硫化鎳礦鼓風爐熔煉(blast furnace smelt-ing of nickel sulpbide ore)是指硫化鎳塊礦或精礦在鼓風爐中熔煉成低鎳鋶的過程，為硫化鎳礦處理方法之一。是以硫化鎳礦為原料生產低鎳鋶套用最早的傳統火法冶煉工藝。通常，入爐礦石或精礦含鎳3%~10%。產品低鎳鋶含鎳和銅共15~30%，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：硫化鎳礦鼓風爐熔煉
- 外文名：blast furnace smelt-ing of nickel sulpbide ore
- 學科：冶金工程
- 領域：能源
- 範圍：冶煉
- 屬性：硫化鎳礦處理方法之一
簡介,原理,工藝和設備,展望,
簡介
硫化鎳礦鼓風爐熔煉(blast furnace smelt-ing of nickel sulpbide ore)是指硫化鎳塊礦或精礦在鼓風爐中熔煉成低鎳鋶的過程，為硫化鎳礦處理方法之一。是以硫化鎳礦為原料生產低鎳鋶套用最早的傳統火法冶煉工藝。通常，入爐礦石或精礦含鎳3%~10%。產品低鎳鋶含鎳和銅共15~30%，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。
20世紀初在加拿大薩德伯里地區發現大硫化銅鎳礦，加拿大國際鎳公司(INCO)在其所屬的科尼斯頓(Goniston)冶煉廠首建鼓風爐熔煉富塊礦，繼而鷹橋鎳礦業公司(Falconhridge Nickel Mines Ltd.)也在該地區建一鎳鼓風爐熔煉廠，蘇聯1939年在北方鎳公司用鼓風爐熔煉鎳礦。上述工廠的鼓風爐熔煉現都已被電爐熔煉所取代。日本住友公司1971年開始在四阪島冶煉廠採用料封式密閉鼓風爐，鎳精礦直接入爐熔煉，稱為百田法。中國會理鎳礦於1958年開始用燒結和鼓風爐流程熔煉硫化鎳精礦和塊礦。金川有色金屬公司早期也曾用燒結機鼓風爐流程處理硫化鎳精礦和塊礦。1989年新組哈拉通克銅鎳廠也建成一座硫化銅鎳礦熔煉鼓風爐，並已投產。
原理
鼓風爐是豎式爐型，礦石、熔劑和焦炭從爐頂加入，從爐子下部風口鼓入空氣，燃燒焦炭與礦石發生氧化反應，產生的熱量使爐料熔化並完成熔煉過程。因此，鼓風爐煉鎳屬於氧化半自熱熔煉。
工藝和設備
早期用的鼓風爐是爐頂加料口敞開的，將破碎到80mm以下的礦石和塊狀熔劑、焦炭直接加入鼓風爐熔煉，熔煉的產物鎳鋶和爐渣可以在爐內沉澱分離分別排出，也可以一同排出到爐外前床內再沉澱分離。反應產生的爐氣在上升過程中和爐頂加入的冷料形成逆流通過熱交換。煙氣被冷卻到573-773K溫度，從爐頂排出。由於爐頂加料門不密封，漏風嚴重，煙氣含SO2濃度低，不適於制酸回收硫，只得排空。粉狀浮選鎳精礦用敞開式鼓風爐處理時，一般要經過燒結，以燒結塊入爐。日本住友公司四阪島冶煉廠採用的密閉式鼓風爐可以直接處理鎳精礦，其爐型和銅熔煉密閉鼓風護相同。濕精礦經混捏後從鼓風爐頂中心加料斗間斷加入。在爐頂形成濕精礦密封層。塊狀熔劑、塊狀轉爐渣和焦炭也從加料口分批加人形成另一多孔性爐料層。在爐料下降過程中，塊料偏析滑到爐子兩側形成能透氣的料層，濕精礦下降逐漸遇熱燒結形成爐中心較密實的柱狀燒結料層，兩種爐料下降到熔融帶混合熔化並反應生成鎳鋶和爐渣。爐氣從爐身兩側透氣料層上升通過兩側煙道排出。這種爐型備料過程簡單，爐頂漏風少，煙氣含SO2濃度較高可以制酸回收硫，但生產能力較敞開式鼓風爐低。
展望
硫化鎳礦鼓風爐熔煉工藝過程筒單，投資省。熱效率高，特別適合處理小規模，塊礦。但鼓風爐不能直接大量處理精礦粉，生產能力比較低，煙氣制酸條件不理想，需消耗價格高的焦炭，因而已逐漸被電爐或閃速爐熔煉所取代。然而，在20世紀80年代蘇聯進行的鼓風爐自熱熔煉處理硫化精礦的工業試驗中，當採用料鐘式密閉護頂、精礦壓團後入爐、鼓入富氧空氣時，達到自熱熔煉，煙氣SO2濃度高適於制酸，技術經濟指標較好，顯示了鼓風爐熔煉硫化鎳礦仍有一定發展的潛力。
