CN112030006B - 适用于镍锍吹炼还原炉的筛炉方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种适用于镍锍吹炼的筛炉方法，包括：向吹炼炉内加入最后一包低镍锍，吹炼至镍锍中Fe含量在10％～15％时，排出炉渣，吹炼继续进行，直至吹炼炉进入筛炉期，在筛炉期，维持吹炼炉内鼓风状态，通过定量给料机向吹炼炉内连续加入碳质还原剂与石英石，将炉渣中的金属氧化物还原进入高镍锍，在筛炉作业的后3～5min，停止加碳质还原剂，仅添加石英石，之后停风扒渣。采用该方法可以产出含Fe不同的高镍锍以及含Ni、Co较低的吹炼炉渣，高镍锍中的合金相有效捕集了稀、贵金属，可满足下游不同生产工序的要求。该方法同时减少了低空污染和降低了劳动强度。

Description

适用于镍锍吹炼还原炉的筛炉方法
技术领域
本发明属于有色金属冶金技术领域，具体涉及一种适用于镍锍吹炼还原炉的筛炉方法。
背景技术
我国镍锍转炉吹炼传统工艺中，在造渣的后期有一个筛炉过程。筛炉的目的是将高冰镍中余下的FeS大部分氧化为炉渣除去，同时得到含Fe低于4％的高冰镍。筛炉期是指吹炼排出最后一包炉渣(浅吹渣)后(这时镍锍中Fe含量在10％～15％)，继续吹炼到终点的过程。
传统的镍锍转炉吹炼工艺中，深吹产生的筛炉渣铁硅比控制在2.0左右，渣中Fe3O4含量可达50％以上，粘度较高。造渣后期Ni、Co被大量氧化后，随渣排出，尤其是Co的直收率很低。部分镍冶炼企业曾尝试在筛炉渣产生后，通过船型加料器向炉内加入碳质还原剂，以期将渣中的Ni、Co还原进入高冰镍当中，但效果不显著。特别是生产含Fe为1％～1.5％的合金相含量较高的高镍锍时，Co的回收率更低。
因此，镍锍吹炼的筛炉工艺尚有待进一步改进。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种适用于镍锍吹炼的筛炉方法，采用该方法可以在提高镍钴元素回收率的同时减少低空污染并降低劳动强度。
在本发明的一个方面，本发明提出了一种适用于镍锍吹炼的筛炉方法。根据本发明的实施例，所述方法包括：吹炼排出最后一包炉渣后(这时镍锍中Fe含量在10％～15％)，吹炼炉进入筛炉期，所述筛炉期，维持所述吹炼炉内鼓风状态和还原气氛，通过定量给料机向所述吹炼炉内连续加入碳质还原剂与石英石，将炉渣中的金属氧化物还原进入高镍锍；在筛炉期的最后3～5min，停止加碳质还原剂，仅添加石英石，之后停风扒渣，以得到所需品质的高镍锍和含Ni、Co较低的筛炉渣。
根据本发明实施例的适用于镍锍吹炼筛炉方法，通过在筛炉期维持吹炼炉内鼓风状态，使得后续加入的碳质还原剂和石英石与搅动的熔体充分接触，形成还原性的气氛，为金属氧化物的还原反应创造了良好的动力学和热力学条件，从而使得更多的Ni、Co元素进入高镍锍中。同时，由于在吹炼炉炉口不转出集烟罩的情况下连续加入碳质还原剂和石英，避免了现有技术中采用船型加料器从炉口加入辅料时的溢散烟气，改善了操作环境，减少了低空污染，并降低了劳动强度。由此，采用该方法可以在提高金属回收率的同时减少低空污染，降低劳动强度，从而得到高品质的高镍锍和含有价金属元素较低的筛炉渣。
另外，根据本发明上述实施例的适用于镍锍吹炼的筛炉方法还可以具有如下附加的技术特征：
在本发明的一些实施例中，在所述筛炉期加入所述碳质还原剂，以便在炉渣相中形成特定的还原气氛，控制Co进入炉渣中的比例。
在本发明的一些实施例中，在所述筛炉期，所述碳质还原剂的加入量为0.2～2.5t，所述石英石的加入量为0.2～4t。
