1.本发明涉及高镍锍的生产技术领域，更具体的是涉及红土镍矿冶炼镍铁连续硫化吹炼生产高镍锍的方法技术领域。
背景技术：
2.红土镍矿含镍占镍总量的60％以上，红土镍矿冶炼以rkef工艺为主的火法工艺为主，产品为镍铁合金，镍铁合金主要面向不锈钢领域，产品用途单一，近年来，随着红土镍矿产能的扩大，不锈钢领域已处于产能过剩的状况，对镍铁含镍价格产生了很大的影响，高纯金属镍及高纯硫酸镍市场依然存在大量的市场空缺。
3.目前，印尼vale采用rkef工艺，后续在回转窑出口处加入液态硫磺，焙砂硫化后进入电炉熔化，热态低镍锍进入转炉系统进行吹炼，生产高镍锍，其生产工艺流程为：红土镍矿
→
干燥破碎
→
配料
→
回转窑还原焙烧硫化
→
电炉熔炼
→
转炉吹炼
→
高镍锍浇铸
→
高镍锍块产品；该工艺流程的主要特点是低镍锍采用热装方式进入转炉吹炼系统，存在的问题是吊车转运操作频繁，低空环保治理难度大；低镍锍吹炼过程中热量过剩问题突出；转炉吹炼系统生产与前序生产系统互相干扰，生产组织难度大；难以与目前已形成的大规模的镍铁生产线进行衔接，无法解决镍铁产能过剩的问题。
4.另外，法国镍业新喀里多尼亚的多尼安博厂采用rkef工艺，生产含镍22-28％的镍铁，热态状态下运输至转炉进行硫化作业，硫化后在同一台转炉进行吹炼作业，该工艺的特点是镍铁水热态状态下转运进入转炉，存在吹炼过程热量过剩的情况，硫化和吹炼过程难以连续进行，以生产高品位镍铁为主，而在众多红土镍矿原矿中由于铁镍含量比值高，生产高品位镍铁难度大。
5.综上，现有技术中用红土镍矿冶炼镍铁生产高镍锍存在硫化吹炼过程热能过剩，炉窑热负荷大，无法高效连续生产高镍锍。为解决上述技术问题，我们特别提出了红土镍矿冶炼镍铁连续硫化吹炼生产高镍锍的方法。
技术实现要素：
6.本发明的目的在于：为了解决现有技术中用红土镍矿冶炼镍铁生产高镍锍存在硫化吹炼过程热能过剩，炉窑热负荷大，无法高效连续生产高镍锍的问题，本发明提供红土镍矿冶炼镍铁连续硫化吹炼生产高镍锍的方法，通过将熔融镍铁进行初次水淬粒化后，在转炉中连续进料、连续硫化和连续吹炼，产出的高镍锍再通过二次水淬粒化可以高效连续的生产高镍锍颗粒；转炉连续硫化吹炼过程中，烟气余热回收后作为硫化加热液化和高镍锍二次粒化水淬的蒸汽热源，从而可以消耗过剩的能量，降低炉窑的热负荷。
7.本发明为了实现上述目的具体采用以下技术方案：
8.红土镍矿冶炼镍铁连续硫化吹炼生产高镍锍的方法，包括以下步骤：
9.将红土镍矿冶炼为含镍10-15％的镍铁合金后进行初次水淬粒化，镍铁合金经过初次水淬粒化后形成镍铁粒，镍铁粒与熔剂配料后连续加入转炉进行硫化、吹炼后形成含
镍72-76％，含铁1.5-2％的熔融高镍锍，熔融高镍锍通过二次水淬粒化后形成高镍锍颗粒。
10.其中，所述镍铁粒与熔剂配料后加入转炉过程连续，转炉硫化和吹炼过程交替连续进行，生产过程连续进行，转炉硫化和吹炼过程温度波动小，所述温度波动范围1350-1400℃。
11.其中，所述转炉上设置有硫化喷吹孔和吹炼孔，所述硫化喷吹孔位于吹炼孔的下部，硫化过程中向转炉内加入硫化剂，所述硫化剂为硫磺，将硫磺加入熔硫釜内后，向熔硫釜内通入蒸汽对硫磺进行加热液化后形成液态硫磺，再与氮气一起喷吹进入转炉内，在此过程中向转炉内送入压缩风，将氮气与液态硫磺一起喷吹进入转炉内的喷吹压力为0.1-0.15mpa，液态硫磺的温度为120-140℃，氮气用于提高喷入压力、分散喷入镍铁合金熔体的硫磺、搅动熔体、降低硫化过程熔体内的氧势。
12.优选的，二次水淬粒化包括如下步骤：
