镍渣侧吹还原工艺[发明专利]

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 CN 105002364 A (43)申请公布日 2015.10.28

(21)申请号 201410257587.4(22)申请日 2014.06.11(66)本国优先权数据

201410151051.4 2014.04.15 CN

(71)申请人中国瑞林工程技术有限公司

地址330031 江西省南昌市红角洲前湖大道

888号(72)发明人王玮 杨慧兰

(74)专利代理机构北京清亦华知识产权代理事

务所(普通合伙) 11201

代理人黄德海(51)Int.Cl.

C22B 7/04(2006.01)C22B 23/00(2006.01)

权利要求书1页 说明书5页 附图2页

(54)发明名称

镍渣侧吹还原工艺(57)摘要

本发明公开了一种镍渣侧吹还原工艺。所述镍渣侧吹还原工艺包括以下步骤：将镍渣和还原剂加入到炉体的炉腔内；从所述炉腔的侧面向所述炉腔内吹入含氧气体和燃料，以便对所述镍渣进行熔炼还原，并产生低冰镍和炉渣；和分别将所述低冰镍和所述炉渣排出所述炉腔。根据本发明实施例的镍渣侧吹还原工艺可以有效地回收利用炉渣中的有价金属，从而可以高效地利用资源。

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权 利 要 求 书

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1.一种镍渣侧吹还原工艺，其特征在于，包括以下步骤：

将镍渣和还原剂加入到炉体的炉腔内；

从所述炉腔的侧面向所述炉腔内吹入含氧气体和燃料，以便对所述镍渣进行熔炼还原，并产生低冰镍和炉渣；和

分别将所述低冰镍和所述炉渣排出所述炉腔。2.根据权利要求1所述的镍渣侧吹还原工艺，其特征在于，所述镍渣为热态镍渣或冷态镍渣。

3.根据权利要求1所述的镍渣侧吹还原工艺，其特征在于，所述还原剂选自块煤、粒煤、粉煤、焦炭、煤气和天然气中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的镍渣侧吹还原工艺，其特征在于，进一步包括：在进行所述熔炼还原之前或在进行所述熔炼还原时，将硫化剂加入到炉体的炉腔内。

5.根据权利要求4所述的镍渣侧吹还原工艺，其特征在于，所述硫化剂选自硫铁矿、包子壳、放镍锍的溜槽结壳和废热锅炉块状烟尘中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的镍渣侧吹还原工艺，其特征在于，所述镍渣从所述炉腔的顶部和/或侧部加入到所述炉腔内，所述还原剂从所述炉腔的顶部和/或侧部加入到所述炉腔内。

7.根据权利要求1所述的镍渣侧吹还原工艺，其特征在于，所述含氧气体的氧气的体积浓度为20％-80％。

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说 明 书镍渣侧吹还原工艺

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技术领域

[0001]

本发明涉及一种镍渣侧吹还原工艺。

背景技术

[0002]

在镍精矿熔炼过程中，部分镍、钴、铜等有价金属是呈氧化物形态溶解在炉渣中。目前，没有成熟的工艺对其加以回收利用。

发明内容

[0003] 本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种可以有效地回收利用炉渣中的有价金属的镍渣侧吹还原工艺。[0004] 根据本发明实施例的镍渣侧吹还原工艺包括以下步骤：将镍渣和还原剂加入到炉体的炉腔内；从所述炉腔的侧面向所述炉腔内吹入含氧气体和燃料，以便对所述镍渣进行熔炼还原，并产生低冰镍和炉渣；和分别将所述低冰镍和所述炉渣排出所述炉腔。[0005] 根据本发明实施例的镍渣侧吹还原工艺通过对镍渣进行侧吹熔炼，并利用还原剂对镍渣熔体进行还原，从而可以使镍渣中的有价金属(例如)与镍渣的渣相分离，以便回收利用炉渣中的有价金属。[0006] 因此，根据本发明实施例的镍渣侧吹还原工艺可以有效地回收利用炉渣中的有价金属，从而可以高效地利用资源。[0007] 另外，根据本发明上述实施例的镍渣侧吹还原工艺还可以具有如下附加的技术特征：

[0008] 根据本发明的一个实施例，所述镍渣为热态镍渣或冷态镍渣。[0009] 根据本发明的一个实施例，所述还原剂选自块煤、粒煤、粉煤、焦炭、煤气和天然气中的一种或多种。

