陳金彪

（廣西有色金屬集團(tuán)貴州華堃礦業(yè)股份有限公司，貴州 畢節(jié) 551700）

淺談難選鎳鉬礦直接熔煉工業(yè)試驗(yàn)

陳金彪

（廣西有色金屬集團(tuán)貴州華堃礦業(yè)股份有限公司，貴州 畢節(jié) 551700）

試驗(yàn)采取不焙燒直接熔煉的新方法，通過改變技術(shù)條件直接得到鎳锍或鎳鉬合金產(chǎn)品，克服傳統(tǒng)工藝存在的金屬回收率低、產(chǎn)生低濃度SO2氣體難以制酸等缺點(diǎn)。該方法具有工藝流程短，充分利用原礦中硫和碳的發(fā)熱量，達(dá)到節(jié)能減排的效果等優(yōu)點(diǎn)。

備料；直接熔煉；鎳锍；鎳鉬合金；節(jié)能減排

目前，從鎳鉬礦中生產(chǎn)鉬酸銨、氧化鉬的工業(yè)化歷史較短，其工藝技術(shù)尚處于不斷發(fā)展之中，目前提出的方法有很多種，但概括起來，工業(yè)上存在兩類方法，一種為濕法工藝，另一種為火法——濕法聯(lián)合工藝。

在全濕法工藝中，鎳鉬礦的氧化在溶液中進(jìn)行，鉬進(jìn)入溶液，鎳留在渣中。目前工業(yè)上成熟的方法是用次氯酸鈉為浸出劑氧化分解鎳鉬礦，次氯酸鈉為浸出劑濕法分解工藝設(shè)備投資較小，過程不產(chǎn)生大氣污染。但該方法存在浸出劑次氯酸鈉消耗較大，生產(chǎn)成本相對較高的缺點(diǎn)，若當(dāng)?shù)責(zé)o次氯酸鈉的生產(chǎn)廠家而靠長途運(yùn)輸，則該方法成本太高。另外還有采用高壓氧浸出分解鎳鉬礦的報道，但至今尚未實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。在火法—濕法聯(lián)合工藝中，用氧化焙燒的方法處理鎳鉬礦，即用空氣中的氧氣在高溫下氧化鎳鉬礦，使其中的鉬和鎳由硫化物轉(zhuǎn)化為氧化物，然后用堿浸出其中的鉬，使鉬進(jìn)入侵出液而鎳留在浸出渣中。其成本較低，但是鎳鉬礦的氧化焙燒過程必然產(chǎn)生大量含低濃度 SO2的氣體，廢氣處理裝置投資較大，處理成本較高。至于從浸出液中制取氧化鉬或鉬酸銨，一般采用化學(xué)凈化法除去其中的磷、砷、硅等雜質(zhì)，然后采用化學(xué)沉淀法、離子交換法和溶劑萃取法富集提鉬，其中離子交換法應(yīng)用得更為廣泛。過程產(chǎn)生一定量的氨氮廢水，處理成本較高。

1 試驗(yàn)條件

1.1 試驗(yàn)的原料

本試驗(yàn)先后對2種品位不同的鎳鉬礦進(jìn)行試驗(yàn)，其干礦成分見下表1：

表1 試驗(yàn)用的鎳鉬礦化學(xué)成分 （%）

1.2 試驗(yàn)工藝簡述

將鎳鉬礦破碎、烘干后再磨至-100目，然后制成團(tuán)塊或球團(tuán)，需要再次烘干至 H2O≤5%，控制溫度為 300～400℃，可用高溫尾氣進(jìn)行烘干后，烘干后的物料分批直接加入熔煉爐進(jìn)行熔煉，熔煉溫度控制在1200～1300℃，通過調(diào)整還原劑配比，可以在熔煉過程產(chǎn)出鎳锍和鉬酸鹽等。熔煉爐尾氣含SO2濃度較低，經(jīng)過收塵、制酸淋洗后，可以達(dá)標(biāo)排放。

產(chǎn)出的鎳锍、鎳鉬合金、以及含氧化鉬品位較高的煙塵，可以進(jìn)一步加工成硫酸鎳、鉬酸銨、氧化鉬等產(chǎn)品，也可以直接銷售。熔煉爐渣主要含硅、鈣、鐵等，可以銷售給水泥廠，工藝流程簡圖如下。

2 試驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 試驗(yàn)步驟

試驗(yàn)過程包括備料、烘爐、投料、熔煉、鑄錠及浸出等，即先將磨好的干礦加適當(dāng)?shù)乃瞥汕驁F(tuán)，制好的球經(jīng)過干燥后，分批投放。投料前，先用木材烘爐8小時，使?fàn)t內(nèi)干燥，當(dāng)溫度達(dá)到300℃，再投入3公斤焦炭，之后開啟投料。熔煉前期溫度低，加料較慢，每次加入10公斤，之后逐步加大到30公斤/次，通過多批加料、間斷放渣，熔煉爐內(nèi)熔融金屬锍（鎳鉬合金）不斷增加。熔煉過程，渣口要堵好，防止漏渣。產(chǎn)出的干渣進(jìn)行浸出，得到浸出液和浸出渣，并計量、取樣、化驗(yàn)。

