方法中，在電爐中生產(chǎn)的金屬化锍的鐵含量仍然大于在懸浮冶煉爐(也就是快速冶煉爐)中生產(chǎn)的高品位鎳锍的鐵含量。因此，水冶處理由電爐生產(chǎn)的金屬化鎳锍，至少在工藝流程開始時，必須同處理快速冶煉生產(chǎn)的高品位鎳锍分開進行。
上述芬蘭專利申請890395和922843的各種方法能很好適用于由一定類型鎳礦制造的硫化物精礦。然而，就精礦的氧化鐵/氧化鎂含量而論，所述各種方法的適用性范圍是受限制的，以致上述方法基本上不適宜用來處理Fe/MgO比值低的精礦，因為在冶煉中形成的熔渣不具有適宜的性能。使用本發(fā)明的方法，可以選擇適于懸浮冶煉的原料，以致能在懸浮冶煉一電爐中將Fe/MgO比值低的精礦處理成高品位鎳锍。當需要時，也可以使用某些其它的火法冶金爐，例如第二懸浮冶煉爐來代替電爐。在本發(fā)明的方法中，基本上從快速冶煉爐中生產(chǎn)的高品位鎳锍中回收了全部的鎳，同上述方法比較，這也簡化了火冶處理后的水冶步驟，因為現(xiàn)在不需要處理金屬化鎳锍的單獨步驟了。
當將本發(fā)明的高品位鎳銃生產(chǎn)法應用于原有的或新的生產(chǎn)廠時，如同在芬蘭專利申請89039和922843的方法中一樣，在方法和設備方面取得了類似的優(yōu)點，而基本上無需擴大用于處理工藝氣體的設備。同時，也可以利用這樣的原料進行火法冶金生產(chǎn)鎳的總生產(chǎn)率高的高品位鎳锍，該原料至少部分地僅能在單獨的水冶工藝中預先進行處理，或者它必須通過比本發(fā)明方法更高能耗的各種方法進行處理，由此形成的大量氣體需要相當高能力的硫酸廠以便凈化氣體。本發(fā)明方法的另一個優(yōu)點是，該方法僅生產(chǎn)一種品位的將要進行水冶處理的高品位鎳锍，在該情況中僅需要一種水冶工藝系統(tǒng)以用于進一步將锍處理成金屬鎳，而不需要對各種不同的鎳原料進行任何單獨的提煉步驟。從附加的專利權利要求來看，本發(fā)明的主要新穎特點是顯而可見的。
參考附加的簡

圖1較詳細地說明本發(fā)明，該圖1說明了本發(fā)明方法的用途。
實現(xiàn)本發(fā)明方法的裝置有利地包括快速冶煉爐Ⅰ和電爐Ⅲ?？焖僖睙挔t的最主要部分是精礦焙燒爐Ia、反應豎爐Ib、沉淀槽Ic和上風道Id。氣體冷卻器Ⅱ連接到上風道。除此以外，該裝置包括用于至少部分锍的熔化制粒器Ⅳ，以及研磨器Ⅴ。
在本發(fā)明方法中，例如在電爐Ⅲ中火冶精煉硫化鎳精礦1a。也可以使用某些其它適宜的火法冶金爐，例如第二快速冶煉爐來代替電爐。將丸?；蚍勰畹木V1a供入電爐。也可以將某些其它的含鎳精礦、含鎳冶金熔渣或其它有利的粗鎳原料，例如塊礦或回爐物料2供入電爐以進行火冶精煉。此外，當需要時，可將某些還原劑3(例如焦炭)以及助熔劑4供入電爐，以便調(diào)整熔渣的性能。除此之外，在同一電爐內(nèi)有利地處理來自快速冶煉爐的熔渣11以回收貴重金屬。
該精礦在電爐處理中進行熔化。而熔渣中的有用金屬在爐底形成了鎳锍9，該鎳锍9比高品位鎳锍含有更高的鐵量。在電爐中形成的熔渣10的有用金屬含量已很低以致于不需要進一步處理，但可以將其去除。在電爐中形成的少量爐塵同電爐氣體通過過濾分離，該電爐氣體同來自快速冶煉爐(在圖中未示出)的氣流混合。合在一起的氣體混合物具有適于生產(chǎn)硫酸的二氧化硫含量。來自電爐的爐塵被返回電爐，或同來自快速冶煉爐的煙塵8一起供入快速冶煉爐中。
