[发明专利]富氧侧吹熔池熔炼法炼铜镍工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种炼铜镍的冶炼工艺，具体而言，是一种用于处理含铜、镍 硫化矿的氧气侧吹熔池熔炼工艺。

背景材料

随着我国经济的高速发展，对能源的需求越来越大，同时给环境造成的影 响也越来越严重，为此，国家大力倡导环保节能新技术的开发应用。节能、环 保、降耗成为我国铜镍冶炼企业面临的最重大问题，大型铜镍冶炼企业纷纷进 行技术更新改造，通过改造扩大产能，降低能耗指标，改善环境。世界上广泛 采用的铜镍熔炼技术分为传统熔炼、闪速熔炼和熔池熔炼。传统熔炼有鼓风炉 熔炼、反射炉熔炼、电炉熔炼等；闪速熔炼有奥托昆普闪速熔炼和国际镍公司 闪速熔炼；熔池熔炼富氧顶吹浸没喷枪熔炼法等。传统熔炼普遍存在原料适应 性不强、处理能力较小、环保差、能耗高等缺陷；闪速熔炼存在投资大、运行 成本高等缺点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种工艺流程短、投资省、节能效果明显、炉料备 料简单、床能力高、环保好的富氧侧吹熔池熔炼法炼铜镍工艺。

本发明提供的富氧侧吹熔池熔炼法炼铜镍工艺包括如下步骤：

1)富氧侧吹熔炼：将炉料在富氧侧吹炉内与从炉体两侧的风口鼓入富氧空 气进行富氧熔池熔炼，熔炼所得低冰镍沉降在炉膛底层由炉端的虹吸口排出， 含铜镍较低的渣在炉膛熔体上层，由渣口排出；从炉体中排出的还原性气体在 炉膛空间被吸入的空气氧化，产生含SO₂的高温烟气，出炉后经余热锅炉冷却， 电收尘器净化除尘后送硫酸车间制酸；

2)电炉贫化：将步骤1)熔炼过程产生的低冰镍和渣通过溜槽流入贫化电 炉进行还原澄清分离，并加入碎煤作还原剂，熔体在贫化电炉内经充分的澄清 分离后，上层为贫化渣，经渣口放出，低冰镍虹吸放出；

3)吹炼：将步骤2)放出的低冰镍间断放入包子，加入转炉进行吹炼，除 去铁和部分硫，产出由Cu₂S和Ni₃S₂组成的并富集了贵金属的高冰镍；转炉吹 炼需加入石英石造渣，造渣后倒出的吹炼渣用渣包盛装返回侧吹炉熔炼。

所述步骤1)中从炉体两侧的风口鼓入富氧空气含氧不低于60％。

所述步骤3)中产出的高冰镍经水碎造粒。

为了控制因过吹产生的难熔氧化镍，所述步骤3)在吹炼后期，需加入碎煤 进行还原熔炼。

本发明能够充分利用铜镍精矿自身的氧化反应热，因而在熔炼时只需补充 少量煤，节能效果较为明显，生产成本低。并且炉料备料简单，熔炼强度大， 床能力高。由于熔炼过程中鼓入富氧空气，因而产出的烟气含SO₂浓度高，有 利于原料中硫的回收利用，很好地解决了环境污染问题。

本发明工艺特点是：

(1)从炉侧向熔池内鼓入富氧空气，熔体激烈搅动，熔池内熔体上层翻动， 下层平静，加速了质和热的交换，加快炉渣中难熔组分的熔化速度，因此炉子 的生产率很高。

(2)富氧侧吹熔池熔炼工艺对炉料的适应性强。其不像闪速炉那样对炉料 的水分、化学成分、粒度组成要求严格，即氧气侧吹工艺对炉料的组成、物理、 化学性质等方面，可以有较大的波动范围，入炉物料水分6～8％，可处理不大 于50mm的块料，最佳入炉炉料粒度为5～20mm。这对于处理原料来源广，特别 是含硅高、成分特殊的原料的企业，对于处理多种原料的企业具有重要意义。 对于老工业基地、矿山开采晚期、资源枯竭、随时面临采用新原料、从国外进 口原料的企业，更具有实用价值。可以有较大的灵活性，对企业的未来发展有 利，具有很大的潜在的经济效益。

(2)富氧侧吹熔池熔炼工艺是一个强化的冶金过程，是一种高效率的冶炼 工艺。采用高浓度富氧鼓风熔炼，熔体激烈搅动，炉料的熔化速度，化学反应 的速度加快，传质传热过程强化，热力学和动力学条件都处于最佳状态，氧利 用率可以达到95～100％，硫化物和燃料在熔池内氧化和燃烧，其化学反应热能 够被充分利用，燃料消耗少，其用于炼铜镍基本能实现自热熔炼，只需配入少 量的煤作为补热燃料，有助于降低能量消耗，节约生产成本，实现“节能减排” 的目标。