一种镍铁块生产高镍锍的工艺方法与流程

1.本发明涉及高镍锍的生产技术领域，更具体的是涉及一种镍铁块生产高镍锍的工艺方法技术领域。


背景技术：

2.目前红土矿生产的主要产品为镍铁产品，镍铁是含镍量为20％～60％的镍铁合金，镍铁的熔点为1430～1480度，密度为8.1～8.4，镍铁的主成分为镍与铁，并含有少量钴的铁合金，矿物断口锯齿状,不常见,以块、粒状集合体产出，呈铁灰、深灰或黑色、条痕铁灰色，不透明，新鲜面呈金属光泽，镍铁中还含有碳、硅、硫、磷、铬、铜等杂质，主要用作炼钢和铸铁的镍添加剂。
3.现有技术中镍铁的运用主要面向不锈钢，随着三元电池材料对镍盐需求的爆发性增长，镍盐产品的市场需求旺盛，目前镍盐产品生产所需要的高镍锍主要来源于硫化镍矿(铜镍混合硫化矿)，硫化镍矿得到高镍锍生产的工艺流程是：硫化镍矿
→
磨矿浮选
→
熔池熔炼
→
转炉吹炼
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高镍锍；可见，硫化镍矿得到高镍锍的生产工艺较为复杂，且目前世界上硫化镍矿资源越来越少，产出的高镍锍没有增量，难以满足市场的增长需求；另外目前从硫化镍矿生产出来的高镍锍普遍是铜镍混合高镍锍，需要通过浇铸成大块、缓冷结晶后再进行破碎、磨碎和浮选分离，最终得到nis进入湿法浸出系统生产三元电池材料需要的高镍锍颗粒。
4.综上，现有技术中能生产出高镍锍颗粒的硫化镍矿资源有限，且通过硫化镍矿生产出高镍锍颗粒的工艺较为复杂，高镍锍杂质较多。为了解决上述难题，我们特别提出了一种镍铁块生产高镍锍的工艺方法。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于：为了解决现有技术中能生产出高镍锍颗粒的硫化镍矿资源有限，且通过硫化镍矿生产出高镍锍颗粒的工艺较为复杂的问题，本发明提供一种镍铁块生产高镍锍的工艺方法，通过将主要面向不锈钢市场的镍铁转化为急缺的高镍锍，将高镍锍进行水淬粒化后，直接形成高镍锍颗粒，这样可以通过资源丰富的镍铁块生产杂质含量较少的高镍锍颗粒，且生产出该高镍锍颗粒的工艺更加简单。
6.本发明为了实现上述目的具体采用以下技术方案：
7.一种镍铁块生产高镍锍的工艺方法，包括以下步骤：
8.将镍铁块送入电弧炉进行熔炼，将熔融后的镍铁水送入转炉进行硫化、吹炼，在硫化、吹炼的过程中向转炉内加入液态硫磺和石英石熔剂，镍铁硫化形成硫化镍、硫化亚铁后，吹入空气，先氧化铁元素并与石英石结合成铁橄榄石，除铁造渣，最终炉内剩下熔融的高镍锍熔体，将高镍锍熔体通过水淬粒化后形成高镍锍颗粒。
9.其中，将镍铁块送入电弧炉后，电弧炉内的温度为1450～1600℃，所述液态硫磺的温度为130～140℃，液态硫磺通过加压泵喷吹至转炉内，对镍铁中的镍和铁进行硫化，95％
以上的镍铁中的镍被硫化后，结束对镍铁的硫化，吹炼的温度为1250～1350℃，高镍锍中的镍含量大于75％，铁含量小于4％时，停止吹炼。