13.气体打散：通过溜槽底部的蒸汽将熔融高镍锍打散成高镍锍熔滴，蒸汽来源于转炉硫化、吹炼过程中烟气的余热回收，其中，蒸汽的压力为：0.4-0.6mpa，蒸汽与熔融高镍锍的用量比为：5-10nm3:1t；
14.液态冷却：通过喷水将打散后的高镍锍熔滴进行初步冷却固化后形成高镍锍颗粒，固化后的高镍锍颗粒再进入冷却水池进行终冷却，其中，喷水的压力为0.2-0.4mpa，喷水的用量与高镍锍熔滴用量的质量比为2-3:1，二次水淬粒化后的浑浊循环水可以再次利用，这样可以节省水资源。
15.本发明的有益效果如下：
16.(1)本发明中通过将熔融镍铁进行初次水淬粒化后，在转炉中连续进料、连续硫化和连续吹炼，产出的高镍锍再通过二次水淬粒化可以高效连续的生产高镍锍颗粒；转炉连续硫化吹炼过程中，烟气余热回收后作为硫化加热液化和高镍锍二次粒化水淬的蒸汽热源，从而可以消耗过剩的能量，降低炉窑的热负荷。
17.(2)本发明中生产工艺与前序红土镍矿生产镍铁系统完脱离，互不干扰，生产系统既可以配套目前已有红土镍矿生产镍铁项目而建设，也可以处理市场采购的镍铁，生产组织灵活，更容易发挥规模效应。
18.(3)本发明中转炉连续硫化吹炼过程采用冷态固体镍铁粒，以硫化吹炼反应热熔化固体镍铁，不存在过多能量消耗，通过该工艺生产的产品为高镍锍颗粒，易于高镍锍后续湿法浸出加工。
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.红土镍矿冶炼镍铁连续硫化吹炼生产高镍锍的方法，包括以下步骤：
23.将红土镍矿冶炼为含镍10-15％的镍铁合金后进行初次水淬粒化，镍铁合金经过初次水淬粒化后形成镍铁粒，镍铁粒与熔剂配料后连续加入转炉进行硫化、吹炼后形成含镍72-76％，含铁1.5-2％的熔融高镍锍，熔融高镍锍通过二次水淬粒化后形成高镍锍颗粒，硫化和吹炼交替进行，生产过程连续进行，转炉硫化和吹炼过程温度波动小，具体温度波动范围为1350-1400℃，避免吹炼过程对硫化过程的干扰，避免吹炼过程高强度放热引起炉体过热。
24.其中，所述转炉上设置有硫化喷吹孔和吹炼孔，所述硫化喷吹孔位于吹炼孔的下部150-250mm处，硫化过程中向转炉内加入硫化剂，硫化剂充分接触底部合金，所述硫化剂为硫磺，将硫磺加入熔硫釜内后，向熔硫釜内通入蒸汽对硫磺进行加热液化后形成120℃液态硫磺，再与氮气一起喷吹进入转炉内，液态硫磺喷吹易于自动控制，将氮气与液态硫磺一起喷吹进入转炉内的喷吹压力为0.1mpa。
25.优选的，二次水淬粒化包括如下步骤：
26.气体打散：通过溜槽底部下方约120mm的蒸汽将熔融高镍锍打散成一定粒度的高镍锍熔滴，蒸汽来源于转炉硫化、吹炼过程中烟气的余热回收，采用蒸汽打散高镍锍避免了高镍锍与高压风因反应生成so2气体而产生的低空污染其中，蒸汽的压力为：0.4mpa，蒸汽与熔融高镍锍的用量比为：5nm3:1t；
27.液态冷却：通过设置于蒸汽管下方150mm处的高压喷水将打散后的高镍锍熔滴进行初步冷却固化后形成高镍锍颗粒，固化后的高镍锍颗粒再进入冷却水池进行终冷却，粒化后的高镍锍颗粒方便后续通过湿法浸出，其中，喷水的压力为0.4mpa，喷水的用量与高镍锍熔滴用量的质量比为2:1，采用气体打散、液态冷却的方式，可以确保高镍锍水淬过程安全可靠。
28.实施例2
