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粗镍铁水精炼脱硫工艺的应用:感应炉加脱硫剂脱硫

来源:未知 佚名 2018-11-30 浏览
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  镍具有良好的机械强度、延展性和高的化学稳定性,是现代航空业、国防军事、医疗器械、钢铁工业等不可或缺的重要金属。现在可供人类开发利用的镍资源只限于陆地的硫化镍矿和氧化镍矿。随着品位高、开采条件好的硫化镍矿资源渐趋枯竭,如何合理开发及处理占有世界陆基镍资源72%的氧化镍矿就显得尤为重要。目前对于红土型氧化镍矿的处理主要分为火法工艺和湿法工艺两大类,相对来说,火法工艺是主要的冶炼方法。使用碳质还原剂火法冶炼氧化镍矿生产镍铁时会产出含有大量杂质元素如Fe、P、S、Si和Cr等的粗镍铁水,杂质主要来源于原矿,部分来源于还原剂,其中S元素与部分元素易生成稳定化合物并溶于镍铁水之中,使粗镍铁水中硫含量往往处于较高的状态。因此如何降低粗镍铁水中硫的含量成为研究的对象。

  日向厂使用回转窑直接还原的方法来生产含硫量为0.24%~0.43%的粗镍铁。镍矿先进行破碎、筛分及干燥处理,用粉煤和重油作为干燥机的燃料,在直接燃烧式的热风炉中进行燃烧,用烟煤和无烟煤作为还原剂与干燥后的镍矿混合后装入在回转窑中进行烘干,以提高电炉稳定的燃烧温度,以便降低电炉的电耗。把从回转窑出来的矿加入到电炉中进行还原时,为了使大部分镍和铁被还原成金属需要限制还原剂的加入量。产生出的粗镍铁采用低频感应炉加CaC2进行精炼脱硫,使得脱硫效率达到93.3%,获得如此高的脱硫率与如下因素有关:

  (1)CaC2的脱硫能力和速度都高于石灰和苏打系,能使粗镍铁水中的Si含量升高、C含量降低,从而提高S在镍铁中的活度。

  (2)在感应炉内进行脱硫有利于粗镍铁水在磁感应力的作用下产生回流,与脱硫剂充分接触,提高粗镍铁水温度,增强反应接触面积,提高硫的活度,强化脱硫效果。

  通过对镍铁脱硫机理的分析和不同精炼脱硫工艺的探讨,可看出原料成分、冶炼工艺、还原剂、精炼脱硫工艺及操作条件对粗镍铁水终点硫含量会产生不同程度的影响。若需将镍铁中的硫控制在0.08%以下,一般可采用铁水包加脱硫剂对粗镍铁水进行脱硫。而需将镍铁中的硫控制在0.05%以下,可采用KR脱硫加脱硫剂对粗镍铁水进行脱硫。对于欲将镍铁中的硫控制在0.03%以下,则可用感应炉加脱硫剂、电弧炉精炼、炉外脱硫加电弧炉精炼或炉外脱硫加氧气顶吹或加空气底吹对粗镍铁水进行脱硫。

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