硫化鎳礦電爐熔煉(electric furnace smelt-ing of nickel sulphide ore)是指硫化鎳塊礦或精礦在礦熱電爐中熔煉產出低鎳鋶的硫化鎳礦處理方法。為硫化鎳礦的主要熔煉工藝。一般入爐礦石或精礦含鎳3%-10%，產品低鎳鋶一般含(Ni+Cu) 15%~25%、Fe45%~55%、S24%-27%，送轉爐吹煉產出高鎳鋶後再分離銅鎳並精煉產出電解鎳或其他鎳產品。
基本介紹
- 中文名：硫化鎳礦電爐熔煉
- 外文名：electric furnace smelt-ing of nickel sulphide ore
- 學科：冶金工程
- 領域：能源
- 範圍：冶煉
- 屬性：硫化鎳礦的主要熔煉工藝
簡介,原理,工藝,特點和問題,展望,
簡介
硫化鎳礦電爐熔煉(electric furnace smelt-ing of nickel sulphide ore)是指硫化鎳塊礦或精礦在礦熱電爐中熔煉產出低鎳鋶的硫化鎳礦處理方法。為硫化鎳礦的主要熔煉工藝。一般入爐礦石或精礦含鎳3%-10%，產品低鎳鋶一般含(Ni+Cu) 15%~25%、Fe45%~55%、S24%-27%，送轉爐吹煉產出高鎳鋶後再分離銅鎳並精煉產出電解鎳或其他鎳產品。
原理
用礦熱電爐熔煉硫化鎳礦，電極插入渣層中，一部分電能產生電弧轉化為熱能，一部分則以渣層為電阻體轉化為熱能，兩部分熱能使渣層上部的固體爐料熔化，並發生分解、氧化和造渣反應生成鎳鋶、爐渣和煙氣三種產物。
工藝
包括備料和熔煉兩個單元過程。備料又分為精礦乾燥、焙燒或制粒等作業。濕精礦不宜直接入電滬，因為護料的水分在熔池中會急劇蒸發而引起噴料甚至爆炸。含硫的精礦入電爐以前，最好經過半氧化焙燒脫去部分硫，因為含硫高的精礦在電爐熔煉時脫硫不充分，產出的鎳鋶品位很低。精礦進電爐前也可經過制粒，以增加料層的透氣性，起強化熔煉的作用。前蘇聯的北方鎳公司、諾里爾斯克鎳聯合企業等鎳廠都採用精礦制粒一直線型燒結機乾燥鍛燒一乾礦粒電爐熔煉工藝流程。這種工藝流程熔煉強度大，單位床面積功率達500kVA/m2。加拿大湯普遜冶煉廠和鷹橋鎳礦業公司冶煉廠採用半氧化流態化焙燒一熱焙砂電爐熔煉工藝流程。這種工藝流程熔煉強度較小，單位床面積功率只有100kVA/m2。中國金川有色金屬公司鎳冶煉廠採用迴轉窯和流態化爐半氧化焙燒一焙砂電爐熔煉的工藝流程。
特點和問題
電爐熔煉最主要的特點是熔池可以過熱，特別適於處理含MgO高的難熔爐料。因為硫化鎳礦床多賦存在含MgO高的超基性岩體中，礦石浮選後，精礦中含MgO也高達5%-20%，電爐熔煉的這個特點就顯得特別重要。電爐熔煉硫化鎳礦的另一特點是煙量小、煙氣溫度低，熱損失小。
電爐熔煉存在的問題有：
(1)脫硫率低，含硫高的鎳礦需要經過預先焙燒，否則產出的鎳鋶含鎳品位低；
(2)耗電大，在電價貴的地區生產成本較高；
(3)由於脫硫率低，煙量雖不大，但煙氣中SO2濃度仍偏低，不利於硫的回收和利用，如將煙氣放空則造成環境污染；
(4)電爐爐頂開孔比較多，包括加料孔、電極孔和返渣孔等，密封比較困難，煙氣泄翻使勞動環境惡化。
展望
在爐料含MgO高或電價低廉的地區，電爐熔煉仍不失為一種較好的硫化鎳礦處理方法。改進的途徑是使電爐加料孔和電極孔密封，改善勞動條件、減少通風並提高煙氣SO2濃度以利於煙氣制酸。隨著選礦技術的進步，硫化鎳精礦中MgO的含最正在降低，硫化鎳礦電爐熔煉的重要性將下降，而氧氣自熱熔煉將會得到較快發展。
