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生产镍锍的方法和装置与流程

2022-02-20 13:04:15 来源:中国专利 TAG:


1.本发明涉及镍锍生产领域,具体而言,涉及一种生产镍锍的方法和装置。


背景技术:

2.金属镍具有抗氧化、抗腐蚀、耐高温、强度高、延展性好等特点,其用途十分广泛,尤其在钢铁和有色金属冶炼业中的消费比重最大,其次应用在轻工行业、机械制造、航空航天、化工、石油和电力等行业,而高新技术领域对镍的需求尤其旺盛。
3.世界陆基镍矿石的储量约为417亿吨,39.14%以硫化矿的形式存在,而世界上约70%的镍是从硫化矿中提取,赋存在氧化矿床中的镍占镍储量的60.16%。随着可经济利用的硫化镍矿的日益枯竭,高效利用红土镍矿中的镍资源成为关注焦点。而近年来,由于动力电池汽车领域的蓬勃发展,对镍锍的需求激增,也促进了红土镍矿从生产镍铁向生产镍锍方向的转移。
4.然而,目前的红土镍矿生产镍锍的工艺并不完善,设备处理能力也较低,而且能耗大,不利于环保,因此仍有待改进。底吹熔池熔炼包括qsl炼铅工艺、sks炼铜工艺,主要应用于铅冶炼和铜冶炼生产。
5.目前,国内现在并没有镍铁合金硫化的方法和生产实践,国际上镍铁合金硫化只有法国镍业新喀里多尼亚sln工厂的液态硫磺硫化镍铁合金生产镍锍的生产线,其方法是采用ps转炉工艺,将液态镍铁通过吊车和熔体包周期性地加入到ps转炉内,从ps转炉侧部风口向镍锍熔池鼓入含氧气体,其中硫磺液化、保温、输送系统复杂。因此,仍需要对现有方案进行改进。


技术实现要素:

6.本发明的主要目的在于提供一种生产镍锍的方法和装置,以缩短工艺流程,提高生产效率。
7.为了实现上述目的,本发明提供了一种生产镍锍的方法,该方法包括:向底吹设备中依次添加液体镍合金和熔剂,形成熔体;向熔体内分别通入含氧气体和固态硫化剂进行反应,得到镍锍。
8.进一步地,底吹设备中还含有镍底料;镍底料为镍含量为5wt%~35wt%的低镍硫,优选为7wt%~25wt%的低镍硫,更优选为7wt%~20wt%的低镍硫;优选地,镍底料的添加量小于等于底吹设备容量的70%,更优选为底吹设备容量的30~60%。
9.进一步地,该方法还包括向底吹设备中添加含镍中间物料;更优选,含镍中间物料为固态镍铁合金。
10.进一步地,熔剂为石英石、石英石与石灰的混合物、石英石与石灰石的混合物中的至少一种。
11.进一步地,固态硫化剂为粉体,优选地,固态硫化剂为硫磺粉或粒、石膏粉及黄铁矿粉中的一种或多种;优选地,粉体的粒径为600目~100目。
12.进一步地,采用载气连续向熔体内吹入固态硫化剂;优选地,载气为惰性气体或压缩空气;优选地,惰性气体为氮气或氦气。
13.进一步地,采用气力吹送装置连续吹入固态硫化剂,优选地,气力吹送装置为喷枪;优选地,喷枪设置于底吹设备的底壁、侧壁或顶壁上;优选地,喷枪设置于底壁或顶壁上时,与竖直向上的方向之间的夹角α在-30度至 30度的范围内;优选地,喷枪位于底壁上时,设在底吹设备的水平中心线以下。
14.进一步地,底吹设备为底吹熔炼炉,含氧气体的炉前压力为0.2-0.6mpa,优选地,含氧气体中氧气浓度为20~60wt%;优选地,控制底吹设备的温度为1150-1550℃。
15.进一步地,含氧气体被连续通入熔体内。
16.进一步地,镍锍被连续排出,优选地,镍锍以虹吸的方式被连续排出。
