专栏名称: 融智有色
“镍钴事,找融智!” 融智有色专注镍钴钛及相关矿冶、新能源、高端制造等领域市场和科技动态研究,依托团队在金川集团、私募基金、上市公司等逾25年的产业及投融资经历,提供技术、商务、行业顾问等综合咨询服务和具有独特竞争力的解决方案!
目录
相关文章推荐
铅笔道  ·  狂赚55亿的传音,要给非洲兄弟造车 ·  6 小时前  
红杉汇  ·  xbench评测集正式开源 ·  17 小时前  
龙视新闻联播  ·  “可能有燃烧风险”!罗马仕召回49万台充电宝 ·  昨天  
龙视新闻联播  ·  “可能有燃烧风险”!罗马仕召回49万台充电宝 ·  昨天  
51好读  ›  专栏  ›  融智有色

论文推荐 | 侧吹一步炼镍技术为镍火法冶炼厂带来的机遇

融智有色  · 公众号  · 科技投资  · 2025-04-27 23:02

正文

请到「今天看啥」查看全文


金川集团目前有3套硫化铜镍精矿生产高镍锍的火法冶炼系统。①镍闪速熔炼系统于1992年投产,采用闪速炉与渣贫化电炉合二为一的合成式闪速炉熔炼技术,直接生产弃渣。低镍锍P-S转炉吹炼产出高镍锍,转炉渣电炉贫化处理。设计规模为年处理35万t铜镍混合精矿,产出高镍锍含镍量22万t/a,镍锍含镍28%,炉渣含镍0.25%,反应塔区域和贫化区均涉及加入还原剂的设施,系统设计符合基本原理,投产前期迅速实现达产达标。1998年首次冷修后,通过改进精矿喷嘴及配套系统,冶炼能力和强度大幅度提升,精矿处理量超过了80万t/a,高镍锍含镍量提升至6万t/a,对炉渣贫化进行了多方位优化提升,炉渣含镍指标上升至0.4%~0.5%。②富氧顶吹镍熔炼系统于2008年投产,采用了富氧顶吹浸没镍熔炼系统(JAE技术),炉渣进入沉降电炉贫化生产弃渣。低镍锍吹炼及吹炼渣贫化与闪速熔炼系统相同,系统历经投产、达产、优化提升改造,均具备了年产6万t金属镍含量高镍锍的产能。然而,熔炼弃渣含镍指标在0.4%~0.5%。③2024年新投产的、处理高MgO硫化镍矿原料的侧吹熔炼系统,其采用了熔炼、还原和贫化合成的一体炉型,受镍火法冶炼过程中金属在镍锍和炉渣中的分配系数影响,投产后炉渣含有价金属指标也未达到预期的效果。

吉恩镍业于2009年引进并实施了与金川集团2008年投产相同的富氧顶吹浸没镍熔炼系统,目前受到原料结构的制约,镍火法冶炼系统也在寻找升级或替代方案,生产期间熔炼炉渣含镍在0.3%~0.35%的范围内。

新疆有色集团所属的喀拉通克冶炼厂,其富氧侧吹熔炼系统处理含镍原料,由于原料含镍品位相对较低,镍锍含镍品位16%左右,同时炉渣含镍低于0.2%。对于总体回收率而言,该系统处于中等水平。

盛屯矿业集团在四川成都(原成都电冶厂)投入运行了1台侧吹熔炼炉,用于处理含镍原料。该熔炼炉已经生产超过3年,炉渣含镍指标在0.4%以上。

1.1.2 国外现状

在国际镍冶炼领域,镍冶炼厂主要有澳大利亚的卡尔古利、俄罗斯的诺里尔斯克、博茨瓦纳的BCL(暂已关闭)以及加拿大国际镍公司铜崖冶炼厂的INCO闪速熔炼,吹炼采用了P-S转炉,炉渣贫化几乎都采用了电炉贫化技术。

芬兰哈贾伐尔塔厂在1995年对传统奥托昆普传统闪速熔炼工艺进行了创新性改进,开发了DON工艺。该工艺显著特点在于采用了闪速炉直接生产镍锍,从而淘汰了P-S转炉。在炉渣贫化方面,该厂采用了特殊设计的电炉生产含硫7%~8%的金属化镍锍,炉渣含镍指标在0.3%以上。

1.2 现有工艺主要问题分析

综合国内外镍火法冶炼系统的现状,其主要的理念是基于熔炼采用鼓风炉、电炉、瓦纽科夫炉生产低品位镍锍的基础上发展起来的。该工艺具有显著特征:①工艺自身产出镍锍品位较低;②冶炼气氛以还原性气氛为主。因此,镍等有价金属在炉渣中的损失占比较低,金属回收率相应较高,炉渣贫化技术与当时的冶炼技术相匹配,形成了较为稳定的工艺体系。

随着闪速熔炼、熔池熔炼等强化冶炼技术引入硫化镍矿的火法冶炼,处理量大幅提升、镍锍品位升高、处理原料含MgO升高,均导致了镍火法冶炼炉渣中有价金属损失占比上升。这一变化使得炉渣贫化在镍火法冶炼系统中的问题愈发凸显,炉渣贫化技术的研究与强化冶炼技术的同步发展产生了阶段性的脱节。因此,需要炉渣贫化新技术和新装置,以配合硫化镍矿的强化冶炼,确保金属回收率指标的稳定。

目前,硫化镍精矿的冶炼采用熔炼—P-S转炉吹炼、转炉渣电炉贫化的传统工艺。相较于铅、铜冶炼工艺和技术的发展,明显处于滞后状态。特别是在环保指标、能耗指标及碳排放要求日益严格的形势下,镍火法冶炼工艺技术的升级显得更加突出和迫切。


2 镍火法冶炼新技术的尝试及探索

2.1 熔炼区域增加侧吹搅动

为进一步提升强化冶炼程度,本研究在熔池区域增加侧吹喷枪,用于喷吹煤粉等燃料或富氧空气,显著提高了熔炼强度。例如,在闪速熔炼炉的沉淀池增设侧吹枪,以增强炉渣的还原效果;在富氧顶吹浸没熔池熔炼过程中增加侧枪,用来提高冶炼强度、提高氧气利用率及燃料的利用效率等。实践结果表明,这些技术改进在提高金属回收率、降低能源消耗方面均取得了一些成效。

2.2 贫化电炉增加搅动装置

国内某镍冶炼厂熔池熔炼炉渣贫化配套的沉降电炉炉顶增设了天然气燃烧的浸没喷枪,插入炉渣层进行搅动,改善动力学条件。然而,在实际应用中,该技术改进面临多项挑战:①由于受制于生产产能大,试验装置受到局限;②贫化电炉宽度4500mm以上,宽度太大导致侧吹喷枪难以搅动和覆盖整个炉渣流经通道;③炉膛高度不超过1500mm,熔体喷溅洗刷炉顶或粘结炉顶;④熔体搅动对电极的正常工作产生不利影响;⑤炉渣中Fe 3 O 4 含量达到6%~8%,需要3t/h左右的还原剂。由于上述因素的综合影响,上述试验未能取得突破性进展或达到预期效果。

随后,又进行了进一步的改进设计,在侧墙上增加了天然气燃烧搅动喷枪。然而,仍存在以下问题:①炉子宽度过大,导致喷枪无法彻底搅动;②还原剂仍不能有效加入和利用;③在各种工况下,喷枪的维护考虑不周全。







请到「今天看啥」查看全文