毕业设计---10万吨年电镍的镍电解精炼车间设计 -(终稿word)(4)

处理硫化铜镍矿流程的前一部分

第一次分离熔炼之顶锍装入转炉而吹炼成粗铜、顶锍渣和返料硫酸钠。第一次分离熔炼的底锍尚含大量的铜，需要在鼓风炉中进行第二次分离熔炼。第二次分离熔炼的顶锍作为返料在转炉进行第一次分离熔炼时加入。

第二次分离熔炼的底锍在鄂式破碎机破碎；球磨机中磨细而后再相继在多层机械炉中与回转炉中进行二段焙烧。

如果铜锍高锍用浮选法处理，那么可以得到两种精矿和铜镍合金或者是需要专门处理的中间产品。

浮选高锍得之镍精矿与二次分离熔炼之底锍一样进行两端焙烧。由于浮选分离之后硫化镍的颗粒很小，所以焙烧常常是使用特殊方法，经过两端焙烧的氧化亚铁在电炉中进行还原熔炼。

由电炉得到的金属镍浇铸成阳极后在进行电解精炼。电解后得到纯镍，其中还镍99.9%；钴0.05～0.07%；铜0.02%和十万分之几含量的其它杂质。

从硫化铜矿中提取工艺流程中特点之一即是工段多且车间间关系密切。一个车间转移交给另一各车间班车品或返料。某一个车间破坏了正常的工作制度就会影响其他车间的工作。有时某一个车间对另一个车间的应此昂不能马上看

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出来，特别是较难预见到半成品质量发生变化的作用。按照这种流程生产的企业的管理是一个困难的任务，这需要丰富的知识和经验。处理硫化铜镍矿的大致流程如图63.

熔炼前原料（精矿及矿石）准备的主要作业与目的

熔炼前矿石需要进行一系列的准备工作，其中包括选矿，烘干，焙烧和烧结，由于矿石的质量不同而分别进行此种或标准备工作。

准备工作的目的是保证熔炼时炉子的最高生产率与最大限度的将镍回收到质量很高的锍中来。

熔炼物料时不同著称的颗粒生成两种均一的熔融物既渣和硫。物料组成越均匀混合的越好，不均匀的颗粒接触得越紧。粒度越小，则不同性质组成的固料变成均一的液体渣与锍的速度越快。破碎，配料，焙烧与烧结矿石和精铜矿即为此目的。除此之外，焙烧和烧结时从矿石中尚可去除部分多余的锍，以提高锍的质量。

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很明显的，要想正确的混合不同种类的矿石及矿石与溶剂成为可能，只有当我们知道在那里放着什么矿石，同时绝不允许料时任意将他们混合。为此目的需要修建一个大的承受仓库与破碎配料间。 A硫化铜镍矿与精矿的干燥

硫化铜镍矿的水分很少（2.5～5%），因而在鼓风机熔炼时不需干燥。而在电炉中熔炼此类矿石时，特别是在冬季露天采出的矿石，干燥则是必须的。水份常常很高（10～12%）镍精矿更需烘干。鼓风炉里熔炼精矿时，水份是在造块-烧结或制团（如果团矿烧结的话）——过程中从矿石排出的，所以不一定要由干燥过程。原矿或精矿在干燥筒中进行干燥（前已述及），或者是在隔板式蒸汽干燥器中及其他设备中进行干燥。

隔板式蒸汽干燥器（图）直径5米，是由锅炉铁板制成的。干燥器的各层类似金属箱，往相中加入两个大气压的蒸汽。在干燥器里边保持温度为100～110.带靶臂靶齿的中央转轴由2～3转分的速度。

当工作时干燥器是具负压的，吸入干燥器的空气与蒸汽通过收尘器——旋风收尘器和布袋收尘器。这种干燥的特点在于产生的烟尘少，操作简单，使用价格低廉。干燥器的生产能力是每小时5～6吨精矿。烘过的精矿中含水分为1～2%。为减少运输时产生的烟尘，烘过的精矿与定量的湿精矿相混合。

如果硫化铜镍矿和精矿在筒形干燥器中进行干燥时，气体温度在筒的头部应为500～600，在筒的尾部和排料小室里应不低于120.