17.根据本发明的第二个方面,提供了一种生产镍锍的装置,该装置包括:熔炼炉,包括炉腔、原料入口、含氧气体入口和固态硫化剂入口,其中,原料入口设置在炉腔顶壁,含氧气体入口和固态硫化剂入口设置在炉腔的底壁、顶壁或侧壁上,固态硫化剂入口与固态硫化剂吹送装置连通。
18.进一步地,固态硫化剂吹送装置为气力吹送装置,气力吹送装置分别与固态硫化剂储存装置和载气源装置连通,并通过利用载气源装置提供的载气作为动力,连续吹送固态硫化剂储存装置中的固态硫化剂,经固态硫化剂入口进入熔炼炉中。
19.进一步地,载气源装置为惰性气体装置或压缩空气装置。
20.进一步地,气力吹送装置为第一喷枪。
21.进一步地,第一喷枪设置在炉腔底壁、顶壁或侧壁上。
22.进一步地,第一喷枪设置在炉腔底壁上,且满足如下条件至少之一:与竖直向上的方向之间的夹角α在-30度至 30度的范围内,位于炉腔的水平中心线以下的位置。
23.进一步地,熔炼炉还包括第二喷枪,第二喷枪设置在炉腔底壁,且位于炉腔的水平中心线以下的位置。
24.进一步地,第二喷枪与含氧气体装置连通,含氧气体装置中的氧气浓度为20~60wt%。
25.进一步地,熔炼炉还包括温控元件和压力元件,温控元件用于控制炉腔内的温度在1150-1550℃,压力元件用于监控炉腔内的炉前压力为0.2-0.6mpa。
26.进一步地,熔炼炉还包括镍锍虹吸排出口,设置在炉腔的一端,用于以虹吸的方式连续排出镍锍。
27.应用本发明的技术方案,通过将原料液体镍合金和熔剂依次加入底吹设备中,使得原料形成熔体,然后向熔体中通入含氧气体和固态的硫化剂进行反应,氧气的作用是与熔剂(又叫造渣剂,用于使镍原料中的镍之外的合金成分形成渣而排出)通过作用下使镍原料中的合金成分形成渣而排出,提高镍的硫化效率,提高镍锍中的镍含量。而固态形式的硫化剂输入形式简单,且不需要像液体硫化剂那样需要液化和保温,因而,输送效率更高,使得单位时间内的生产成本大大降低,提高生产效率。
附图说明
28.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示
意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
29.图1示出了根据本发明的优选实施例的生产镍锍的装置的结构示意图。
30.10、炉体;20、原料入口;30、含氧气体入口;40、固态硫化剂入口;50、第一喷枪;60、第二喷枪;70、镍锍虹吸排出口;80、渣排放口;l1、镍锍液线;l2、吹炼渣液线。
具体实施方式
31.需要说明的是,在不冲突的情况下,本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本发明。
32.在本技术一种优选的实施例中,提供了一种生产镍锍的方法,该方法包括:向底吹设备中依次添加液体镍合金和熔剂,形成熔体;再向熔体内分别通入含氧气体和固态硫化剂进行反应,得到镍锍。
33.采用现有的底吹设备作为生产装置,将原料液体镍合金和熔剂依次加入底吹设备中,使得原料形成熔体,然后向熔体中通入含氧气体和固态的硫化剂进行反应,氧气的作用是与熔剂(又叫造渣剂,用于使镍原料中的镍之外的合金成分形成渣而排出)反应使镍原料中的合金成分形成渣而排出,提高镍的硫化效率,提高镍锍中的镍含量。而固态形式的硫化剂输入形式简单,且不需要像液体硫化剂那样需要液化和保温,因而,减少了工艺流程环节、输送效率更高,使得单位时间内的生产成本大大降低,提高生产效率。而且,固态硫化剂在底吹设备(如熔池)内赋存时间更长,更利于硫化反应的发生,比液态和气态硫化剂的利用率更高,减少so2的产生,后续收尘脱硫装置规模会变小,从而节省了投资。
