一种用镍废料生产水淬镍豆的方法_3

文档序号:9838792阅读:来源:国知局
排口和粗镍出口,木炭、柴油、焦炭、磷铁和镍废料均从原料入口进入熔炼炉,炉渣从熔炼渣排口排出,粗镍从粗镍出口排出;原料入口距离熔炼炉的炉底2.2m,熔炼渣排口距离熔炼炉的炉底0.4m,粗镍出口距离熔炼炉的炉底0.2m,空气从设置在熔炼炉上的炉膛风管鼓入熔炼炉内,炉膛风管和原料入口均设置在于熔炼炉相连接的密闭空间内,原料入口水平设置,炉膛风管从熔炼炉侧面密闭空间的顶部接入,使原料入口呈负压状态可防止炉膛烟气外逸、减少无组织排放,熔炼时原料和燃料在炉内靠自重作用下下行,发生氧化还原反应,直至完成冶炼全过程。
[0029]熔炼炉熔炼过程运行时:在镍废料加入熔炼炉内之前,在熔炼炉内加入木炭进行点火烘炉,待炉温升至600°C,改用20L柴油和1.5t焦炭继续升温,待炉温逐渐升温至100tC时停止加焦炭,加入磷铁和镍废料,磷铁和镍废料的质量配比为0.8:1,在镍废料燃烧过程中,不断鼓入空气,使磷铁充分燃烧;由于原料中的铁主要以磷化物形式存在,在高温下磷铁氧化放热自燃,其放出的热量足以维持炉内正常炉温,因此不需要再外部供热,在熔炼粗镍时始终保持熔炼炉内的温度为1400°C,炉内温度由温度控制器测试显示,可通过添加磷铁与镍废料的方法来调节熔炼炉内的温度,当熔炼炉内的温度过高时加入镍废料,当熔炼炉内的温度过低时加入磷铁,在冶炼过程中需要在熔炼炉内加入造渣剂,造渣剂加入量与镍废料加入量的质量配比为0.30:1;造渣剂采用主要成分为二氧化硅的河砂,使铁以硅酸盐的形式从炉体中排出,硅酸盐粘度小,流动性好,易于分离并控制炉渣中的二氧化硅量为25wt%,河砂的添加量与镍废料的磷含量成反比,即镍废料的磷含量高,河砂可少加;镍废料的磷含量低,河砂应多加,以控制最终粗镍中的磷含量在1.50wt%o
[0030]定时排出熔炼炉的炉渣,炉渣经水淬得到水淬渣,然后进行后续处理,可外售作为钙镁磷肥生产企业的原料,实现了废物的循环利用,具有良好的经济效益和环境效益,粗镍留在炉中,继续添加磷铁和镍废料,鼓入空气,使磷铁充分燃烧,该过程大部分Fe3P被氧化成2Fe0.Si02,并进一步生成磷酸三铁进入炉渣,即铁以氧化物或者磷酸盐的形式从物料中去除,磷以磷酸盐的形式与镍金属分离;在通空气的过程中,金属镍亦发生氧化反应,但生成的镍氧化物在炉体内合金熔体中遇到Fe和P时,又被还原成金属,这样使镍得到富集;直到熔炼炉的粗镍富集达到预定液位高度,进行最后一次排渣后接着出粗镍,出粗镍周期平均为6天一次,每台熔炼炉每次出粗镍量18t,粗镍中镍含量为65wt%,将粗镍直接浇铸在模中铸成块状,待自然冷却后清除砂灰。
[0031]电弧炉精炼过程:
将熔炼炉熔炼过程铸成块状的粗镍分次放入电弧炉中,在粗镍熔炼炉中,大量的Fe被氧化并与Si02生成渣而被除去,在无外来热源的条件下,熔炼便难以继续进行,而采用电弧炉,可使熔炼继续进行,进一步提高镍的含量,降低磷硫等杂质的含量,每个电弧炉每次加入粗镍5t,并加入250kg的氧化铁皮和200kg的石灰进行造渣,在造渣前鼓入空气,进气吹风氧化,持续1.5h后,磷的含量可降到0.05wt%;氧化结束后加60kg的碳化硅进行脱硫,反应
0.5h-lh后,硫的含量可降至0.4 wt%,使产品断面结晶致密。
[0032]水淬过程:
待电弧炉的炉温升至1400°C-1600°C,将电弧炉精炼过程得到的产品直接倒入钢包,再由钢包倒入水淬槽中制成水淬镍豆,水淬镍豆直径小于50mm,其各成分含量如下:N1:70wt% ? Fe:25wt% ? S:0.4wt% ? P:0.05wt% ? Sn:0.05wt% ? C:0.15wt% ? Si02:0.4wt% ? Cu:lwt%0