29.如图1所示，本实施例提供红土镍矿冶炼镍铁连续硫化吹炼生产高镍锍的方法，包括以下步骤：将红土镍矿冶炼为含镍10-15％的镍铁合金后进行初次水淬粒化，镍铁合金经过初次水淬粒化后形成镍铁粒，镍铁粒与熔剂配料后连续加入转炉进行硫化、吹炼后形成含镍72-76％，含铁1.5-2％的熔融高镍锍，熔融高镍锍通过二次水淬粒化后形成高镍锍颗粒，硫化和吹炼交替进行，生产过程连续进行，转炉硫化和吹炼过程温度波动小，具体温度波动范围为1350-1400℃，避免吹炼过程对硫化过程的干扰，避免吹炼过程高强度放热引起炉体过热。
30.其中，所述转炉上设置有硫化喷吹孔和吹炼孔，所述硫化喷吹孔位于吹炼孔的下部150-250mm处，硫化过程中向转炉内加入硫化剂，硫化剂充分接触底部合金，所述硫化剂为硫磺，将硫磺加入熔硫釜内后，向熔硫釜内通入蒸汽对硫磺进行加热液化后形成130℃液态硫磺，再与氮气一起喷吹进入转炉内，液态硫磺喷吹易于自动控制，将氮气与液态硫磺一起喷吹进入转炉内的喷吹压力为0.13mpa。
31.优选的，二次水淬粒化包括如下步骤：
32.气体打散：通过溜槽底部下方约120mm的蒸汽将熔融高镍锍打散成一定粒度的高镍锍熔滴，蒸汽来源于转炉硫化、吹炼过程中烟气的余热回收，采用蒸汽打散高镍锍避免了高镍锍与高压风因反应生成so2气体而产生的低空污染其中，蒸汽的压力为：0.5mpa，蒸汽与熔融高镍锍的用量比为：7nm3:1t；
33.液态冷却：通过设置于蒸汽管下方150mm处的高压喷水将打散后的高镍锍熔滴进行初步冷却固化后形成高镍锍颗粒，固化后的高镍锍颗粒再进入冷却水池进行终冷却，粒化后的高镍锍颗粒方便后续通过湿法浸出，其中，喷水的压力为0.5mpa，喷水的用量与高镍锍熔滴用量的质量比为2.5:1，采用气体打散、液态冷却的方式，可以确保高镍锍水淬过程安全可靠。
34.实施例3
35.如图1所示，本实施例提供红土镍矿冶炼镍铁连续硫化吹炼生产高镍锍的方法，包括以下步骤：将红土镍矿冶炼为含镍10-15％的镍铁合金后进行初次水淬粒化，镍铁合金经过初次水淬粒化后形成镍铁粒，镍铁粒与熔剂配料后连续加入转炉进行硫化、吹炼后形成含镍72-76％，含铁1.5-2％的熔融高镍锍，熔融高镍锍通过二次水淬粒化后形成高镍锍颗粒，硫化和吹炼交替进行，生产过程连续进行，转炉硫化和吹炼过程温度波动小，具体温度波动范围为1350-1400℃，避免吹炼过程对硫化过程的干扰，避免吹炼过程高强度放热引起炉体过热。
36.其中，所述转炉上设置有硫化喷吹孔和吹炼孔，所述硫化喷吹孔位于吹炼孔的下部150-250mm处，硫化过程中向转炉内加入硫化剂，硫化剂充分接触底部合金，所述硫化剂为硫磺，将硫磺加入熔硫釜内后，向熔硫釜内通入蒸汽对硫磺进行加热液化后形成140℃液态硫磺，再与氮气一起喷吹进入转炉内，液态硫磺喷吹易于自动控制，将氮气与液态硫磺一起喷吹进入转炉内的喷吹压力为0.15mpa。
37.优选的，二次水淬粒化包括如下步骤：
38.气体打散：通过溜槽底部下方约120mm的蒸汽将熔融高镍锍打散成一定粒度的高镍锍熔滴，蒸汽来源于转炉硫化、吹炼过程中烟气的余热回收，采用蒸汽打散高镍锍避免了高镍锍与高压风因反应生成so2气体而产生的低空污染其中，蒸汽的压力为：0.6mpa，蒸汽与熔融高镍锍的用量比为：10nm3:1t；
39.液态冷却：通过设置于蒸汽管下方150mm处的高压喷水将打散后的高镍锍熔滴进行初步冷却固化后形成高镍锍颗粒，固化后的高镍锍颗粒再进入冷却水池进行终冷却，粒化后的高镍锍颗粒方便后续通过湿法浸出，其中，喷水的压力为0.6mpa，喷水的用量与高镍锍熔滴用量的质量比为3:1，采用气体打散、液态冷却的方式，可以确保高镍锍水淬过程安全可靠。