34.上述液体镍合金和熔剂是依次加入底吹设备中,是考虑到底吹设备的工作温度在1000度以上,为延长设备的使用寿命,因而先加入液态的原料,再加入固态的原料,从而避免设备干烧而折损使用寿命。
35.为了进一步保护底吹设备,延长使用寿命,在一种优选的实施例中,底吹设备中还含有镍底料,镍底料为镍含量为5wt%~38wt%的低镍硫,优选为10~35wt%,更优选为7wt%~25wt%的低镍硫,进一步优选为7wt%~20wt%的低镍硫;优选地,镍底料的添加量低于底吹设备容量70%,优选为30~60%。采用上述低镍硫进行硫化生产镍高含量的镍锍,生产效率高。而镍底料的添加量控制在低于底吹设备容量70%,优选为30~60%的范围内,有助于进一步保护设备,延长设备的使用寿命。
36.在某些条件下,除了可以在底层设备中预留镍底料外,也可以在生产过程中添加其他工艺步骤上传的含镍中间物料,在一种优选的实施例中,该方法还包括向底吹设备中添加含镍中间物料;优选,含镍中间物料为冷态镍铁合金。这样能够重复利用该方法进一步提升镍锍的收率。
37.上述熔剂采用常用的造渣剂即可,从低价来源广泛的角度考虑,在一种优选的实施例中,熔剂为石英石、石英石与石灰的混合物、石英石与石灰石的混合物中的至少一种。这些熔剂与氧气共同作用下,将液体镍合金,比如镍铁中的铁,在氧气作用下将铁氧化为二价铁,进一步与石英石中的硅反应生成铁硅渣,从而除去原料中的部分铁,提高产物中的镍含量。其中,石英石与石灰的混合物与铁反应的化学反应如下:
38.cao sio2=cao
·
sio2;feo sio2=feo
·
sio2。
39.而石英石与石灰石的混合物中,石灰石不与铁反应,石灰石加热分解为cao和co2,
co2逸出熔池,cao留在熔体内与石英造渣,反应式同上。
40.为了提高固态硫化剂的输送效率和与镍原料的接触反应面积,在一种优选的实施例中,固态硫化剂为粉体,优选地,固态硫化剂为硫磺粉或粒、石膏粉及黄铁矿粉中的一种或多种;优选地,粉体的粒径为600目~100目。粉体形式便于吹送,且吹送设备简单高效。另外,粉体形式的固化剂更容易与熔体中的镍反应,接触面积大,反应效率高。粉体的粒径在上述范围内都能够被有效吹送至熔体中进行反应。
41.上述粉体硫化剂的具体吹送形式不限,只要能够实现将粉体的硫化剂持续吹入底吹设备的熔体中即可。在一种优选的实施例中,采用载气连续向熔体内吹入固态硫化剂;优选地,载气为惰性气体或压缩空气;优选地,惰性气体为氮气或氦气。采用载气进行吹送,经济成本低,且简单高效。
42.在一种优选的实施例中,采用气力吹送装置连续吹入固态硫化剂,优选地,气力吹送装置为喷枪;优选地,喷枪的设置位置位于底吹设备的底壁、侧壁或顶壁上;优选地,位于顶壁或底壁上时,喷枪与竖直向上的方向之间的夹角α在-30度至 30度的范围内;优选地,位于底壁上时,喷枪设在底吹设备的水平中心线以下。
43.该优选实施例中,采用喷枪连续吹固态硫化剂,便于与底吹方式送入的含氧气体充分地与镍原料接触,从而提高硫化效率。喷枪的设置角度控制在上述范围内,一方面提高固态硫化剂在炉腔内与镍原料的接触面积,同时降低气体吹力对炉腔内壁的冲刷损耗,在与竖直方向之间呈正负30度的范围内,能够使固态硫化剂相对更集中于熔体镍层,从而更充分地与镍反应,并且对炉腔内壁的冲刷作用也较小。这样能够减少设备损耗,延长使用寿命,降低生产成本。
44.在一种优选的实施例中,底吹设备为底吹熔炼炉,含氧气体的炉前压力(炉前压力是指进入炉体之前的气体压力)为0.2-0.6mpa,优选地,含氧气体中氧气浓度为20~60wt%;优选地,控制底吹设备的温度为1150-1550℃,更优选为1200-1300℃。
