一种用于合金硫化炉生产二次高镍锍的方法与流程

本发明属于镍火法冶金，具体为一种新型合金硫化炉使用底吹工艺处理一次合金和镍阳极泥脱硫尾料生产二次高镍锍的方法。

背景技术：

1、镍火法冶炼系统产出的一次合金、镍阳极泥脱硫尾料等中间产品，其中一次合金为高镍锍在磨浮系统的副产物，镍、铜品位高，铂族贵金属高度富集；镍阳极泥脱硫尾料是镍电解阳极泥热滤脱硫产出的残渣，伴生金、银、铂、钯等稀贵金属，含有大量单质硫、硫化物及少量硫酸盐杂质。该两类物料均是回收镍铜及铂族贵金属的重要原料，全球镍冶炼厂均需要对其进行火法处理制备二次高镍锍，后续进入贵金属提取工序。

2、全球范围内，针对一次合金与镍阳极泥脱硫尾料的火法处理，主流均采用卧式（p-s）转炉间歇吹炼工艺：将镍阳极泥脱硫尾料、一次合金配料后加入p-s转炉，间歇加料、间歇吹炼，氧化除铁脱硫，产出二次高镍锍、炉渣与含so2烟气；炉渣返回熔炼系统回收有价金属。部分冶炼厂会将镍阳极泥脱硫尾料预先焙烧脱除部分单质硫后，少量配入矿热电炉、闪速炉、澳斯麦特/艾萨顶吹熔池炉协同处理，再经p-s转炉吹炼得到二次高镍锍。

3、现有传统工艺采用普通硫化炉处理物料，将物料严格配比混合后入炉，依次开展硫化、熔化、吹炼，产出二次高镍锍；二次高镍锍后续磨浮分选产出二次铜、镍精矿、二次合金，再开展贵金属提取。

4、p-s转炉在处理过程中存在明显缺陷：原料配比要求严苛，仅能处理固定物料，配比波动直接影响产品质量；间歇进料，加料为吊车料斗集中投料，粉状物料逸散严重，高水分物料存在喷炉风险；加料后需集中化料再吹炼，化料时间5小时以上、吹炼约3小时，生产效率低下；采用风眼侧吹，熔池搅动强度有限，且一次合金属于金属相、镍阳极泥脱硫尾料为硫化物物料，物性差异大，物料混匀效果差，容易出现局部过氧化或欠氧化，部分镍、铜、铂族金属以微细锍珠形式夹带进入炉渣，造成有价金属损失；单侧天然气供热，炉内热负荷不均，炉膛易结粘结物；频繁转动炉体，炉内温度波动剧烈，炉衬侵蚀速度快，寿命低，检修频次高；作业过程无法完全密闭，存在烟气逸散、低空烟尘污染；受间歇加料影响，烟气量、so2浓度大幅波动，不利于制酸系统稳定运行；同时因镍阳极泥脱硫尾料含硫高，烟尘产出量大，贵金属随烟尘飞扬损失比例升高；产率偏低，产能不足，能耗高，已经难以满足现代冶炼产能、环保要求。

5、其他冶金炉窑处理路线中，多数需先对镍阳极泥脱硫尾料进行焙烧预处理，与其他物料配合熔炼为低镍锍，再进入p-s转炉吹炼，单一炉窑无法处理。

6、综上，现亟需开发新型工艺设备，通过单一设备，实现镍系统副产品稳定、高效、低耗、清洁冶炼。

技术实现思路

1、针对现有火法冶炼处理一次合金和镍阳极泥脱硫尾料生产二次高镍锍工艺存在生产效率低、原料适应性差、产能低、能耗高、环保效果差的技术缺陷，本发明的目的是提供一种新型合金硫化炉利用底吹工艺生产二次高镍锍的方法，实现连续冶炼，提升产能、贵金属收率，改善环保指标。

2、为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

3、一种用于新型合金硫化炉生产二次高镍锍的方法，采用卧式炉型的新型合金硫化炉，处理工艺为底吹熔池吹炼工艺，所述新型合金硫化炉包括炉体、出烟口、加料口、燃烧枪、底吹枪；炉体两侧端墙分别安装一支双通道环缝结构的燃烧枪，炉体底部设置若干与炉体垂直方向呈20°夹角、沿直线等距排布的梅花状环缝底吹枪；炉体顶部设置出烟口与加料口；出烟口由耐火砖加水套构筑，兼具烟气导出、熔体排放功能；加料口为耐火砖砌筑方形开口，配置钢结构护套，底吹枪外通道通压缩风，内通道通富氧风；燃烧枪外通道通氧气，内通道通天然气。