[0010] 根据本发明的一个实施例，所述镍渣侧吹还原工艺进一步包括：在进行所述熔炼还原之前或在进行所述熔炼还原时，将硫化剂加入到炉体的炉腔内。[0011] 根据本发明的一个实施例，所述硫化剂选自硫铁矿、包子壳、放镍锍的溜槽结壳和废热锅炉块状烟尘中的一种或多种。[0012] 根据本发明的一个实施例，所述镍渣从所述炉腔的顶部和/或侧部加入到所述炉腔内，所述还原剂从所述炉腔的顶部和/或侧部加入到所述炉腔内。[0013] 根据本发明的一个实施例，所述含氧气体的氧气的体积浓度为20％-80％。附图说明

[0014] [0015]

图1是根据本发明实施例的镍渣侧吹还原工艺的流程图；

图2是用于实施根据本发明实施例的镍渣侧吹还原工艺的侧吹还原炉的结构示

意图。

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说 明 书

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具体实施方式

[0016] 下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。[0017] 下面参考图1描述根据本发明实施例的镍渣侧吹还原工艺。如图1所示，根据本发明实施例的镍渣侧吹还原工艺包括以下步骤：[0018] 将镍渣和还原剂加入到炉体的炉腔内；

[0019] 从所述炉腔的侧面向所述炉腔内吹入含氧气体和燃料，以便对所述镍渣进行熔炼还原，并产生低冰镍和炉渣；和

[0020] 分别将所述低冰镍和所述炉渣排出所述炉腔。[0021] 具体而言，加入到炉腔内的还原剂与镍渣内的金属氧化物反应，降低镍渣的粘度，并通过熔体的搅动加大金属(镍)与镍锍互相碰撞长大的机率，以便促进金属和镍锍与渣相的分离。

[0022] 喷入到炉腔内的含氧气体除了用于燃料燃烧外，还可以对炉腔内的熔体进行激烈地搅拌，并使熔体强烈鼓泡。其中，在熔体的位于风口(炉腔的壁上设有用于喷入含氧气体的侧吹口，该侧吹口就是风口)以上的部分内，在含氧气体的激烈搅拌下，新生成的低冰镍的金属液滴在相互碰撞下迅速长大，并沉降形成低冰镍层，贵金属和铜锍也被捕集于此。在熔体的位于风口以下预定距离的部分内，熔体处于相对平静的状态，低冰镍金属液滴迅速与炉渣按密度分离。

[0023] 根据本发明实施例的镍渣侧吹还原工艺通过对镍渣进行侧吹熔炼，并利用还原剂对镍渣熔体进行还原，从而可以使镍渣中的有价金属(例如)与镍渣的渣相分离，以便回收利用炉渣中的有价金属。

因此，根据本发明实施例的镍渣侧吹还原工艺可以有效地回收利用炉渣中的有价

金属，从而可以高效地利用资源。

[0025] 图2示出了一种用于实施根据本发明实施例的镍渣侧吹还原工艺的侧吹还原炉10，根据本发明实施例的镍渣侧吹还原工艺还可以通过其他结构的炉子来实施。[0026] 如图2所示，侧吹还原炉10的炉体101内具有炉腔1011。炉体101的顶部设有与炉腔1011连通的加料口1012，即加料口1012设在炉腔1011的顶壁上。炉腔1011的侧壁上设有用于喷入含氧气体和燃料的侧吹口1013、用于排出炉渣的放渣口1014以及用于排出低冰镍的放镍口1015。

[0027] 镍渣可以从位于炉腔1011的顶壁上的加料口1012加入到炉腔1011内。此外，还可以在炉腔1011的侧壁上设置加料口，以便将镍渣从炉腔1011的侧部加入到炉腔1011内。有利地，还可以从炉腔1011的侧部和顶部同时向炉腔1011内加入镍渣，以便提高加料效率。

[0028] 所述镍渣可以是热态镍渣和/或冷态镍渣。其中，热态镍渣是指对镍精矿进行熔炼后得到的未经冷却的镍渣，冷态镍渣是指对镍精矿进行熔炼后得到的经过冷却的镍渣。[0029] 有利地，所述镍渣为热态镍渣。由此可以充分地利用镍精矿自身的氧化反应热，从而在对热态镍渣进行熔炼还原时只需补充少量燃料，以便极大地降低能耗。

