富氧側吹熔池熔煉生產金屬化鎳陽極工藝研究

顧明杰 祁永峰 李 智 楊貴嚴 陳學剛 于英東 姚明安

(1.金川集團股份有限公司, 甘肅 金昌 737100; 2.中國恩菲工程技術有限公司, 北京 100038)

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傳統鎳精煉工藝流程為:銅鎳精礦→轉爐吹煉→高鎳锍→緩冷后破碎磨浮→二次鎳精礦→反射爐熔煉→鎳陽極板→鎳陽極板電解。該工藝流程中二次鎳精礦的熔鑄采用反射爐處理,反射爐熔煉存在以下問題:熱利用率低、燃料消耗量大、操作環境惡劣;耐火材料使用壽命短、鎳陽極板含硫量高,陽極板殘極率高;濕法電解能耗大、生產成本高等。反射爐熔鑄陽極板過程中僅完成二次鎳精礦的重熔,未發生脫硫、除鐵的化學反應,無法滿足“除鐵降硫”生產金屬化鎳陽極板的目的。

目前,國內鎳精煉工序主要采用硫化鎳陽極電解,而國外已采用純氧直接吹煉硫化鎳生成粗金屬鎳,可有效縮短工藝流程,提高生產效率。帥虹林[1]針對低鎳锍吹煉中鐵、锍含量控制展開討論,結果表明吹煉深度是影響硫含量及鎳金屬化程度的關鍵。李昌福[2]、賈玉斌[3]等針對喀拉通克鎳精礦開展金屬化高冰鎳吹煉試驗研究,主要圍繞Cu/Ni比為1.4的金屬化高冰鎳的吹煉反應溫度開展試驗,結果表明隨著銅鎳比的降低、含硫量的減少以及吹煉氣體含氧量的增加,鎳硫化物和鎳氧化物交互反應轉化溫度將逐漸升高。上述報道研究的高冰鎳均為含銅高鎳锍,與二次鎳精礦吹煉獲得金屬化高鎳锍存在較大差異,因此,如何從二次鎳精礦吹煉獲得金屬化高鎳锍,同時避免大量的鎳被氧化入渣,即如何實現二次鎳精礦的選擇性氧化以及渣中氧化鎳的還原反應,達到“去硫保鎳”,最終實現金屬化高鎳流的生產是重要的課題。……