在本发明的一些实施例中，在所述筛炉期的最后3～5min，停止加所述碳质还原剂，仅加入0.1～0.4t所述石英石。
在本发明的一些实施例中，所述碳质还原剂的加料速率为1～10t/h。
在本发明的一些实施例中，所述石英石加料速率为3～30t/h。
在本发明的一些实施例中，所述吹炼炉进入所述筛炉期后维持所述吹炼炉的鼓风速率为8000～30000Nm3/h，炉口处的烟气中含CO气体0.1％～1％。
在本发明的一些实施例中，在筛炉期，转炉转动角度为在正常位的基础上向炉前旋转0～40度。
在本发明的一些实施例中，所述吹炼炉进入筛炉期后维持所述吹炼炉内温度为1220～1280摄氏度。由此，提高镍钴回收率。在本发明的一些实施例中，所述筛炉渣中铁硅摩尔比为0.8～1.2。
在本发明的一些实施例中，所述筛炉渣中四氧化三铁含量为15～30wt％。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的一个方面，本发明提出了一种适用于镍锍吹炼的筛炉方法。根据本发明的实施例，所述方法包括：吹炼排出最后一包炉渣(浅吹渣)后(这时镍锍中Fe含量在10％～15％)，所述吹炼炉进入筛炉期，维持吹炼炉内鼓风状态和还原气氛，在吹炼炉炉口不转出集烟罩的情况下通过定量给料机向吹炼炉内加入碳质还原剂和石英石，同时维持适当的高温以便得到高硫镍和筛炉渣。发明人发现，通过在吹炼炉进入筛炉期时维持吹炼炉内鼓风状态，保持炉内物料始终处于搅拌状态，使其与后续加入的碳质还原剂和石英石充分接触，可以有效的改善渣中Fe、Co、Ni等金属氧化物的还原效果，提升有价金属回收率，同时避免了现有技术中采用船型加料器从炉口加入辅料时的溢散烟气，改善了操作环境，降低了劳动强度。由此，采用该方法可以在提高镍钴元素回收率的同时降低劳动强度，从而得到高品质的高镍锍。
需要说明的是，炉渣中的金属氧化物为Ni、Co、Fe等金属氧化物，碳质还原剂为无烟煤或焦炭等碳质还原剂。吹炼炉内在进入筛炉期之前的操作属于现有镍锍吹炼还原的常规操作，此处不再赘述，本申请中的筛炉期指从炼排出最后一包浅吹渣(这时镍锍中Fe含量在10％～15％)至吹炼终点的这个过程。并且本申请对于停止加入碳质还原剂的时间，本领域技术人员可以根据经验确定，例如整个筛炉期时间总共为Tmin，停止加入碳质还原剂的时间指T当中的最后3～5min。
进一步的，本申请中采用的低镍锍组成含Cu+Ni约为25％～40％，含Fe15％～30％，含S25％～30％单炉次碳质还原剂的加入量为0.2～2.5t，石英石的加入量为0.2～4t。发明人发现发现碳质还原剂和石英石的加料速率会严重影响筛炉过程，碳质还原剂的加料速率为1～10t/h，石英石加料速率为3～30t/h时，物料混合均匀、反应充分，可以实现较好的还原效果，以提高镍钴回收率的同时降低加料成本。当碳质还原剂、石英石加料速率过大时，会引起加入炉内的物料不能完全反应，降低了炉温，并影响还原效果。
进一步的，为了提高镍钴回收率，吹炼炉进入筛炉期后维持吹炼炉的鼓风速率为8000～30000Nm3/h，吹炼炉进入筛炉期后维持吹炼炉内温度为1220～1280摄氏度，使得最终得到的筛炉渣中铁硅摩尔比为0.8～1.2，并且筛炉渣中四氧化三铁含量为10～30wt％，较现有技术降低了筛炉渣中四氧化三铁含量。
下面参考具体实施例，对本发明进行描述，需要说明的是，这些实施例仅仅是描述性的，而不以任何方式限制本发明。
实施例1