4、工艺步骤：

5、s1、维持炉内保有熔池，由加料口连续加入原料、煤炭以及造渣熔剂石英石和石灰石；所述原料包含一次合金、镍阳极泥脱硫尾料；煤炭加入量占入炉物料质量3～10%；

6、s2、燃烧枪喷吹天然气与纯氧，天然气与纯氧体积比控制为1.5～2.5，提供冶炼热量；底吹枪朝向镍锍层喷吹富氧空气，富氧浓度40～60%，底吹枪喷吹压力控制0.3-0.7mpa，高速气流剧烈搅动熔池；

7、s3、控制炉内冶炼温度1300-1500℃，控制渣型为feo-sio2型，渣中feo/sio2质量比0.8-1.1，在连续加料过程中同步完成熔化、脱硫除铁吹炼，一步产出二次高镍锍；

8、s4、冶炼结束，熔体经出烟口排放，得到镍+铜品位≥80%、含硫≤25%的二次高镍锍；熔渣中ni＜10%，fe为1-5%，sio2为22-32%。

9、进一步，所述一次合金含镍55-65%，含硫16-19%；镍阳极泥脱硫尾料含镍8-12%，含硫50-60%，铂族金属300-400g/t。

10、进一步，物料通过定量给料机、皮带运输机定量均匀送入加料口(3)，按照氧料比调节底吹枪富氧浓度以及燃烧枪天然气、氧气流量，实现连续加料、连续化冶炼。

11、进一步，冶炼产生烟气经出烟口送入余热锅炉，之后依次经过湿法收尘、离子液脱硫系统处理。

12、进一步，底吹枪截面为梅花状，开设多个气孔，气流均匀分散；燃烧枪、底吹枪部位耐火材料采用组合砌筑方式，支持热态修补。

13、本发明的有益效果为：

14、1、本发明采用底吹熔池搅拌，梅花状底吹枪分散气流，熔池搅动强度大，氧利用率高；两端墙同时设置燃烧枪供热，搭配配入燃煤，炉内热负荷均匀充足；不需要单独硫化工序，连续加料、边化料边吹炼，一步得到二次高镍锍，大幅缩短工艺流程，降低冶炼能耗与生产成本。

15、2、原料适应性强，对物料配比、粒度、水分宽容度高，可以消化镍火法系统多种中间物料，配比波动对产品质量影响小；皮带密闭加料，配置收尘装置，无粉尘逸散；原料处理能力提升约2.5倍，产率提升20%左右。

16、3、烟气全部收集进入余热锅炉-湿法收尘-离子液脱硫系统，无烟气外逸，收尘净化效率高，环保性能优异。

17、4、关键部位耐火材料支持热态修补，提升炉窑服役寿命；强化熔池搅拌提升脱硫深度，贵金属富集效果好，有价金属随冶炼炉渣损失低，提高贵金属火法冶炼收率。

1.一种用于新型合金硫化炉生产二次高镍锍的方法，其特征在于，采用卧式炉型的新型合金硫化炉，所述新型合金硫化炉包括炉体(1)、出烟口(2)、加料口(3)、燃烧枪(4)、底吹枪(5)；炉体(1)两侧端墙分别安装一支双通道环缝结构的燃烧枪(4)，炉体(1)底部设置若干与炉体垂直方向呈20°夹角、呈直线排布的梅花状环缝底吹枪(5)；炉体(1)顶部设有出烟口(2)与加料口(3)；

2.根据权利要求1所述的用于新型合金硫化炉生产二次高镍锍的方法，其特征在于：所述一次合金含镍50-65%，含硫16-19%；镍阳极泥脱硫尾料含镍8-12%，含硫50-60%，铂族金属300-400g/t。

3.根据权利要求1所述的用于新型合金硫化炉生产二次高镍锍的方法，其特征在于：物料通过定量给料机、皮带运输机定量均匀送入加料口(3)，按照氧料比调节底吹枪富氧浓度以及燃烧枪天然气、氧气流量，实现连续加料、连续化冶炼。

4.根据权利要求1所述的用于新型合金硫化炉生产二次高镍锍的方法，其特征在于：冶炼产生烟气经出烟口(2)送入余热锅炉，之后依次经过湿法收尘、离子液脱硫系统处理。

5.根据权利要求1所述的用于新型合金硫化炉生产二次高镍锍的方法，其特征在于：底吹枪(5)截面为梅花状，设置多个气孔，气流均匀分散；燃烧枪(4)、底吹枪(5)部位耐火材料采用组合砌筑方式，支持热态修补。