2.2 試驗(yàn)結(jié)果

（1）試驗(yàn)一

試驗(yàn)過程通過改變物料配比、改變?nèi)蹮挏囟?、時間等技術(shù)條件，試驗(yàn)共進(jìn)行了4次，試驗(yàn)過程投入及產(chǎn)出物料見表2：

表2 試驗(yàn)投入及產(chǎn)出物料量

試驗(yàn)過程的產(chǎn)出物料經(jīng)過取樣送分析化驗(yàn)，分析化驗(yàn)結(jié)果見表3：

表3 試驗(yàn)過程產(chǎn)出物料分析化驗(yàn)結(jié)果（%）

由表3可以看出，鎳、鉬主要富集在爐渣中，爐渣含鉬高達(dá) 2.23%，含鎳達(dá) 0.45%，沒有合金產(chǎn)出，爐渣含硫高達(dá)12%。說明難選鎳鉬可以不經(jīng)過焙燒脫硫，就可以直接熔煉將鉬、硫以鎳锍形式富集在渣，再通過浸出回收，但試驗(yàn)過程中生成的鎳锍與爐渣的分離效果不好，未能放出爐鑄錠。主要是由于當(dāng)物料加熱到1000℃時，物料中便有復(fù)雜硫化物、某些硫酸鹽和氫氧化物的熱分解發(fā)生，生產(chǎn)比較簡單而穩(wěn)定的化合物。當(dāng)物料加熱到1200℃時，主要是硫化物和氧化物之間的交互反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)出熔合的液態(tài)金屬產(chǎn)物便是鎳锍，其中有NiS、FeS、CuS、CoS和貴金屬。鉬則與碳酸鹽反應(yīng)生成鉬酸鹽進(jìn)入爐渣，通過浸出可以回收鉬制成產(chǎn)品。

（2）試驗(yàn)二

經(jīng)過對試驗(yàn)一的分析研究后，有針對性的改變物料配比、改變?nèi)蹮挏囟群腿蹮挄r間，進(jìn)行試驗(yàn)二，共進(jìn)行4次試驗(yàn)，試驗(yàn)過程投入及產(chǎn)出物料見表4：

表4 試驗(yàn)投入及產(chǎn)出物料量

試驗(yàn)過程的產(chǎn)出物料經(jīng)過取樣送分析化驗(yàn)，分析化驗(yàn)結(jié)果見表5：

表5 試驗(yàn)過程產(chǎn)出物料分析化驗(yàn)結(jié)果（%）

由表5可以看出，通過改變?nèi)蹮捈夹g(shù)條件，可以將鎳、鉬富集在合金中，合金含鉬可達(dá)16%以上，含鎳可達(dá)30%以上，含硫低。說明難選鎳鉬也可以不經(jīng)過焙燒脫硫，就能直接熔煉生產(chǎn)出鎳鉬合金，并且降低爐渣品位的目的。主要是在高溫熔煉條件下，硫含量低于0.5%時，液相線溫度隨C%和Si%而改變，低碳鎳合金一般液相線溫度為1400℃。爐渣的主要成分為FeO、MgO和SiO2。當(dāng)SiO2/MgO＜2時，爐渣的液線溫度基本不受爐渣中FeO含量的限制。硫化物分解所產(chǎn)生的硫化亞鐵跟高價金屬氧化物反應(yīng)，可以脫除爐料中部分硫，當(dāng)加入還原劑時，脫硫效果要小得多。

3 結(jié)論

通過工業(yè)試驗(yàn)證明，難選鎳鉬礦可以不經(jīng)過焙燒脫硫，直接熔煉將鎳鉬以金屬锍形式富集在渣，再通過浸出回收；也可以通過改變?nèi)蹮捈夹g(shù)條件，將難選鎳鉬不經(jīng)過焙燒脫硫，直接熔煉生產(chǎn)出鎳鉬合金。熔煉過程充分利用原礦中的硫和碳發(fā)熱量，達(dá)到節(jié)能減排的效果。

[1] 彭容秋.鎳冶金[M].長沙:中南大學(xué)出版社,2005.9.

[2] 向鐵根.鉬冶金(修訂本)[M].長沙:中南大學(xué)出版社, 2009.

[3] 陳家鏞.濕法冶金手冊[M].北京:冶金工業(yè)出版社,2005.9(2008.5重印).

Remarks The Practice of Smelting Har-Nickel-Molybdenum Ore

The practice of Smelting select a new method without baking,to get nickel-Molybdenum metals by change some factor of technology and overcoming the shortcoming,as short-drawing metals with the past smelting and hard-making sulphur acid with deluted SO2gas.the method have some excellent,as short-journey,employing the heat of carbon and sulphur within the nickel-Molybdenum ore,making a good effectwith saveing energy and dirty.

prepaer marks；indirect smelting；nickel-sulfonium；nickel-Molybdenum metals；save energy and dirty

TF11

A

1008-1151(2012)01-0054-02

2011-10-27

陳金彪（1978－），男，廣西有色金屬集團(tuán)貴州華堃礦業(yè)股份有限公司冶煉工程師，工程碩士在讀生，從事有色金屬冶煉生產(chǎn)技術(shù)管理。