在電爐內(nèi)形成的金屬化的鎳锍9被磨碎。部分金屬化的鎳锍以熔融態(tài)也被供入快速冶煉爐。為了使粒度分布適合于快速冶煉，當需要時，或者部分地或者全部地對來自制粒工序的細粉碎的鎳锍進行研磨，并在供入快速冶煉爐以前進行干燥。
為了調(diào)整熔渣質(zhì)量，將例如硅酸鹽一類的助熔劑4供入快速冶煉爐。也供入富氧空氣5和所需數(shù)量的補充燃料6。所使用的補充燃料可以是固體燃料(例如焦炭或無煙煤)和液體燃料(例如石油)或氣體燃料(例如無然氣)。為了調(diào)整在快速冶煉爐內(nèi)形成的高品位鎳锍12的質(zhì)量，如果需要，除了金屬化的锍以外，也可以供入其它的含鎳原料，例如部分待處理的精礦1a或某些其它的精礦1b，以及來自鎳水冶工序的各種不同含鎳沉淀物7。在快速冶煉處理中形成的爐塵8也返回供入快速冶煉。在沉淀槽中，燃燒為沉淀槽熱平衡所需的少量燃料6。
或者通過精礦焙燒爐Ia將待處理的物料供入快速冶煉爐，或者可以部分直接輸入沉淀槽。在快速冶煉爐的反應豎爐Ib中，進料相互發(fā)生反應，以致部分硫同富氧空氣中的氧發(fā)生反應而生成二氧化硫。由于這些反應的結果，通過釋放的熱能和補充燃料的燃燒，使得固體物料主要在反應堅爐Ib中熔化。熔化的粒子在沉淀槽Ic中同氣流分開，并在沉淀槽底部形成熔體。各種進料之間的化學反應部分地在熔融相中繼續(xù)進行，并從熔融相分離成不同比重的兩相，以致在熔池底部形成一層高品位鎳锍12，熔池的最高層形成高度氧化的熔渣，它主要包含存在于鎳锍中的鐵。
在氣體冷卻器Ⅱ中冷卻來自快速冶煉爐的氣體，將同氣體一起產(chǎn)生的煙塵8回收;然后將煙塵8返回到進料中。將已冷卻的氣體進一步進行處理，以回收二氧化硫。把從快速冶煉爐流出的高品位鎳锍12進行水冶處理，以生產(chǎn)金屬鎳。在電爐中以上述制造方法處理來自快速冶煉爐的熔渣11，以便回收有用金屬。然而，如果在第一步驟中所使用的火法冶金爐是代替電爐的另一種快速冶煉爐，則要將從快速冶煉爐得到的用于生產(chǎn)高品位鎳锍的熔渣輸入到單獨的火法冶金爐(例如電爐)中處理。有利的是，這種處理是同在生產(chǎn)鎳锍中使用的熔渣和來自快速冶煉爐的熔渣一起進行的。
通過以下的各實施例進一步對本發(fā)明的方法進行說明。
實施例1鎳精礦R1同生產(chǎn)高品位鎳锍中所用的來自快速冶煉爐的熔渣和塊礦一起進行處理。它們的組成如下
Ni(wt%) S(wt%) Fe(wt%) MgO(wt%)精礦R1 5.8 16.3 25.4 14.6熔渣 2.2 0.3 40.0 4.0塊礦 2.4 23.5 40.5 2.7隨同每噸鎳精礦R1供入1.42噸熔渣和0.6噸塊礦。此外，隨同每噸鎳精礦還供入0.03噸高品位鎳锍回爐物料、所需數(shù)量的助熔劑和來自電爐的再循環(huán)煙塵。從電爐得到有用金屬含量低的廢熔渣和以下含量的鎳锍Ni(wt%) S(wt%) Fe(wt%) MgO(wt%)熔渣 0.12 0.8 25.5 9.05鎳锍 11.9 27.3 47.6所生產(chǎn)的鎳锍數(shù)量為0.96噸/每噸鎳精礦R1。
在電爐中生產(chǎn)的鎳锍同鎳精礦R1和R2一起在快速冶煉爐內(nèi)進行冶煉。以下給出精礦R2的含量，而R1的含量如上所述。
Ni(wt%) S(wt%) Fe(wt%) MgO(wt%)鎳精礦R2 4.7 18.1 27.5 11.4精礦R1的數(shù)量為0.12噸/每噸鎳锍，精礦R2的數(shù)量為0.23噸/每噸鎳锍。除此之外，還供入所需數(shù)量的硅酸鹽助熔劑、少量再循環(huán)煙塵、所需的補充燃料和富含85%氧氣的空氣。每噸鎳锍形成的熔渣量為1.48噸，它的組成如下Ni(wt%) S(wt%) Fe(wt%) MgO(wt%)來自快速冶 2.2 0.3 40.0 4.0煉爐的溶渣按照上述制造方法在電爐中處理全部數(shù)量的熔渣。
