用至少部分火冶精炼的含镍原料生产高品位镍锍的方法技术

本发明专利技术涉及在悬浮冶炼炉和某些其它冶金炉的组合炉内（无需进行装料型吹炼）生产高品位镍铳和熔渣的方法，以致供入工艺流程的至少部分精矿和／或矿石首先火冶炼成镍铳，然后将该镍铳供入悬浮冶炼炉内以生产出高品位纯镍铳。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及在悬浮冶炼炉和另外的某些火法冶金炉的组合炉内(无需进行单独装料型吹炼)生产高品位镍铳和熔渣的方法，以致供入工艺流程的至少部分精矿和/或矿石首先被火冶精炼成镍铳，然后将其供入悬浮冶炼炉内以生产出高品位纯镍铳。由于金属镍的熔化温度高，要求工艺流程温度高，所以直接火法冶金生产金属镍并不有利。因此，利用硫化物原料生产镍至少基于两个阶段，首先生产高品位镍铳，然后将镍铳通过水法冶金处理而使其变成金属镍。在传统的制造方法中，能够利用硫化物原料生产高品位镍铳，该方法是首先至少部分地在流化床反应器中焙烧硫化物进料，然后在电炉中将所得到的焙烧生成物冶炼成镍铳。也可以不经焙烧而直接将硫化物原料加入电炉中冶炼。例如，在Pierce-Smith型吹炉内将从电炉得到的镍铳吹炼成高品位镍铳，然后进一步将其通过水冶处理而变成金属镍。这种方法的缺点是在工艺阶段产生大量气体，该气体含有在不同工艺阶段释放的硫化物，在向大气排放以前必须进行净化，以避免硫的排放。由于硫含量低而且气体体积大，在气体处理(例如酸生产厂)中将它们处理成硫酸需要大量投资。根据传统悬浮冶炼技术的方法，利用硫化物精矿生产高品位镍铳，该方法是在悬浮冶炼炉内将镍精矿冶炼成镍铳，然后在Pierce-Smith型吹炉内进一步将镍铳吹炼成高品位镍铳。在电炉中精炼在悬浮冶炼炉和Pierce-Smith吹炉内产生的熔渣，将所生产的含镍铳作为进料返回到吹炉中。上述方法的缺点是要求装料型吹炼步骤;来自吹炼阶段的气流体积和二氧化硫含量变化不定，因此，处理气体所需酸生产厂的能力必须显著地大于以时间为函数的正常生产率来生产处理气体的酸生产厂的能力。在芬兰专利申请890395和922843规定的各种方法中进一步发展了基于悬浮冶炼的上述方法。按照这些方法，可以在悬浮冶炼炉内直接生产适于镍的水冶法和铁含量低的高品位镍铳，而无需单独的吹炼步骤，以致可以将冶炼中释放的二氧化硫作为二氧化硫含量高的均匀气流输入酸生产厂。由于高度氧化，在悬浮冶炼炉内形成的熔渣含有较多的镍，因此在电炉中单独处理熔渣，以便回收作为金属化铳形态的镍。按照一种方法，该金属化铳或者以熔融态或者以固态至少部分地被返回到悬浮冶炼炉内，而按照另一种方法，该铳在水冶法中直接被加工成金属镍。在芬兰专利申请922843介绍的方法中，在电炉中生产的金属化锍的铁含量仍然大于在悬浮冶炼炉(也就是快速冶炼炉)中生产的高品位镍锍的铁含量。因此，水冶处理由电炉生产的金属化镍锍，至少在工艺流程开始时，必须同处理快速冶炼生产的高品位镍锍分开进行。上述芬兰专利申请890395和922843的各种方法能很好适用于由一定类型镍矿制造的硫化物精矿。然而，就精矿的氧化铁/氧化镁含量而论，所述各种方法的适用性范围是受限制的，以致上述方法基本上不适宜用来处理Fe/MgO比值低的精矿，因为在冶炼中形成的熔渣不具有适宜的性能。使用本专利技术的方法，可以选择适于悬浮冶炼的原料，以致能在悬浮冶炼一电炉中将Fe/MgO比值低的精矿处理成高品位镍锍。当需要时，也可以使用某些其它的火法冶金炉，例如第二悬浮冶炼炉来代替电炉。在本专利技术的方法中，基本上从快速冶炼炉中生产的高品位镍锍中回收了全部的镍，同上述方法比较，这也简化了火冶处理后的水冶步骤，因为现在不需要处理金属化镍锍的单独步骤了。当将本专利技术的高品位镍铳生产法应用于原有的或新的生产厂时，如同在芬兰专利申请89039和922843的方法中一样，在方法和设备方面取得了类似的优点，而基本上无需扩大用于处理工艺气体的设备。同时，也可以利用这样的原料进行火法冶金生产镍的总生产率高的高品位镍锍，该原料至少部分地仅能在单独的水冶工艺中预先进行处理，或者它必须通过比本专利技术方法更高能耗的各种方法进行处理，由此形成的大量气体需要相当高能力的硫酸厂以便净化气体。