45.通过温控元件将炉腔内的温度控制在上述范围内(考虑到镍锍的熔点要比镍的熔点低些,所以此处的最低温度低至1150℃),以使得炉体内的反应温度保持相对稳定,利于反应的充分进行。而通过压力元件监控含氧气体通入炉体前的炉前压力在0.2-0.6mpa范围内,以保证操作的安全性。
46.在一种优选的实施例中,含氧气体被连续通入熔体内。连续通入含氧气体与上述连续吹入固态硫化剂,目的都是使反应能够持续进行,提高生产效率。含氧气体可以是空气或纯氧气体,或者是氧气含量在空气与纯氧之间的含氧气体。
47.在一种优选的实施例中,镍锍被连续排出,优选地,镍锍以虹吸的方式被连续排出。通过虹吸的方式连续地排出镍锍,一方面减少了底吹设备炉体内高镍含量的镍锍的存量,使得低镍物料更容易与氧气和硫化剂接触进行反应生成高镍含量的镍锍,提高了反应的持续性,进而提高生产效率。另一方面优化了镍锍的收集方式,同样有利于提高生产效率。
48.需要说明的是,上述底吹设备包括但不限于底吹熔炼炉等。
49.在本技术第二种优选的实施例中,提供了一种生产镍锍的装置,如图1所示,该装置包括:熔炼炉,包括炉腔10、原料入口20、含氧气体入口30和固态硫化剂入口40,其中,原料入口20设置在炉腔顶壁,含氧气体入口30和固态硫化剂入口设置在炉腔的底壁、顶壁或
侧壁上,固态硫化剂入口40与固态硫化剂吹送装置连通。
50.本技术的生产镍锍的装置,通过采用熔炼炉来生产镍锍,在现有的熔炼炉包含反应腔、原料入口、含氧气体入口的基础上,为实现炉体中镍原料的硫化,还在反应腔的底壁设置了固态硫化剂入口,该固态硫化剂入口与固态硫化剂的输送装置连通,使得该输送装置能够将固态硫化剂持续输送到反应腔中进行反应。该装置与现有技术中的镍锍生产装置相比,通过设置固态硫化剂入口,并且通过固态硫化剂吹送装置持续地向炉腔内持续吹入固态形式的硫化剂,与现有装置中以液态硫磺作为硫化剂时,不仅需要液化设备、保温设备,而且需要复杂的输送设备相比,本技术的装置以吹送装置的吹送形式将固态的硫化剂持续吹送到炉腔内,不仅减少了液化、保温等设施,而且输送过程简单,整体能耗少,且有助于提高生产效率。
51.上述原料入口可以是液体镍铁合金、冷态镍铁合金或者其他低镍中间物料等的入口,同时还可以是造渣剂的入口。镍铁为rkef工艺或其它工艺产出的液态镍铁。本技术中具体所使用的造渣剂可以是石英石、石英石与石灰的混合物和石英石与石灰石的混合物中的任意一种。
52.上述从固态硫化剂入口吹入的固态硫化剂为粉状,粒径在600目~100目范围内,具体地,包括但不仅限于为硫磺粉或粒、石膏粉、黄铁矿粉中的一种或多种。粉体形式便于吹送,且吹送设备简单高效。另外,粉体形式的固化剂更容易与熔体中的镍反应,接触面积大,反应效率高。粉体的粒径在上述范围内都能够被有效吹送至熔体中进行反应。
53.在一种优选的实施例中,载气源装置为惰性气体装置或压缩空气装置。具体地,惰性气体(本技术中指不参与反应的气体)可以是氮气或氦气。
54.为进一步提高固态硫化剂在炉腔内与镍原料的接触面积,同时降低气体吹力对炉腔内壁的冲刷损耗,在一种优选的实施例中,气力吹送装置为第一喷枪50。采用底吹、顶吹或侧吹的方式将固态硫化剂送入炉体中。其中,更优选采用底吹的方式,便于与底吹方式送入的含氧气体充分地与镍原料接触,从而提高硫化效率。