为降低进入干燥器的气体温度，以防止精矿的燃着，在筒的头部加入冷空气。除此而外，空气将使筒内气体量增加，因而气体将为其较少量的蒸汽所饱和，这部分蒸汽就不能在烟道，集尘室的墙壁上冷凝。气体量应该是这样考虑，以使得蒸汽在不高于75是冷凝。如果加入的空气量不够，气体将为蒸汽过饱和，因而减慢烘干过程。总共需向干燥筒中加入3～3.2倍于点燃燃料所需的空气量。

与筒形干燥器不同，隔板式干燥器比较坚固，占据的地方较少，仅有少量的烟尘溢出，有用金属损失较少，不需要设立电收尘器和建筑烟筒。隔板式干

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燥器只需较少的基建资金和经营费。干燥过程制度的控制也比较简单，效果较好。

B硫化矿与精矿在多层炉中焙烧

在冶金学中“焙烧矿石”；理解为硫化物在空气流中的燃烧。本过程的主要目的在于部分地或全部的除掉硫，如果在原料中硫的含量超过了下一步处理过程的允许量时。若除了脱硫再无其它目的的话，焙烧一般地是在多层机械中进行。在这种类型的炉中便于焙烧粉矿。在多层炉里焙烧时，物料烧结是非常不利的现象，因为这将减慢焙烧速度并引起靶齿靶臂的破损。加入含硫少的物质可以防止烧结，亦即加入返料和熔剂可以防止烧结。硫在炉料组成中的还量应该保持在20～25%范围内。

焙烧结果得到焙料即焙烧过的矿或焙烧过的精矿，还硫12～14%。

C硫化矿与精矿的烧结与制团

烧结过程的化学反应历程

硫化铜镍矿的烧结与氧化镍矿烧结相同也是在带式烧结机上进行。与氧化镍烧结不同的地方是：由细粒的硫化矿与精矿所组成的炉料颗粒的烧焙可以利用硫化物氧化时放出的热量来实现。但是，为了制得较坚固的烧结块和减少烧掉的硫，往炉料中常加入焦炭粉。焦炭粉是事先经过湿磨并在浮选前配入精矿的矿浆中的。利用此种加入焦炭粉的方法可以保证炉料的均匀分布及其颗粒间的良好接触。

硫化铜镍矿与精矿烧结是的脱硫率即除硫率不超过50%。如果在精矿或细矿中含硫12～13%，那么在烧结块中剩硫约6%。用含这样多硫的烧结块不能保证获得金属（镍与铜）总含量低于30%的硫。在这种情况下为了制得所需的锍，就不得不往鼓风炉炉料中补加石膏或者黄铁矿，像在熔炼氧化镍矿一样，但只是

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少量些而已。

硫化镍矿中所含的磁黄铁矿在高温作用下按下列反应分解 Fe7S8=7FS+0.5S2 此时，丢掉12.5%的硫 硫化亚铁被氧化为氧化亚铁 FeS+0.5O2=FeO+SO2

而后再靠剩下的空气中的氧而氧化为氧化铁 2FeO+0.5O2=Fe2O3 氧化铁与氧化铁相作用： 3Fe2O3+FeS=FeO+SO2

所生成的二氧化硫再按反应将硫化铁氧化 FeS+SO2=F3O4+S2

生成铁的磁性氧化物Fe3O4和单体 硫。

四氧化三铁与硫化铁和炉料中的二氧化硅发生反应 3F3O4+FeS+5SO2=5(2FeO.SO2)+SO2 生成铁的硅酸盐和二氧化硫。

炉料组成的黄铜矿与镍黄铁矿按反应分解： 2CuFeS2=C2S+2FeS+0.5S

硫被空气的氧所氧化生成二氧化硫而移入气体中： S+2O2=2SO2

这样，大部分炉料都参加了化学反应。

依靠硫化物的氧化与炉料中焦炭的燃烧，温度可以发展到1000～1100℃。在此温度时易熔的硅酸盐熔融并将炉料的颗粒粘着而成结实的烧结块。镍、铜和铁的硫化物的易熔熔合物也能起粘着物的作用。

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