一种低品位高镁镍精矿生产镍锍的方法与流程

本发明涉及冶金，尤其是涉及一种低品位高镁镍精矿生产镍锍的方法。

背景技术：

1、随着全球镍精矿贫矿开采量的增加，镍品位逐年降低，氧化镁含量不断升高，含mgo＞14％的高镁精矿无法在现有火法冶炼中进行处理，原料适应性受限。若从选矿系统处理满足冶炼需求，选矿回收率指标无法释放，造成尾矿有价金属损失量增多，选矿回收率低，选矿成本升高。并且，选矿系统高精精矿出矿量降低，且外购精矿品质恶化，火法冶炼系统出现较大的的挑战。目前国内外使用的较先进的镍冶炼工艺有：闪速熔炼、顶吹熔炼、侧吹熔炼。

2、其中，闪速熔炼属于悬浮熔炼工艺，工艺流程长，操作复杂。该工艺对入炉物料粒度、水分、成分及其稳定性均有严格要求，尤其对物料成分及稳定性要求较高，对原料适应性差，尤其是对物料中镁含量要求严格。

3、顶吹熔炼属熔池熔炼工艺，该工艺的原料需制粒后入炉，顶吹熔炼工艺流程长、能耗高；同时顶吹熔炼是单枪作业，喷枪更换时需停风保温，因此熔炼作业率低，并且熔炼喷枪单枪插入渣层，寿命短。且单枪操作，鼓风量大，熔池搅动强烈，喷溅大，故所需炉膛高度高，喷枪长，厂房高度随之增大，投资高。对物料成分及其稳定性的要求较闪速熔炼宽泛，但是顶吹熔炼工艺在镍精矿mgo含量超过14％时，熔炼难度大，冶炼成本较高。

4、侧吹熔炼属熔池熔炼工艺，其工艺流程较短，操作简单。该工艺对物料成分及其稳定性要求较闪速熔炼、顶吹炉熔炼宽泛。但两侧喷枪埋入渣层，炉内熔池波动较大，对炉渣的流化还原、有价金属的澄清分离效果不佳，使尾料中有价金属含量较高。

5、目前，闪速熔炼、顶吹熔炼和侧吹熔炼需在炉外设电炉熔炼熔炼渣，处理含有高熔点物质如镁等的镍精矿(镁含量为14～20％)时，将导致电炉内粘结严重，炉膛面积缩小，炉渣黏度高，渣中有价金属含量受到严重影响，尾料含镍量较高，已成为镍熔炼系统经济运行的症结所在，严重影响镍熔炼系统的经济效益和环境评价指标。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的问题，本发明提供一种低品位高镁镍精矿生产镍锍的方法，能够充分快速熔炼造渣、还原和硫化，降低炉渣黏度，实现渣锍充分快速分离，提高低品位高镁镍精矿中有价金属的回收率，且能耗较低。

2、本发明的技术方案为：

3、一种低品位高镁镍精矿生产镍锍的方法，包括下述步骤：

4、步骤1：配料

5、将mgo含量为14％～20％的低品位高镁镍精矿与其它复杂镍精矿进行配比混合，得到混合高镁镍精矿，在混合高镁镍精矿中按比例配加石英石、石灰石、煤，得到待熔炼物料；

6、步骤2：侧吹熔炼

7、将待熔炼物料送入熔炼炉的侧吹熔炼区，在侧吹熔炼区架设多支多通道侧吹喷枪，在侧吹喷枪中通入燃料与含氧气体，鼓入熔池中，对进入侧吹熔炼区的待熔炼物料熔炼造渣；所述熔炼炉的内腔包括依次连通的侧吹熔炼区、侧吹还原区、电极补热区；

8、步骤3：侧吹还原

9、步骤2中的熔体进入侧吹还原区，在侧吹还原区设置多支多通道侧吹喷枪，在侧吹喷枪中通入燃料与含氧气体，鼓入熔池中，同步在侧吹还原区加入硫化剂、还原剂、石英石对炉渣进行硫化还原，得到还原炉渣；