40.通过上述实施例，将熔融镍铁进行初次水淬粒化后，在转炉中连续进料、连续硫化和连续吹炼，产出的高镍锍再通过二次水淬粒化可以高效连续的生产高镍锍颗粒；转炉连续硫化吹炼过程中，烟气余热回收后作为硫化加热液化和高镍锍二次粒化水淬的蒸汽热源，从而可以消耗过剩的能量，降低炉窑的热负荷。技术特征：
1.红土镍矿冶炼镍铁连续硫化吹炼生产高镍锍的方法，其特征在于：包括以下步骤：将红土镍矿冶炼为含镍10-15％的镍铁合金后进行初次水淬粒化，镍铁合金经过初次水淬粒化后形成镍铁粒，镍铁粒与熔剂配料后连续加入转炉进行硫化、吹炼后形成含镍72-76％，含铁1.5-2％的熔融高镍锍，熔融高镍锍通过二次水淬粒化后形成高镍锍颗粒。2.根据权利要求1所述的红土镍矿冶炼镍铁连续硫化吹炼生产高镍锍的方法，其特征在于：所述转炉上设置有硫化喷吹孔和吹炼孔，所述硫化喷吹孔位于吹炼孔的下部，硫化过程中向转炉内加入硫化剂。3.根据权利要求2所述的红土镍矿冶炼镍铁连续硫化吹炼生产高镍锍的方法，其特征在于：所述硫化剂为硫磺，将硫磺加入熔硫釜内后，向熔硫釜内通入蒸汽对硫磺进行加热液化后形成液态硫磺，再与氮气一起喷吹进入转炉内。4.根据权利要求3所述的红土镍矿冶炼镍铁连续硫化吹炼生产高镍锍的方法，其特征在于：将氮气与液态硫磺一起喷吹进入转炉内的喷吹压力为0.1-0.15mpa，液态硫磺的温度为120-140℃。5.根据权利要求1所述的红土镍矿冶炼镍铁连续硫化吹炼生产高镍锍的方法，其特征在于：二次水淬粒化包括如下步骤：气体打散：通过溜槽底部的蒸汽将熔融高镍锍打散成高镍锍熔滴，蒸汽来源于转炉硫化、吹炼过程中烟气的余热回收；液态冷却：通过喷水将打散后的高镍锍熔滴进行初步冷却固化后形成高镍锍颗粒，固化后的高镍锍颗粒再进入冷却水池进行终冷却。6.根据权利要求5所述的红土镍矿冶炼镍铁连续硫化吹炼生产高镍锍的方法，其特征在于：气体打散过程中，蒸汽的压力为：0.4-0.6mpa，蒸汽与熔融高镍锍的用量比为：5-10nm3:1t；液态冷却步骤中，喷水的压力为0.2-0.4mpa，喷水的用量与高镍锍熔滴用量的质量比为2-3:1。
技术总结
本发明公开了红土镍矿冶炼镍铁连续硫化吹炼生产高镍锍的方法，涉及高镍锍的生产技术领域，用于解决现有技术中转炉硫化吹炼熔融镍合金热能过剩，炉窑热负荷大，无法高效连续生产高镍锍产品的问题，本发明包括如下步骤：将红土镍矿冶炼为镍铁合金后进行初次水淬粒化，镍铁合金经过初次水淬粒化后形成镍铁粒，镍铁粒与熔剂配料后连续进入转炉进行硫化、吹炼后形成熔融高镍锍，熔融高镍锍通过二次水淬粒化后形成高镍锍颗粒。本发明通过将熔融镍铁进行初次水淬粒化后，在转炉中连续进料、连续硫化和吹炼，产出的高镍锍再通过二次水淬粒化可以高效连续的生产高镍锍颗粒；同时可以消耗过剩的能量，降低炉窑的热负荷。降低炉窑的热负荷。降低炉窑的热负荷。
技术研发人员：王海玉 李祖如 马玉天 李维舟 曾海龙 于金龙 王辉 王坤 王春燕 李元杰 兰禹弈
受保护的技术使用者：金川集团股份有限公司
技术研发日：2021.10.22
技术公布日：2022/2/7
声明：
“红土镍矿冶炼镍铁连续硫化吹炼生产高镍锍的方法与流程” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：金川集团股份有限公司
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2024年05月24日 ~ 26日 
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