[0033]环保处理过程:
熔炼炉、电弧炉的原料入口设置于密闭空间内,出渣口及出料口均设置环境集烟装置内,收集的烟气与熔炼炉、电弧炉等混合烟气一并经廊道水冷降温,然后经沉降室+布袋除尘+两级串联双碱液湿法脱硫塔处理达标高空排放,双碱液分别为5%Na0H溶液和氧化钙。
[0034]实施例3:
一种用镍废料生产水淬镍豆的方法,其工艺流程包括熔炼炉熔炼过程、电弧炉精炼过程、水淬过程以及环保处理过程,熔炼炉熔炼过程是镍的初步富集过程,其操作包括加料、氧化、放渣、放粗镍等作业;电弧炉精炼过程的目的降低熔炼炉产出的粗镍杂质含量,提高镍含量,其操作过程包括加料、氧化还原、脱氧等作业;水淬过程是冷却电弧炉产出的精镍,并形成水淬镍豆;环保处理过程是为了熔炼炉熔炼过程和电弧炉精炼过程排出的废气达到排放标准。
[0035]熔炼炉熔炼过程:
熔炼炉设有三个开口,分别为原料入口、熔炼渣排口和粗镍出口,木炭、柴油、焦炭、磷铁和镍废料均从原料入口进入熔炼炉,炉渣从熔炼渣排口排出,粗镍从粗镍出口排出;原料入口距离熔炼炉的炉底2m,熔炼渣排口距离熔炼炉的炉底0.35m,粗镍出口距离熔炼炉的炉底0.15m,空气从设置在熔炼炉上的炉膛风管鼓入熔炼炉内,炉膛风管和原料入口均设置在于熔炼炉相连接的密闭空间内,原料入口水平设置,炉膛风管从熔炼炉侧面密闭空间的顶部接入,使原料入口呈负压状态可防止炉膛烟气外逸、减少无组织排放,熔炼时原料和燃料在炉内靠自重作用下下行,发生氧化还原反应,直至完成冶炼全过程。
[0036]熔炼炉熔炼过程运行时:在镍废料加入熔炼炉之前,在熔炼炉内加入木炭进行点火烘炉,待炉温升至500°C,改用15L柴油和1.2t焦炭继续升温,待炉温逐渐升温至900°C时停止加焦炭,加入磷铁和镍废料,磷铁和镍废料的质量配比为0.6:1,在镍废料燃烧过程中,不断鼓入空气,使磷铁充分燃烧;由于原料中的铁主要以磷化物形式存在,在高温下磷铁氧化放热自燃,其放出的热量足以维持炉内正常炉温,因此不需要再外部供热,在熔炼粗镍时始终保持熔炼炉内的温度为1380°C,炉内温度由温度控制器测试显示,可通过添加磷铁与镍废料的方法来调节熔炼炉内的温度,当熔炼炉内的温度过高时加入镍废料,当熔炼炉内的温度过低时加入磷铁,在冶炼过程中需要在熔炼炉内加入造渣剂,造渣剂加入量与镍废料加入量的质量配比为0.25:1;造渣剂采用主要成分为二氧化硅的河砂,使铁以硅酸盐的形式从炉体中排出,硅酸盐粘度小,流动性好,易于分离并控制炉渣中的二氧化硅量为22wt%,河砂的添加量与镍废料的磷含量成反比,即镍废料的磷含量高,河砂可少加;镍废料的磷含量低,河砂应多加,以控制最终粗镍中的磷含量在1.2wt%。
[0037]定时排出熔炼炉的炉渣,炉渣经水淬得到水淬渣,然后进行后续处理,可外售作为钙镁磷肥生产企业的原料,实现了废物的循环利用,具有良好的经济效益和环境效益,粗镍留在炉中,继续添加磷铁和镍废料,鼓入空气,使磷铁充分燃烧,,该过程大部分Fe3P被氧化成2Fe0.Si02,并进一步生成磷酸三铁进入炉渣,即铁以氧化物或者磷酸盐的形式从物料中去除,磷以磷酸盐的形式与镍金属分离;在通空气的过程中,金属镍亦发生氧化反应,但生成的镍氧化物在炉体内合金熔体中遇到Fe和P时,又被还原成金属,这样使镍得到富集;直到熔炼炉的粗镍富集达到预定液位高度,进行最后一次排渣后接着出粗镍,出粗镍周期平均为6天一次,每台熔炼炉每次出粗镍量15t,粗镍中镍含量为62wt%,将粗镍直接浇铸在模中铸成块状,待自然冷却后清除砂灰。
[0038]电弧炉精炼过程:
将熔炼炉熔炼过程铸成块
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