淺談難選鎳鉬礦直接熔煉工業試驗

陳金彪

（廣西有色金屬集團貴州華堃礦業股份有限公司，貴州 畢節 551700）

淺談難選鎳鉬礦直接熔煉工業試驗

陳金彪

（廣西有色金屬集團貴州華堃礦業股份有限公司，貴州 畢節 551700）

試驗采取不焙燒直接熔煉的新方法，通過改變技術條件直接得到鎳锍或鎳鉬合金產品，克服傳統工藝存在的金屬回收率低、產生低濃度SO2氣體難以制酸等缺點。該方法具有工藝流程短，充分利用原礦中硫和碳的發熱量，達到節能減排的效果等優點。

備料；直接熔煉；鎳锍；鎳鉬合金；節能減排

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

在全濕法工藝中，鎳鉬礦的氧化在溶液中進行，鉬進入溶液，鎳留在渣中。目前工業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備投資較小，過程不產生大氣污染。但該方法存在浸出劑次氯酸鈉消耗較大，生產成本相對較高的缺點，若當地無次氯酸鈉的生產廠家而靠長途運輸，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，但至今尚未實現工業化。在火法—濕法聯合工藝中，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化為氧化物，然后用堿浸出其中的鉬，使鉬進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，一般采用化學凈化法除去其中的磷、砷、硅等雜質，然后采用化學沉淀法、離子交換法和溶劑萃取法富集提鉬，其中離子交換法應用得更為廣泛。過程產生一定量的氨氮廢水，處理成本較高。

1 試驗條件

1.1 試驗的原料

本試驗先后對2種品位不同的鎳鉬礦進行試驗，其干礦成分見下表1：

表1 試驗用的鎳鉬礦化學成分 （%）

1.2 試驗工藝簡述

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

產出的鎳锍、鎳鉬合金、以及含氧化鉬品位較高的煙塵，可以進一步加工成硫酸鎳、鉬酸銨、氧化鉬等產品，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 試驗結果與討論

2.1 試驗步驟

試驗過程包括備料、烘爐、投料、熔煉、鑄錠及浸出等，即先將磨好的干礦加適當的水制成球團，制好的球經過干燥后，分批投放。投料前，先用木材烘爐8小時，使爐內干燥，當溫度達到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。產出的干渣進行浸出，得到浸出液和浸出渣，并計量、取樣、化驗。

2.2 試驗結果

（1）試驗一

試驗過程通過改變物料配比、改變熔煉溫度、時間等技術條件，試驗共進行了4次，試驗過程投入及產出物料見表2：

表2 試驗投入及產出物料量

試驗過程的產出物料經過取樣送分析化驗，分析化驗結果見表3：

表3 試驗過程產出物料分析化驗結果（%）

由表3可以看出，鎳、鉬主要富集在爐渣中，爐渣含鉬高達 2.23%，含鎳達 0.45%，沒有合金產出，爐渣含硫高達12%。說明難選鎳鉬可以不經過焙燒脫硫，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。主要是由于當物料加熱到1000℃時，物料中便有復雜硫化物、某些硫酸鹽和氫氧化物的熱分解發生，生產比較簡單而穩定的化合物。當物料加熱到1200℃時，主要是硫化物和氧化物之間的交互反應，反應產出熔合的液態金屬產物便是鎳锍，其中有NiS、FeS、CuS、CoS和貴金屬。鉬則與碳酸鹽反應生成鉬酸鹽進入爐渣，通過浸出可以回收鉬制成產品。

（2）試驗二

經過對試驗一的分析研究后，有針對性的改變物料配比、改變熔煉溫度和熔煉時間，進行試驗二，共進行4次試驗，試驗過程投入及產出物料見表4：

表4 試驗投入及產出物料量

試驗過程的產出物料經過取樣送分析化驗，分析化驗結果見表5：

表5 試驗過程產出物料分析化驗結果（%）

由表5可以看出，通過改變熔煉技術條件，可以將鎳、鉬富集在合金中，合金含鉬可達16%以上，含鎳可達30%以上，含硫低。說明難選鎳鉬也可以不經過焙燒脫硫，就能直接熔煉生產出鎳鉬合金，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。硫化物分解所產生的硫化亞鐵跟高價金屬氧化物反應，可以脫除爐料中部分硫，當加入還原劑時，脫硫效果要小得多。

3 結論

通過工業試驗證明，難選鎳鉬礦可以不經過焙燒脫硫，直接熔煉將鎳鉬以金屬锍形式富集在渣，再通過浸出回收；也可以通過改變熔煉技術條件，將難選鎳鉬不經過焙燒脫硫，直接熔煉生產出鎳鉬合金。熔煉過程充分利用原礦中的硫和碳發熱量，達到節能減排的效果。

[1] 彭容秋.鎳冶金[M].長沙:中南大學出版社,2005.9.

[2] 向鐵根.鉬冶金(修訂本)[M].長沙:中南大學出版社, 2009.

[3] 陳家鏞.濕法冶金手冊[M].北京:冶金工業出版社,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，廣西有色金屬集團貴州華堃礦業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技術管理。