10、步骤4：电极补热

11、还原炉渣进入电极补热区，在电极补热区安装石墨电极，对还原炉渣进行加热提温，使还原炉渣温度达到1200～1700℃；

12、步骤5：镍锍水淬

13、对电极补热区的炉渣采用溢流排放，且采用风淬+水淬的工艺进行处理；对电极补热区产生的镍锍采用烧口排放，且采用风淬+水淬的工艺进行处理。

14、进一步的，所述步骤1中，得到的混合高镁镍精矿中mgo含量为14％～25％。

15、进一步的，所述步骤2、步骤3中，所述燃料为天然气、粉煤、碳粉、重油中的一种或几种。

16、进一步的，所述步骤2、步骤3中，所述含氧气体为空气或富氧空气，所述富氧空气中氧气体积含量为22～90％。

17、进一步的，所述富氧空气中氧气体积含量为60～80％。

18、进一步的，所述步骤3中，所述硫化剂为硫化镍矿、黄铁矿、硫磺粉、硫精砂中的一种或几种。

19、进一步的，所述步骤3中，所述还原剂为块煤、原煤、焦炭、碳化硅、粉煤、碳化钙中的一种或几种。

20、进一步的，所述步骤2、步骤3中，燃料为气体时的喷吹流量为15～400nm3/h、为固体时的喷吹流量为15～400kg/h，含氧气体的喷吹流量为100～3000nm3/h；硫化剂的喷吹流量为15～300kg/h，还原剂的喷吹流量为100～1000nm3/h；喷吹燃料、含氧气体、硫化剂中的固体、还原剂时，以氮气、空气、富氧空气中的一种或几种作为载气进行喷吹；喷吹燃料、含氧气体、硫化剂中的气体、还原剂时，喷吹压力为0.1～0.8mpa。

21、进一步的，熔炼反应过程中，控制炉渣温度在1200～1700℃，控制渣型为fe 30～40％、mgo 8～25％、sio230～50％、cao 6～15％、fe/sio20.5～1.2、cao/mgo 0.3～1。

22、进一步的，熔炼反应过程中，控制炉渣温度在1450℃～1550℃。

23、本发明的有益效果为：

24、(1)本发明通过将mgo含量为14％～20％的低品位高镁镍精矿与其它复杂镍精矿进行配比混合并在混合高镁镍精矿中按比例配加石英石、石灰石、煤得到待熔炼物料，有利于实现一步熔炼得到终端产品；通过将待熔炼物料在侧吹熔炼区使用多支多通道侧吹喷枪喷吹燃料与含氧气体，能够为炉内熔池提供较强的动能与热量，使低品位高镁镍精矿混合物料通过强氧化熔炼，完成熔炼及造渣反应，产出目标品位镍锍，熔炼造渣反应的速度大大提高，熔炼效果增强；通过在侧吹还原区使用多支多通道侧吹喷枪喷吹燃料与含氧气体、同步加入硫化剂、还原剂、石英石，能够使强氧化熔炼过程中形成的有价金属的氧化物得到充分还原和硫化，提升硫化还原效果；通过在电极补热区利用石墨电极将还原炉渣加热提温到1200～1700℃，能够使炉渣黏度进一步降低，使得渣中还原的有价金属和镍锍与渣进一步沉降分离，且澄清分离速度大大提高，降低了渣中镍等有价金属含量，提高了低品位高镁镍精矿中有价金属的回收率。本发明采用上述侧吹工艺、三区熔炼、一体式结构熔炼炉处理低品位高镁镍精矿生产镍锍，整个过程能耗较低，充分利用还原剂，渣锍充分分离，得到的尾渣镍含量低，解决了现有低品位高镁镍精矿及复杂镍原料熔炼过程中还原剂利用效果差、渣锍分离不足、尾渣镍含量高、熔炼过程中能耗高等导致的熔炼效果差的技术问题。