10.优选的，采用三层逐步打散冷却法对高镍锍进行水淬粒化，水淬粒化包括如下步骤：用架设于溜槽端部下的压缩风将高镍锍熔体打散形成高镍锍颗粒，再用设置于风管下的散水将打散后的高镍锍颗粒进行一次冷却，将与散水接触一次冷却后的高镍锍颗粒送入水池进行二次冷却，压缩风的压力为0.4～0.6mpa，压缩风与高镍锍熔体的用量比为3～8nm3：1t；散水的压力为0.4～0.6mpa，散水与高镍锍颗粒的重量比为1～2：1。
11.该工艺方法中主要涉及到的反应方程式有：
12.3ni 2s＝ni3s213.fe s＝fes
14.2fes 3ni＝2fe ni3s215.2fe o
2(g)
sio2＝2feo
·
sio216.本发明的有益效果如下：
17.(1)本发明中通过将主要面向不锈钢市场的镍铁转化为急缺的高镍锍，将高镍锍进行水淬粒化后，直接形成高镍锍颗粒，这样可以通过资源丰富的镍铁块生产杂质含量较少的高镍锍颗粒，且生产出该高镍锍颗粒的工艺更加简单。
18.(2)本发明中通过该工艺生产出的高镍锍不含铜元素，下一道工序中无需进行浮选，就得到了纯度较高的硫化镍进入湿法浸出系统，比传统工艺减少了破碎和浮选的步骤，因此该工艺相比传统制造高镍锍颗粒的工艺更加简单、更高效。
附图说明
19.图1为本发明工艺流程图。
具体实施方式
20.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
21.实施例1
22.一种镍铁块生产高镍锍的工艺方法，包括以下步骤：将镍铁块送入电弧炉进行熔炼，将熔融后的镍铁水送入转炉进行硫化、吹炼，在硫化、吹炼的过程中向转炉内加入液态硫磺和石英石熔剂，镍铁硫化形成硫化镍、硫化亚铁后，吹入空气，先氧化铁元素并与石英石结合成铁橄榄石，除铁造渣，最终炉内剩下熔融的高镍锍熔体，将高镍锍熔体通过水淬粒化后形成高镍锍颗粒。
23.将主要面向不锈钢市场的镍铁块，采用电弧炉进行熔化；根据镍铁品位的差异，电弧炉操作控制温度范围为1450℃，电弧炉熔化产出的镍铁水通过钢包转运，进入转炉系统进行液硫喷吹的硫化作业，通过电热或者蒸汽加热的熔罐将硫磺熔化为液态硫磺，液态硫磺的温度为130℃，液态硫磺通过加压泵喷吹至转炉内，对镍铁中的镍和铁进行硫化，95％以上的镍铁中的镍被硫化后，结束对镍铁的硫化，硫化完成后，在同一台转炉进行鼓风吹炼作业，吹炼的温度为1250℃，高镍锍中的镍含量大于75％，铁含量小于4％，停止吹炼。
24.优选的，采用三层逐步打散冷却法对高镍锍进行水淬，确保高镍锍水淬过程安全可靠，水淬包括如下步骤：用架设于溜槽端部下的压缩风将高镍锍熔体打散形成高镍锍颗粒，压缩风的压力为0.4mpa，压缩风与高镍锍熔体的用量比为3nm3：1t；再用设置于风管下的散水将打散后的高镍锍颗粒进行一次冷却，散水的压力为0.4mpa，散水与高镍锍颗粒的重量比为1：1，将与散水接触一次冷却后的高镍锍颗粒送入水池进行二次冷却，水池大小根据高镍锍水淬量进行设计。
25.实施例2
26.如图1所示，本实施例提供一种镍铁块生产高镍锍的工艺方法，包括以下步骤：将镍铁块送入电弧炉进行熔炼，将熔融后的镍铁水送入转炉进行硫化、吹炼，在硫化、吹炼的过程中向转炉内加入液态硫磺和石英石熔剂，镍铁硫化形成硫化镍、硫化亚铁后，吹入空气，先氧化铁元素并与石英石结合成铁橄榄石，除铁造渣，最终炉内剩下熔融的高镍锍熔体，将高镍锍熔体通过水淬粒化后形成高镍锍颗粒。