[0030] 所述还原剂可以从炉腔1011的顶部和/或侧部加入到炉腔1011内。具体地，所

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说 明 书

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述还原剂可以从加料口1012加入到炉腔1011内。[0031] 可以先加入镍渣再加入还原剂，还可以先加入还原剂再加入镍渣。有利地，可以同时将镍渣和还原剂加入到炉腔1011内。例如，先对镍渣和还原剂进行混合，再将镍渣和还原剂的混合物加入到炉腔1011内。[0032] 所述还原剂可以选自块煤、粒煤、粉煤、焦炭、煤气和天然气中的一种或多种。部分还原剂的燃烧也有助于保持或提高镍渣的温度。具体地，块煤和粒煤的粒度都可以在10毫米至50毫米的范围内。

[0033] 可以利用侧吹燃烧器将燃料和含氧气体喷入到炉腔1011内。具体而言，燃料和含氧气体可以喷入到炉渣熔体内。

[0034] 燃料和含氧气体通过炉腔1011的侧壁上的位于静置熔体平面以下的侧吹口1013喷入到炉腔1011内，从而激烈地搅动熔体，并使熔体强烈鼓泡，以便实现熔炼过程所需的传热传质，促进炉腔1011的熔池内的熔炼反应高效地进行。燃料燃烧产生的热通过加热鼓泡飞溅起的液滴返回炉腔1011的熔池并注入含氧气体至炉腔1011的上部空间，以便供给过燃烧反应，保证烟气中的有害物质在燃烧发生时有足够的氧。

[0035] 在被鼓风激烈搅拌的炉渣熔体中(熔体的位于侧吹口1013以上的部分)，新生成的低冰镍的金属液滴在相互碰撞下迅速长大，并沉降形成低冰镍层，贵金属和铜锍也被捕集于此。在熔体的位于侧吹口1013以下预定距离的部分内，熔体处于相对平静的状态，低冰镍金属液滴迅速与炉渣按密度分离。反应产生的烟气通过烟道排出炉腔1011外。[0036] 所述含氧气体的氧气的体积浓度为20％-80％。也就是说，所述含氧气体的含氧量为20v％-80v％。由此可以更好地对所述镍渣进行熔炼还原。[0037] 所述燃料可以选自粉煤、天然气、焦炉煤气和发生炉煤气中的至少一种。[0038] 有利地，可以利用燃烧器向炉腔1011内喷入粉煤和天然气中的一种或多种。由此可以更好地对所述镍渣进行熔炼还原。侧吹口1013可以设在炉腔1011的熔池的渣线下部，燃烧器可以安装在侧吹口1013的上方。[0039] 在本发明的一些实施例中，根据本发明实施例的镍渣侧吹还原工艺进一步包括：在进行所述熔炼还原之前或在进行所述熔炼还原时，将硫化剂加入到炉体的炉腔内。通过向炉腔内加入硫化剂，从而可以使镍渣中的有价金属富集在低冰镍中。[0040] 具体地，所述硫化剂可以是镍精矿熔炼过程中的返料。例如，所述硫化剂可以选自硫铁矿、包子壳、放镍锍的溜槽结壳和废热锅炉块状烟尘中的一种或多种。[0041] 在本发明的一些示例中，根据本发明实施例的镍渣侧吹还原工艺可以进一步包括：在所述熔炼还原结束后对所述低冰镍和所述炉渣进行静置分离，以便进一步澄清分离所述低冰镍和所述炉渣。

[0042] 根据本发明实施例的镍渣侧吹还原工艺具有炉子结构简单、原料燃料适应性强、备料简单、操作灵活、高效节能、烟尘率低、安全环保等特点。

[0043] 根据本发明实施例的镍渣侧吹还原工艺的主要技术操作条件如下：

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说 明 书

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根据本发明实施例的镍渣侧吹还原工艺的主要技术经济指标如下：

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。[0048] 此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。[0049] 在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。[0050] 在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。[0051] 在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不

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说 明 书

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必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

[0052] 尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

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说 明 书 附 图

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图1

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说 明 书 附 图

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图2

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