25、(2)本发明通过控制侧吹熔炼与侧吹还原过程中含氧气体的氧含量、硫化剂与还原剂种类以及燃料、含氧气体、硫化剂、还原剂的喷吹流量与喷吹压力、熔炼反应过程中的炉渣温度、渣型，能够进一步提高低品位高镁镍精矿熔炼的效率与效果，进一步提高低品位高镁镍精矿中有价金属的回收率。

技术特征：

1.一种低品位高镁镍精矿生产镍锍的方法，其特征在于，包括下述步骤：

2.根据权利要求1所述的低品位高镁镍精矿生产镍锍的方法，其特征在于，所述步骤1中，得到的混合高镁镍精矿中mgo含量为14％～25％。

3.根据权利要求1所述的低品位高镁镍精矿生产镍锍的方法，其特征在于，所述步骤2、步骤3中，所述燃料为天然气、粉煤、碳粉、重油中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的低品位高镁镍精矿生产镍锍的方法，其特征在于，所述步骤2、步骤3中，所述含氧气体为空气或富氧空气，所述富氧空气中氧气体积含量为22～90％。

5.根据权利要求4所述的低品位高镁镍精矿生产镍锍的方法，其特征在于，所述富氧空气中氧气体积含量为60～80％。

6.根据权利要求1所述的低品位高镁镍精矿生产镍锍的方法，其特征在于，所述步骤3中，所述硫化剂为硫化镍矿、黄铁矿、硫磺粉、硫精砂中的一种或几种。

7.根据权利要求1所述的低品位高镁镍精矿生产镍锍的方法，其特征在于，所述步骤3中，所述还原剂为块煤、原煤、焦炭、碳化硅、粉煤、碳化钙中的一种或几种。

8.根据权利要求1所述的低品位高镁镍精矿生产镍锍的方法，其特征在于，所述步骤2、步骤3中，燃料为气体时的喷吹流量为15～400nm3/h、为固体时的喷吹流量为15～400kg/h，含氧气体的喷吹流量为100～3000nm3/h，硫化剂的喷吹流量为15～300kg/h，还原剂的喷吹流量为100～1000nm3/h；喷吹燃料、含氧气体、硫化剂中的固体、还原剂时，以氮气、空气、富氧空气中的一种或几种作为载气进行喷吹；喷吹燃料、含氧气体、硫化剂中的气体、还原剂时，喷吹压力为0.1～0.8mpa。

9.根据权利要求1所述的低品位高镁镍精矿生产镍锍的方法，其特征在于，熔炼反应过程中，控制炉渣温度在1200～1700℃，控制渣型为fe30～40％、mgo8～25％、sio230～50％、cao6～15％、fe/sio20.5～1.2、cao/mgo0.3～1。

10.根据权利要求9所述的低品位高镁镍精矿生产镍锍的方法，其特征在于，熔炼反应过程中，控制炉渣温度在1450℃～1550℃。

技术总结
本发明涉及冶金技术领域，提供一种低品位高镁镍精矿生产镍锍的方法，包括：将MgO含量14％～20％的低品位高镁镍精矿与其它复杂镍精矿混合，并加石英石、石灰石、煤；将待熔炼物料送入侧吹熔炼区，多支多通道侧吹喷枪喷吹燃料与含氧气体，熔炼造渣；熔体进入侧吹还原区，多支多通道侧吹喷枪喷吹燃料与含氧气体，同步加入硫化剂、还原剂、石英石，炉渣硫化还原；还原炉渣进入电极补热区，石墨电极对还原炉渣加热提温到1200～1700℃；电极补热区炉渣溢流排放、镍锍烧口排放，风淬+水淬工艺处理。本发明能够充分快速熔炼造渣、还原和硫化，降低炉渣黏度，实现渣锍充分快速分离，提高低品位高镁镍精矿中有价金属的回收率，且能耗较低。

技术研发人员：屈永保,于英东,姚树明,顾明杰,汪振东,王旭滨,杨贵严,姚云,王府,唐伟栋,王勇,张希军,李祖如,王海玉,马侃龙
受保护的技术使用者：金川集团股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12