27.将主要面向不锈钢市场的镍铁块，采用电弧炉进行熔化；根据镍铁品位的差异，电弧炉操作控制温度范围为1500℃，电弧炉熔化产出的镍铁水通过钢包转运，进入转炉系统进行液硫喷吹的硫化作业，通过电热或者蒸汽加热的熔罐将硫磺熔化为液态硫磺，液态硫磺的温度为135℃，液态硫磺通过加压泵喷吹至转炉内，对镍铁中的镍和铁进行硫化，95％以上的镍铁中的镍被硫化后，结束对镍铁的硫化，硫化完成后，在同一台转炉进行鼓风吹炼作业，吹炼的温度为1300℃，高镍锍中的镍含量大于75％，铁含量小于4％时，停止吹炼。
28.优选的，采用三层逐步打散冷却法对高镍锍进行水淬，确保高镍锍水淬过程安全可靠，水淬包括如下步骤：用架设于溜槽端部下的压缩风将高镍锍熔体打散形成高镍锍颗粒，压缩风的压力为0.5mpa，压缩风与高镍锍熔体的用量比为5nm3：1t；再用设置于风管下的散水将打散后的高镍锍颗粒进行一次冷却，散水的压力为0.5mpa，散水与高镍锍颗粒的重量比为1.5：1，将与散水接触一次冷却后的高镍锍颗粒送入水池进行二次冷却，水池大小根据高镍锍水淬量进行设计。
29.实施例3
30.如图1所示，本实施例提供一种镍铁块生产高镍锍的工艺方法，包括以下步骤：将镍铁块送入电弧炉进行熔炼，将熔融后的镍铁水送入转炉进行硫化、吹炼，在硫化、吹炼的过程中向转炉内加入液态硫磺和石英石熔剂，镍铁硫化形成硫化镍、硫化亚铁后，吹入空气，先氧化铁并与石英石结合成铁橄榄石，除铁造渣，最终炉内剩下熔融的高镍锍熔体，将高镍锍熔体通过水淬粒化后形成高镍锍颗粒。
31.将主要面向不锈钢市场的镍铁块，采用电弧炉进行熔化；根据镍铁品位的差异，电弧炉操作控制温度范围为1600℃，电弧炉熔化产出的镍铁水通过钢包转运，进入转炉系统进行液硫喷吹的硫化作业，通过电热或者蒸汽加热的熔罐将硫磺熔化为液态硫磺，液态硫磺的温度为140℃，液态硫磺通过加压泵喷吹至转炉内，对镍铁中的镍和铁进行硫化，95％以上的镍铁中的镍被硫化后，结束对镍铁的硫化，硫化完成后，在同一台转炉进行鼓风吹炼作业，吹炼的温度为1350℃，高镍锍中的镍含量大于75％，铁含量小于4％时，停止吹炼。
32.优选的，采用三层逐步打散冷却法对高镍锍进行水淬，确保高镍锍水淬过程安全可靠，水淬包括如下步骤：用架设于溜槽端部下的压缩风将高镍锍熔体打散形成高镍锍颗粒，压缩风的压力为0.6mpa，压缩风与高镍锍熔体的用量比为8nm3：1t；再用设置于风管下
的散水将打散后的高镍锍颗粒进行一次冷却，散水的压力为0.6mpa，散水与高镍锍颗粒的重量比为2：1，将与散水接触一次冷却后的高镍锍颗粒送入水池进行二次冷却，水池大小根据高镍锍水淬量进行设计。
33.通过上述实施例，将主要面向不锈钢市场的镍铁转化为急缺的高镍锍，将高镍锍进行水淬粒化后，直接形成高镍锍颗粒，这样可以通过资源丰富的镍铁块生产高镍锍颗粒，且生产出该高镍锍颗粒的工艺更加简单，通过该工艺生产出的高镍锍不含铜元素，下一道工序中无需进行浮选，就得到了纯度较高的硫化镍进入湿法浸出系统，比传统工艺减少了破碎和浮选的步骤，因此该工艺相比传统制造高镍锍颗粒的工艺更加简单、更高效。