吹炼炉排出最后一包浅吹渣后(这时镍锍中Fe含量在13％)，吹炼炉进入筛炉期，维持吹炼炉内鼓风状态(鼓风速率为8000～10000Nm3/h，温度为1230摄氏度),出炉烟气含CO0.8％，在筛炉期结束前40分钟向吹炼炉内加入1t碳质还原剂和2.2t石英石，其中，碳质还原剂的加料速率为2.5t/h，石英石的加料速率为3.3t/h，筛炉后期，停止加碳质还原剂，仅加入石英石0.2t，并停风扒渣。筛炉渣中铁硅比为1.2，筛炉渣中四氧化铁含量为22得到筛炉渣含Ni 1.1％，筛炉渣含Co0.55％。
实施例2
吹炼炉排出最后一包浅吹渣后(这时镍锍中Fe含量在12％)，吹炼炉进入筛炉期，维持吹炼炉内鼓风状态(鼓风速率为13000～15000Nm3/h，温度为1240摄氏度)，出炉烟气含CO0.6％，在筛炉期期间30分钟内向吹炼炉内加入1.5t碳质还原剂和2.8t石英石，其中，碳质还原剂的加料速率为3t/h，石英石的加料速率为5.6t/h。筛炉后期，停止加碳质还原剂，仅加入石英石0.3t，并停风扒渣。筛炉渣中铁硅比为1.0，筛炉渣中四氧化铁含量为13％，筛炉渣含Ni 1.0％，筛炉渣含Co0.5％。
实施例3
吹炼炉排出最后一包浅吹渣后(这时镍锍中Fe含量在10％)，吹炼炉进入筛炉期，维持吹炼炉内鼓风状态(鼓风速率为28000～30000Nm3/h，温度为1250摄氏度),出炉烟气含CO0.4％，在筛炉期结束前30分钟向吹炼炉内加入3.2t碳质还原剂和6.2t石英石，其中，碳质还原剂的加料速率为6t/h，石英石的加料速率为12t/h，筛炉后期，停止加碳质还原剂，仅加入石英石0.7t，并停风扒渣。筛炉渣中铁硅比为0.9，筛炉渣中四氧化铁含量为11％得到筛炉渣含Ni 0.9％，筛炉渣含Co0.4％。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种控制镍锍吹炼炉还原性气氛的筛炉方法，其特征在于，包括：
向吹炼炉内加入最后一包低镍锍，吹炼至镍锍中Fe含量在10%~15%时，排出炉渣，吹炼继续进行，直至所述吹炼炉进入筛炉期；
在所述筛炉期，维持所述吹炼炉内鼓风状态和还原气氛，通过定量给料机向所述吹炼炉内连续加入碳质还原剂与石英石，将炉渣中的金属氧化物还原进入高镍锍；
在筛炉期的最后3~5min，停止加碳质还原剂，仅添加石英石，之后停风扒渣，以得到所需品质的高镍锍和含Ni、Co较低的筛炉渣；
在所述筛炉期加入所述碳质还原剂，以便在炉渣相中形成特定的还原气氛，控制Co进入炉渣中的比例。
2.根据权利要求1所述的筛炉方法，其特征在于，在所述筛炉期，所述碳质还原剂的加入量为0.2~2.5t，所述石英石加入量为0.2~4t。
3.根据权利要求1所述的筛炉方法，其特征在于，在所述筛炉期的最后3~5min，停止加所述碳质还原剂，仅加入0.1~0.4t所述石英石。
4.根据权利要求1所述的筛炉方法，其特征在于，所述碳质还原剂的加料速率为1~10t/h。
5.根据权利要求1或4所述的筛炉方法，其特征在于，所述石英石加料速率为3~30t/h。
6.根据权利要求1所述的筛炉方法，其特征在于，所述吹炼炉进入所述筛炉期后维持所述吹炼炉的鼓风速率为8000~30000Nm3/h，炉口处的烟气中含CO气体0.1%~1%。
7.根据权利要求1所述的筛炉方法，其特征在于，在筛炉期，转炉转动角度为在正常位的基础上向炉前旋转0~40度。
8.根据权利要求1所述的筛炉方法，其特征在于，所述吹炼炉进入筛炉期后维持所述吹炼炉内温度为1220~1280摄氏度。
9.根据权利要求1所述的筛炉方法，其特征在于，所述筛炉渣中铁硅摩尔比为0.8~1.2。
10.根据权利要求1所述的筛炉方法，其特征在于，所述筛炉渣中四氧化三铁含量为15~30wt%。
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