硫化鎳礦閃速熔煉(flash smelting of nickelsulphide ore)是指乾燥的硫化鎳精礦經過閃速熔煉產出低鎳鋶的過程，為硫化鋅礦處理方法之一。入爐精礦一般含鎳3%~10%，產品低鎳鋶成分(質量分數)為：(Ni+Cu)45-50，Fe17-25，S25-26。低鎳鋶經轉爐吹煉產出高鎳鋶，然後分離銀、鎳並精煉產出電解鎳或其他鎳產品。閃速熔煉有兩種類型，分別由芬蘭奧托昆普公司(Qutakumpu Oy)和加拿大國際鎳公司(INCO)所發明。前者於1948年首先套用熔煉銅精礦，1958年推廣到鎳精礦的熔煉。
基本介紹
- 中文名：硫化鎳礦閃速熔煉
- 外文名：flash smelting of nickelsulphide ore
- 學科：冶金工程
- 領域：能源
- 範圍：冶煉
- 屬性：硫化鋅礦處理方法
簡介,原理,工藝和設備,閃速熔煉工藝的特點,展望,
簡介
硫化鎳礦閃速熔煉(flash smelting of nickelsulphide ore)是指乾燥的硫化鎳精礦經過閃速熔煉產出低鎳鋶的過程，為硫化鋅礦處理方法之一。入爐精礦一般含鎳3%~10%，產品低鎳鋶成分(質量分數)為：(Ni+Cu)45-50，Fe17-25，S25-26。低鎳鋶經轉爐吹煉產出高鎳鋶，然後分離銀、鎳並精煉產出電解鎳或其他鎳產品。
閃速熔煉有兩種類型，分別由芬蘭奧托昆普公司(Qutakumpu Oy)和加拿大國際鎳公司(INCO)所發明。前者於1948年首先套用熔煉銅精礦，1958年推廣到鎳精礦的熔煉。用此法煉鎳的除芬蘭奧托昆普公司外，還有澳大利亞西部礦業有限公司(Pfesternmining Gorp. Ltd.)的卡爾古利(Kaigoorlie)鎳冶煉廠，波札那的塞萊比-皮克威(Selebi-Pikwe)冶煉廠和俄羅斯諾里爾斯克鎳聯合公司。中國金川有色金屬公司也於1992年投產一台煉鎳閃速爐。國際鎳公司發明的另一種類型的閃速爐於1953年套用於鋼精礦熔煉，1991年用它改造其銅崖冶煉廠(Copper Cliff Plant)的舊有反射爐煉鎳系統。
原理
使乾燥的硫化鎳精礦顆粒在氧化性的氣流中呈懸浮狀態進行氧化反應，然後使反應物在沉澱區造渣並完成鎳鋶和爐渣的分離。
工藝和設備
閃速熔煉要求粉狀爐料，並乾燥到含水0.3%以下。乾燥的方法有：
(1)迴轉窯乾燥，為奧托昆普公司所採用；
(2)噴霧乾燥，為卡爾古利鎳冶煉廠、塞萊比一皮克威冶煉廠和諾里爾斯克鎳聯合公司所採用，適合於處理粒度細、水分高的精礦；
(3)流態化乾燥，為國際鎳公司所採用；
(4)載流乾燥，為金川有色金屬公司借鑑日本銅閃速護的經驗而採用。
奧托昆普公司的鎳精礦閃速熔煉系統。閃速爐由反應塔、沉澱飽和上升煙道組成。反應塔為豎爐，乾燥精礦通過噴嘴用預熱空氣或富氧空氣作介質噴人反應塔內，精礦和氧在塔內發生強烈的氧化反應並熔化。熔融的顆粒落入沉澱池造鋶和造渣並沉澱分離。爐氣通過沉澱池上部空間經上升煙道進入廢熱鍋滬，冷卻煙氣經電收塵後再送硫酸廠制酸。鎳鋶從沉澱池放出送往轉爐吹煉，閃速爐渣含鎳較高，尤其是原料中的鈷大部分進入爐渣，需要通過電爐貧化，還原回收鎳、鈷。
卡爾古利鎳冶煉廠不單設爐渣貧化電爐，而是在閃速爐沉澱池尾部設爐渣電熱貧化區。中國金川有色金屬公司的鎳閃速爐也是採用卡爾古利鎳冶煉廠的生產系統。國際鎳公司的閃速熔煉採用臥式爐型，爐膛上部空間為反應區，下部為沉澱區，爐料用工業純氧噴入爐內。其爐體結構與閃速煉鋼所用的相同。
閃速熔煉工藝的特點
閃速熔煉工藝有下列特點：
(1)熔煉強度高，生產能力大；
(2)基本上為自熱熔煉，能耗低；
(3)脫硫率高，煙氣含SO2穩定在10%以上，可用於制酸，硫回收率高，消除對環境的污染；
(4)爐渣含有價金屬高，需要經過電爐貧化處理；
(5)煙塵率比較高，一般在10%以上，給煙氣處理帶來一定困難；
(6)要求爐料成分均勻、粒度細並需經過深度乾燥。
展望
硫化鎳礦閃速熔煉的發展趨勢是：提高鼓風的富氧濃度，降低空氣的預熱溫度，以達到反應塔自熱。降低燃料消耗。縮小反應塔直徑和降低反應塔高度，進一步提高熔煉強度。