由于高度富氧，生成氣體中的二氧化硫含量很高，約為35%的SO2。來自電爐的氣體同來自快速冶煉爐的氣體混合。所獲得氣體的二氧化硫含量對于用該氣體生產(chǎn)硫酸來說仍然是足夠高的。從快速冶煉爐得到的產(chǎn)品是每噸鎳锍具有0.23噸的高品位鎳锍，這意味著直接以高品位鎳锍的形態(tài)回收了大約72%的供入快速冶煉爐的鎳。在上述情況中，鎳的總生產(chǎn)率為96.6%。以下給出該高品位鎳锍的組成Ni(wt%) Fe(wt%)高品位 45.9 3.7鎳锍業(yè)已指出，所述結果是在比先有技術各種方法的較低溫度和較少處理步驟下得到的。
權利要求
1.一種不需要進行裝料型吹煉的生產(chǎn)高品位鎳锍的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟a)至少部分待處理的硫化鎳精礦同加入鎳锍中的助熔劑一起在火法冶金爐(Ⅲ)內(nèi)進行精煉，b)然后，將該鎳锍同助熔劑、煙塵、補充燃料和富氧空氣一起供入懸浮冶煉爐，即快速冶煉爐(Ⅰ)中，c)在快速冶煉爐中，形成了高品位鎳锍和熔渣，d)將高品位鎳锍進行水冶處理，和e)用火法冶金爐來處理在快速冶煉爐(Ⅰ)內(nèi)形成的熔渣，以便回收有用金屬。
2.根據(jù)權利要求1的方法，其特征在于，火法冶金爐是電爐(Ⅲ)
3.根據(jù)權利要求1和2的方法，其特征在于，硫化鎳精礦同從快速冶煉爐得到的熔渣一起在電爐(Ⅲ)內(nèi)進行精煉。
4.根據(jù)權利要求1的方法，其特征在于，用于生產(chǎn)鎳锍的火法冶金爐是另一種快速冶煉爐。
5.根據(jù)權利要求4的方法，其特征在于，從快速冶煉爐得到的熔渣送到火法冶金爐內(nèi)進行處理。
6.根據(jù)權利要求5的方法，其特征在于，火法冶金爐是電爐。
7.根據(jù)權利要求1的方法，其特征在于，硫化鎳精礦同另外的含鎳原料一起在火法冶金爐內(nèi)進行精煉。
8.根據(jù)權利要求7的方法，其特征在于，含鎳原料是一種精礦。
9.根據(jù)權利要求7的方法，其特征在于，含鎳原料是塊礦。
10.根據(jù)權利要求7的方法，其特征在于，含鎳原料是一種回爐物料。
11.根據(jù)權利要求7的方法，其特征在于，含鎳原料是冶金熔渣。
12.根據(jù)權利要求1的方法，其特征在于，還將某些硫化鎳精礦供入快速冶煉爐(Ⅰ)。
13.根據(jù)權利要求1的方法，其特征在于，還將某些含鎳原料供入快速冶煉爐(Ⅰ)。
14.根據(jù)權利要求1的方法，其特征在于，還將某些含鎳熔渣供入快速冶煉爐(Ⅰ)。
15.根據(jù)權利要求1的方法，其特征在于，供入火法冶金爐(Ⅲ)的精礦呈丸粒狀。
全文摘要
本發(fā)明涉及在懸浮冶煉爐和某些其它冶金爐的組合爐內(nèi)(無需進行裝料型吹煉)生產(chǎn)高品位鎳锍和熔渣的方法，以致供入工藝流程的至少部分精礦和/或礦石首先火冶煉成鎳锍，然后將該鎳锍供入懸浮冶煉爐內(nèi)以生產(chǎn)出高品位純鎳锍。
文檔編號C22B23/00GK1109914SQ94112910
公開日1995年10月11日 申請日期1994年12月8日 優(yōu)先權日1993年12月10日
發(fā)明者P·漢尼拉, R·薩賴恩, O·薩賴恩 申請人:奧托孔普工程承包商公司