55.为进一步减少对炉腔内壁的冲刷损耗,在一种优选的实施例中,第一喷枪设置在所述炉腔底壁上,且第一喷枪与竖直向上的方向之间的夹角α在-30度至 30度的范围内;在与竖直方向之间呈正负30度的范围内,能够是固态硫化剂相对更集中与熔体镍层,从而更充分地与镍反应,并且对炉腔内壁的冲刷作用也较小。在一种优选的实施例中,第一喷枪设置在炉腔底壁,且位于炉腔的水平中心线以下的位置,以尽可能使固态硫化剂与炉体内的镍原料有更大的接触范围,提高反应效率。
56.在一种优选的实施例中,熔炼炉还包括第二喷枪60,第二喷枪60设置在炉腔底壁,且位于炉腔的水平中心线以下的位置。
57.在一种优选的实施例中,第二喷枪60与含氧气体装置连通,含氧气体装置中的氧气浓度为20~60wt%。
58.第二喷枪用于向炉体内喷入富氧气体,以使镍原料中的铁等元素在氧气和造渣剂的作用下反应生成含铁炉渣,从而提高产物镍锍中的镍含量,降低铁等合金元素的含量。
59.为了进一步提高炉体反应的稳定性,在一种优选的实施例中,熔炼炉还包括温控元件和压力元件,温控元件用于控制炉腔内的温度在1150-1550℃,压力元件用于监控炉腔内的炉前压力为0.2-0.6mpa。通过温控元件将炉腔内的温度控制在1150-1550℃(考虑到镍
锍的熔点要比镍的熔点低些,所以此处的最低温度低至1150℃),以使得炉体内的反应温度保持相对稳定,利于反应的充分进行。而通过压力元件监控含氧气体通入炉体前的炉前压力在0.2-0.6mpa范围内,以保证操作的安全性。
60.为了进一步提高反应效率,在一种优选的实施例中,熔炼炉还包括镍锍虹吸排出口70(位于镍锍液线l1与吹炼渣液线l2之间),设置在炉腔的一端,用于以虹吸的方式连续排出镍锍。通过虹吸排出管连续地排出镍锍,一方面减少了炉体内高镍含量的镍锍的存量,使得低镍物料更容易与氧气和硫化剂接触进行反应生成高镍含量的镍锍,提高了反应的持续性,进而提高生产效率。另一方面优化了镍锍的收集方式,同样有利于提高生产效率。在另一实施例中,熔炼炉还包括渣排放口80,以方便将多余的渣除去。
61.下面将结合具体的实施例来进一步说明本技术的有益效果。以下实施例按照图1所示装置进行回收。
62.实施例1
63.将液态镍铁(质量50份)用钢包加入有低镍锍(质量100份,镍含量为5wt%)作为底料置于底吹炉内,同时将石英砂(质量15份)加入,熔池温度控制在1280℃。采用压缩空气作为载气,通过侧吹喷枪(设置角度与竖直方向成-60
°
)向侧吹炉内喷入硫磺粉(质量6份,粒径为200目)作为硫化剂,同时通过侧吹喷枪(设置角度与竖直方向成-50
°
)通入0.2mpa压力的压缩空气。将侧吹炉内镍铁硫化,通过虹吸方式持续排出,并将多余的铁造渣除去。
64.经熔炼和吹炼,镍锍的收率为86%,且经化学分析方法检测,其中的镍含量高达80%。整个反应用时0.6h,所有能耗成本总计9000元。
65.实施例2
66.将液态镍铁(质量40份)用钢包加入有低镍锍(质量100份,镍含量为35wt%)作为底料的顶吹炉内,同时将石英砂(质量10份)加入,熔池温度控制在1250℃。采用压缩空气作为载气,通过顶吹喷枪(设置角度与竖直方向成0
°
)向底吹炉内喷入硫磺粉(质量6份,粒径为100目)作为硫化剂,同时通过顶吹喷枪(设置角度与竖直方向成15
°
)通入0.4mpa压力的压缩空气。将顶吹炉内镍铁硫化,通过虹吸方式持续排出,并将多余的铁造渣除去。
67.经熔炼和吹炼,镍锍的收率为86%,且经化学分析方法检测,其中的镍含量高达80%。整个反应用时0.5h,所有能耗成本总计10000元。
68.实施例3
69.将液态镍铁(质量40份)用钢包加入有低镍锍(质量100份,镍含量为25wt%)作为底料置于底吹炉内,固态镍铁合金(质量60份)加入底吹炉,同时将石英砂(质量15份)加入,熔池温度控制在1200℃。采用压缩空气作为载气,通过底吹喷枪(设置角度与竖直方向成30