本专利技术方法的另一个优点是，该方法仅生产一种品位的将要进行水冶处理的高品位镍锍，在该情况中仅需要一种水冶工艺系统以用于进一步将锍处理成金属镍，而不需要对各种不同的镍原料进行任何单独的提炼步骤。从附加的专利权利要求来看，本专利技术的主要新颖特点是显而可见的。参考附加的简附图说明图1较详细地说明本专利技术，该图1说明了本专利技术方法的用途。实现本专利技术方法的装置有利地包括快速冶炼炉Ⅰ和电炉Ⅲ。快速冶炼炉的最主要部分是精矿焙烧炉Ia、反应竖炉Ib、沉淀槽Ic和上风道Id。气体冷却器Ⅱ连接到上风道。除此以外，该装置包括用于至少部分锍的熔化制粒器Ⅳ，以及研磨器Ⅴ。在本专利技术方法中，例如在电炉Ⅲ中火冶精炼硫化镍精矿1a。也可以使用某些其它适宜的火法冶金炉，例如第二快速冶炼炉来代替电炉。将丸粒或粉末状的精矿1a供入电炉。也可以将某些其它的含镍精矿、含镍冶金熔渣或其它有利的粗镍原料，例如块矿或回炉物料2供入电炉以进行火冶精炼。此外，当需要时，可将某些还原剂3(例如焦炭)以及助熔剂4供入电炉，以便调整熔渣的性能。除此之外，在同一电炉内有利地处理来自快速冶炼炉的熔渣11以回收贵重金属。该精矿在电炉处理中进行熔化。而熔渣中的有用金属在炉底形成了镍锍9，该镍锍9比高品位镍锍含有更高的铁量。在电炉中形成的熔渣10的有用金属含量已很低以致于不需要进一步处理，但可以将其去除。在电炉中形成的少量炉尘同电炉气体通过过滤分离，该电炉气体同来自快速冶炼炉(在图中未示出)的气流混合。合在一起的气体混合物具有适于生产硫酸的二氧化硫含量。来自电炉的炉尘被返回电炉，或同来自快速冶炼炉的烟尘8一起供入快速冶炼炉中。在电炉内形成的金属化的镍锍9被磨碎。部分金属化的镍锍以熔融态也被供入快速冶炼炉。为了使粒度分布适合于快速冶炼，当需要时，或者部分地或者全部地对来自制粒工序的细粉碎的镍锍进行研磨，并在供入快速冶炼炉以前进行干燥。为了调整熔渣质量，将例如硅酸盐一类的助熔剂4供入快速冶炼炉。也供入富氧空气5和所需数量的补充燃料6。所使用的补充燃料可以是固体燃料(例如焦炭或无烟煤)和液体燃料(例如石油)或气体燃料(例如无然气)。为了调整在快速冶炼炉内形成的高品位镍锍12的质量，如果需要，除了金属化的锍以外，也可以供入其它的含镍原料，例如部分待处理的精矿1a或某些其它的精矿1b，以及来自镍水冶工序的各种不同含镍沉淀物7。在快速冶炼处理中形成的炉尘8也返回供入快速冶炼。在沉淀槽中，燃烧为沉淀槽热平衡所需的少量燃料6。或者通过精矿焙烧炉Ia将待处理的物料供入快速冶炼炉，或者可以部分直接输入沉淀槽。在快速冶炼炉的反应竖炉Ib中，进料相互发生反应，以致部分硫同富氧空气中的氧发生反应而生成二氧化硫。由于这些反应的结果，通过释放的热能和补充燃料的燃烧，使得固体物料主要在反应坚炉Ib中熔化。熔化的粒子在沉淀槽Ic中同气流分开，并在沉淀槽底部形成熔体。各种进料之间的化学反应部分地在熔融相中继续进行，并从熔融相分离成不同比重的两相，以致在熔池底部形成一层高品位镍锍12，熔池的最高层形成高度氧化的熔渣，它主要包含存在于镍锍中的铁。在气体冷却器Ⅱ中冷却来自快速冶炼炉的气体，将同气体一起产生的烟尘8回收;然后将烟尘8返回到进料中。将已冷却的气体进一步进行处理，以回收二氧化硫。把从快速冶炼炉流出的高品位镍锍12进行水冶处理，以生产金属镍。在电炉中以上述制造方法处理来自快速冶炼炉的熔本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种不需要进行装料型吹炼的生产高品位镍铳的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤： ａ）至少部分待处理的硫化镍精矿同加入镍铳中的助熔剂一起在火法冶金炉（Ⅲ）内进行精炼， ｂ）然后，将该镍铳同助熔剂、烟尘、补充燃料和富氧空气一起供入悬浮冶炼炉，即快速冶炼炉（Ⅰ）中， ｃ）在快速冶炼炉中，形成了高品位镍铳和熔渣， ｄ）将高品位镍铳进行水冶处理，和 ｅ）用火法冶金炉来处理在快速冶炼炉（Ⅰ）内形成的熔渣，以便回收有用金属。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：P汉尼拉，R萨赖恩，O萨赖恩，
申请(专利权)人：奥托孔普工程承包商公司，
类型：发明
国别省市：FI[芬兰]