[发明专利]高温冶炼法

说明书

技术领域

本发明涉及一种金属矿的高温冶炼处理方法。本发明尤其涉及高温冶炼法，包括助熔化合物，其用于镍矿石的连续熔炼及吹炼。

背景技术

对金属矿或金属精矿进行高温冶炼处理（如熔炼或吹炼）的过程中，常用助熔剂帮助去除生成的金属或冰铜中不需要的污染物。在某些熔炼和吹炼系统（如镍熔炼或吹炼）中，二氧化硅类的助熔剂用于生成一种硅酸铁渣。

使用二氧化硅作为助熔剂的缺点是，在熔炉或坩埚中生成的硅酸盐渣可能在某种条件下不具有正确的物理性质和化学性质（如杂质粘度低、互溶性高，有价金属互溶性低）。这会导致有价金属流失，变成炉渣，金属或冰铜含有杂质，或同时出现这两种情况。

因此，如果可以提供一种助熔化合物，帮助产生一种在冶炼过程中稳定的炉渣，其物理和化学性质将有益于冶炼加工，这将会是一大优势。

要清楚了解，如果本专利提到任何现有技术公告，该引用均不意味着承认此项公告构成该技术在成为澳大利亚或任何其他国家公知常识的一部分。

整个说明书中，除非使用情景另有说明，否则“包括”一词及其文法上等效的词应理解为“包含”之意。

发明内容

本发明的一个目的是提供可克服上述至少某一缺点的助熔化合物，或提供有用选择或商业选择。

首先，本发明在于提供一种使用含钙助熔化合物对含镍材料进行高温冶炼处理的方法。

可以使用任意适合的含钙助熔化合物，但是，最好是在炉渣相中，助熔化合物会首先生成一种铁酸钙基炉渣（CaO-FeO-Fe2O3）。

按照设想，多种钙化合物能够用于助熔化合物，包括石灰石、石灰或煅石灰、或其化合物。但是，在优选实施例中，助熔化合物可能包含碳酸钙。

在本发明的一些实施例中，助熔化合物可能包含大约10％以上（按重量计）的碳酸钙。助熔化合物能够包含大约50％以上（按重量计）的碳酸钙则最好。在另一些实施例中，助熔化合物可能包含大约90％以上（按重量计）的碳酸钙。在某些施例中，助熔化合物可能全为碳酸钙。本发明的优选实施例中，助熔化合物包含石灰石。当然，本发明使用石灰石的实施例中，石灰石可能实际上全为碳酸钙，或可能主要为碳酸钙，并夹杂相对较少的无法去除的杂质。

有经验的人员应该知道：可通过各种方法实现加钙助熔的目的，包括但不限于：添加较粗糙的碳酸钙微粒（如砾石大小的微粒），或风力喷射煅石灰细粒（如，像尘土一样的）。

本发明中的方法可以使用任意适合的含镍材料，例如，镍矿石、精矿、冰铜、炉渣或类似物、或其任意适合的组合。

按照设想，本发明中的方法可以与任意适合的高温冶炼过程结合使用，例如，但不限于熔炼、精炼、吹炼或类似过程。

在本发明的一些实施例中，助熔化合物可能仅仅是在高温冶炼过程中添加的助熔剂。或者，在高温冶炼过程中加入助熔化合物的同时，额外添加助熔剂。按照设想，在本发明的这一实施例中，可以使用任意合适的额外助熔剂。

助熔化合物使用前可能需要分类。如果需要分类，最好按照粒度进行分类，可以使用任意合适的分类过程，例如，但不限于筛选。

助熔化合物的分类最好是用于减少或除去其中的细粒，很大一部分将会在微粒排放过程中除去。用这种方法，会使碳酸钙流失，从而导致产生CaO不足的炉渣。

助熔化合物分类过程分离的粒度并非关键，有经验的人员会了解分离的粒度依据高温冶炼过程、助熔化合物及含镍材料等的性质而可能有所不同。

高温冶炼过程中可以添加任意合适数量的助熔化合物。但是，高温冶炼过程中添加的助熔化合物的数量最好能使该过程中的冶炼性能达到最优。

有一个惊人的发现，即高温冶炼过程中产生的炉渣中的镍和钴的分配随着炉渣中Fe/CaO比例的降低而减少。因此，在本发明的优选实施例中，根据炉渣中要求的Fe/CaO比例，确定高温冶炼过程中添加的助熔化合物的数量。该比例可根据含镍材料中的已知含铁量确定。

在优选实施例中，炉渣中要求的Fe/CaO比例（按重量）为0.5～5.0，2.0～4.0则更好，而2.2～3.0最佳（如图5中相图阴影部分所示）。

此外，本发明的某些实施例中，由于夹杂了其他材料，例如但不限于磁铁矿，炉渣中Fe/CaO比例可能增加炉渣中镍和/或钴的分配。

本发明的优选实施例中，本发明所用方法属于连续法，高温冶炼过程中的吹炼尤其如此。按照设想，向熔炉中加入和注入氧化剂过程更是需要连续进行。

本发明提供了若干显著优势。其一，本发明发现：根据本发明使用铁酸钙炉渣系统时，有助于使高温冶炼过程中生成的冰铜含有较低浓度的铁。