高冰鎳的脫硫方法
2023-05-09 02:03:31
專利名稱：高冰鎳的脫硫方法
技術領域：
本發明屬於鐵合金冶煉技術，具體涉及一種高冰鎳的脫硫方法。
目前，我國的產鎳礦區，以開採鐵鎳硫化礦為主。礦石經磨碎、浮選，獲得含鎳8～10％，含銅1～2％，含鐵35～40％，含硫40％左右的鎳精礦。鎳精礦經電爐熔化除去氧化物雜質，再經轉爐吹煉除鐵，獲得含鎳60～65％，含銅8～12％，含鐵3～4％，含鈷0.5～1％，其餘為硫約20～24％的高冰鎳。對高冰鎳進行電解，分離出其中的銅、鐵、鈷、硫，得到純度達99.9％以上的電解鎳，是目前金屬鎳的主要生產方法。
目前國內鋼廠冶煉含鎳鋼種時，大部分是用電解鎳作為鋼中鎳元素的添加劑。很明顯，在鋼鐵行業，鐵並不是有害元素，在冶煉某些耐侯鋼時(如貨櫃用鋼)，銅甚至是必加元素。因此，用電解鎳作為鋼鐵行業的鎳元素添加劑，在有些鋼種上是一種很大的浪費。
脫除高冰鎳或鎳精礦中的硫，使之能直接用於鋼鐵行業，是一條降本節支的途徑。為此，已有許多有識之±進行了大量的研究，並取得了一定的成果。如中國專利公開的名稱為「高冰鎳處理新工藝」，其申請號為88105087.3；名稱為「含硫的鎳精礦直接用於製造鎳合金不鏽鋼」，其申請號為96106849，都對高冰鎳的脫硫處理提供了新的工藝方法。綜觀這兩項中國專利(申請)，均以投加大量的高鹼度渣料以生成鹼或鹼土金屬的硫化物為脫硫手段。儘管兩者的脫硫效果都很好，但兩者所採用的原料路線和工藝方案，都顯得複雜和難以控制，如前者採用噴粉(石灰粉、螢石粉)強化脫硫，後者則採用惰性氣體作為冶煉保護，如此等等，這兩項中國專利(申請)仍然存在著工藝複雜，鎳元素收得率低，處理成本高等不足。
本發明的目的在於提供一種具有工藝簡單易控，處理成本較低，脫硫效果顯著，鎳元素收得率高等優點的高冰鎳脫硫的方法，以克服已有技術的不足。
實現本發明的目的所採取的技術方案是採用矽元素來置換高冰鎳中的硫。當向高冰鎳熔體中加入矽元素時，其中的硫將與矽發生化合反應而生成硫化矽；當高冰鎳熔體中矽元素達到一定的濃度時，其中的硫將全部被矽所置換且與矽反應生成硫化矽，生成的硫化矽熔點較低且密度較小，很容易成渣除去，從而達到高冰鎳脫硫之目的。其化學反應表達式如下
考慮到純淨矽元素製取的成本因素，本發明的進一步改進點在於採用矽鐵合金作為高冰鎳的脫硫劑，其化學反應機理，與上述矽元素脫硫機理相同，矽鐵合金中的鐵則留存於反應後的合金中，其化學反應表達式如下
從而得到鎳鐵合金。
應該說明的是，為了得到高的鎳收得率，本方法不能完全脫除高冰鎳中的銅，因此採用以上技術方案，得到的是鎳銅鐵合金，該合金可作為鋼鐵行業冶煉耐侯鋼(如貨櫃用鋼)的鎳元素添加劑。
採用以上技術方案，可用於硫化鎳精礦的脫硫。
當本發明採用矽鐵作為脫硫劑的工藝處理方法，依次按照以下步驟進行高冰鎳和矽鐵按重量百分比稱重配料；將高冰鎳和矽鐵在電加熱爐內加熱熔化；保溫並充分攪拌使反應徹底；傾出爐內物料空冷凝固；渣鐵分離並進行成品精整。
本發明的實施例如下採用吉林鎳業公司生產的高冰鎳200公斤，其化學成分如下Ni 62～64％，Cu 7～8％，Fe 3～4％，S 20～22％。
採用西北鐵合金廠生產的75#矽鐵140公斤，其化學成分如下Si 72～74％，Fe 24～26％。
採用500公斤中頻電爐為熔煉設備，其爐襯採用石英砂打結而成。
將高冰鎳和矽鐵加入爐內，通電使爐料全部熔化。
繼續通電加熱提高爐溫，至爐內冒出白煙。
停止通電加熱，將爐內物料傾倒在用耐火材料作襯裡的鋼包裡，空冷至完全凝固。
倒出鋼包內物料，渣鐵自然分離，精整鐵錠表面雜質，破碎包裝。
經上述步驟處理，可得含Ni 59～61％，Cu 4～5％，Si 14～15，S≤0.03％，餘量為鐵的鎳矽銅鐵合金，該合金可直接作為冶煉含鎳、含銅鋼種的添加劑。
經上述步驟處理，鎳元素的收得率大於98％，銅元素的收得率大於65％，硫的脫除率大於99％。
本發明與已有技術比較，它所具有的工藝簡便，脫硫效果好，鎳元素的收得率高和製備成本低等特點，是顯而易見的。
權利要求
1.一種高冰鎳的脫硫方法，其特徵在於，脫硫採用的是加矽處理。
2.根據權利要求1所述的高冰鎳的脫硫方法，所說的加矽處理之所加的矽是矽鐵合金。
3.根據權利要求2所述的高冰鎳的脫硫方法，其特徵在於，依次按照以下步驟進行高冰鎳和矽鐵按重量百分比稱重配料；將高冰鎳和矽鐵在電加熱爐內加熱熔化；保溫並充分攪拌使反應徹底；傾出爐內物料空冷凝固；渣鐵分離並進行成品精整。
全文摘要
本發明公開了一種高冰鎳的脫硫方法,以加矽脫硫為其主要特徵。採用本發明的方法可脫除高冰鎳中99%以上的硫,鎳元素的收得率大於98%,且工藝簡單,易於控制,生產成本低。採用本發明處理後的高冰鎳,可代替電解鎳作為鋼鐵行業的鎳元素添加劑。
文檔編號C22B23/02GK1253186SQ9911446
公開日2000年5月17日 申請日期1999年9月24日 優先權日1999年9月24日
發明者章兼培 申請人:江蘇江南鐵合金廠