°
)向底吹炉内喷入硫磺粉(质量6份,粒径为200目)作为硫化剂,同时通过底吹喷枪(设置角度与竖直方向成20
°
)通入0.6mpa压力的压缩空气。将底吹炉内镍铁硫化,通过虹吸方式持续排出,并将多余的铁造渣除去。
70.经熔炼和吹炼,镍锍的收率为86%,且经化学分析方法检测,其中的镍含量高达80%。整个反应用时0.6h,所有能耗成本总计8000元。
71.实施例4
72.将液态镍铁(质量40份)用钢包加入有低镍锍(质量100份,镍含量为7wt%)作为底料置于底吹炉内,固态镍铁合金(质量60份)加入底吹炉,同时将石英砂(质量15份)加入,熔
池温度控制在1300℃。采用氮气作为载气,通过底吹喷枪(设置角度与竖直方向成25
°
)向底吹炉内喷入硫磺粉(质量6份,粒径为200目)作为硫化剂,同时通过底吹喷枪(设置角度与竖直方向成30
°
)通入0.3mpa压力的压缩空气。将底吹炉内镍铁硫化,通过虹吸方式持续排出,并将多余的铁造渣除去。
73.经熔炼和吹炼,镍锍的收率为86%,且经化学分析方法检测,其中的镍含量高达80%。整个反应用时0.6h,所有能耗成本总计12000元。
74.实施例5
75.将液态镍铁(质量40份)用钢包加入有低镍锍(质量100份,镍含量为20wt%)作为底料置于底吹炉内,固态镍铁合金(质量60份)加入底吹炉,同时将石英砂(质量15份)加入,熔池温度控制在1550℃。采用氦气作为载气,通过底吹喷枪(设置角度与竖直方向成20
°
)向底吹炉内喷入硫磺粉(质量6份,粒径为300目)作为硫化剂,同时通过底吹喷枪(设置角度与竖直方向成0
°
)通入0.5mpa压力的压缩空气。将底吹炉内镍铁硫化,通过虹吸方式持续排出,并将多余的铁造渣除去。
76.经熔炼和吹炼,镍锍的收率为86%,且经化学分析方法检测,其中的镍含量高达80%。整个反应用时0.5h,所有能耗成本总计13000元。
77.实施例6
78.将液态镍铁(质量40份)用钢包加入有低镍锍(质量100份,镍含量为20wt%)作为底料置于底吹炉内,固态镍铁合金(质量60份)加入底吹炉,同时将石英砂(质量15份)加入,熔池温度控制在1150℃。采用氦气作为载气,通过底吹喷枪(设置角度与竖直方向成20
°
)向底吹炉内喷入硫磺粉(质量6份,粒径为600目)作为硫化剂,同时通过底吹喷枪(设置角度与竖直方向成0
°
)通入0.5mpa压力的压缩空气。将底吹炉内镍铁硫化,通过虹吸方式持续排出,并将多余的铁造渣除去。
79.经熔炼和吹炼,镍锍的收率为86%,且经化学分析方法检测,其中的镍含量高达80%。整个反应用时0.6h,所有能耗成本总计12000元。
80.实施例7
81.将液态镍铁(质量40份)用钢包加入有低镍锍(质量100份,镍含量为20wt%)作为底料置于底吹炉内,固态镍铁合金(质量60份)加入底吹炉,同时将石英砂(质量15份)加入,熔池温度控制在1600℃。采用氦气作为载气,通过底吹喷枪(设置角度与竖直方向成20
°
)向底吹炉内喷入硫磺粉(质量6份,粒径为100目)作为硫化剂,同时通过底吹喷枪(设置角度与竖直方向成0
°
)通入0.5mpa压力的压缩空气。将底吹炉内镍铁硫化,通过虹吸方式持续排出,并将多余的铁造渣除去。
82.经熔炼和吹炼方法检测,镍锍的收率为86%,且经化学分析方法检测,其中的镍含量高达80%。整个反应用时0.4h,所有能耗成本总计14000元。
83.实施例8
84.将液态镍铁(质量40份)用钢包加入有低镍锍(质量100份,镍含量为20wt%)作为底料置于底吹炉内,固态镍铁合金(质量60份)加入底吹炉,同时将石英砂(质量15份)加入,熔池温度控制在1150℃。采用氦气作为载气,通过底吹喷枪(设置角度与竖直方向成35
°
)向底吹炉内喷入硫磺粉(质量6份,粒径为600目)作为硫化剂,同时通过底吹喷枪(设置角度与竖直方向成0℃)通入0.5mpa压力的压缩空气。将底吹炉内镍铁硫化,通过虹吸方式持续排
出,并将多余的铁造渣除去。
85.经熔炼和吹炼方法检测,镍锍的收率为86%,且经化学分析方法检测,其中的镍含量高达80%。整个反应用时0.75h,所有能耗成本总计12500元。
86.实施例9
87.将液态镍铁(质量40份)用钢包加入有低镍锍(质量100份,镍含量为20wt%)作为底料置于底吹炉内,固态镍铁合金(质量60份)加入底吹炉,同时将石英砂(质量15份)加入,熔池温度控制在1150℃。采用氦气作为载气,通过底吹喷枪(设置角度与竖直方向成20
°
)向底吹炉内喷入硫磺粉(质量6份,粒径为2mm,反应速率稍慢些)作为硫化剂,同时通过底吹喷枪(设置角度与竖直方向成0
°
)通入0.5mpa压力的压缩空气。将底吹炉内镍铁硫化,通过虹吸方式持续排出,并将多余的铁造渣除去。
88.经熔炼和吹炼方法检测,镍锍的收率为86%,且经化学分析方法检测,其中的镍含量高达80%。整个反应用时0.9h,所有能耗成本总计13000元。
89.实施例10
90.将液态镍铁(质量40份)用钢包加入有低镍锍(质量100份,镍含量为20wt%)作为底料置于底吹炉内,固态镍铁合金(质量60份)加入底吹炉,同时将石英砂(质量15份)加入,熔池温度控制在1150℃。采用氦气作为载气,通过底吹喷枪(设置角度与竖直方向成20
°
)向底吹炉内喷入硫磺粉(质量6份,粒径为600目)作为硫化剂,同时通过底吹喷枪(设置角度与竖直方向成0
°
)通入0.9mpa压力的压缩空气。将底吹炉内镍铁硫化,通过虹吸方式持续排出,并将多余的铁造渣除去。
91.经熔炼和吹炼方法检测,镍锍的收率为80%,且经化学分析方法检测,其中的镍含量高达80%。整个反应用时1.2h,所有能耗成本总计14000元。
92.对比例1
93.采用与实施例6相同量的镍铁原料,对比例1采用法国镍业sln工厂的ps转炉工艺,将液态镍铁通过吊车和熔体包周期性地加入到ps转炉内,并从ps转炉侧部风口向镍锍熔池鼓入含氧气体,其中硫化剂采用液体硫化,涉及的设备有硫磺液化设备、保温设备及输送系统。
94.经检测,镍锍的收率为77.5%,镍锍中镍含量为75%,反应时间为0.9h,反应成本为16000元。
95.从实施例6与对比例1的比较可以看出,采用粉状硫化剂、赋存时间长,利于硫化反应的进行,镍锍收得率高,生产成本大幅降低。
96.从以上的描述中,可以看出,本发明上述的实施例实现了如下技术效果:
97.1)该工艺采用的硫化剂为固态粉状、粒状或小片状,利于气力输送,与现有的硫磺液化、保温,过滤再经管道输送工艺明显不同,省掉了硫磺熔化、保温、过滤、储罐等工艺流程,具有流程短、风险低、效率高有优点。
98.2)优选方案中,底吹炉是采用留底料(底料为镍锍)操作的,底料量在炉子容量的0-70%,进一步的,有可能为30-60%,这样有利于保证操作温度不至于太高,延长炉寿。
99.以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
再多了解一些

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