[发明专利]一种由镍冶炼熔渣生产的方法

说明书

技术领域

本发明属于熔渣冶金技术领域，具体涉及一种利用镍冶炼熔渣进行冶金生产的方法。

背景技术

镍的火法冶炼过程中，产生大量镍冶炼渣，镍冶炼渣包括“造锍熔炼”工艺产生的镍熔炼渣、“铜冰镍吹炼”工艺吹炼后的贫化炉渣、顶吹熔炼产生的镍沉降炉渣。我国金川公司采用“闪速熔炼”与“顶吹熔炼”进行镍精矿冶炼，每年产生100万吨镍冶炼渣，目前累计堆积储存量超过1000万吨。镍冶炼渣中含有铜、铁、镍、钴、锌、铅、金、银等有价组分，长期堆放，既浪费资源，又污染环境。

镍冶炼渣中铁含量高达50wt％，远超目前26wt％可采品位，铜含量高达0.2wt％以上，其中铁组分主要以铁橄榄石相存在。目前，镍冶炼渣的主要研究为直接还原提铁或熔融炼铁，在还原过程中，铜、镍、钴组分还原进入铁水，不利于后续的炼钢过程。

镍冶炼渣中不仅含有铜、铁、镍、钴、锌、铅、金、银等二次资源等，而且含有大量SiO₂、CaO、MgO等冶金熔剂，化学反应活性强，是物理化学性质优良的熔渣体系，是成熟的冶金渣系。但目前，还没有一种以镍冶炼熔渣为反应渣系，实现镍冶炼熔渣中铜、铁同步分离技术。

现有铜的火法冶金工艺适于处理硫化铜矿，难以处理氧化铜矿。如何大规模同时处理镍冶炼渣、氧化铜矿物、硫化铜矿物及其它含铜铁物料，实现铜、铁的生产就显得尤为重要。

发明内容

(一)要解决的技术问题

为了解决现有技术的上述问题，本发明提供一种由镍冶炼熔渣生产的方法。本发明以现有火法炼铜工艺、炼铁工艺与熔渣冶金理论为基础，实现了大规模同时处理镍冶炼渣、氧化铜矿、硫化铜矿物、氧化镍矿物、硫化镍矿物与含铜物料，有效降低渣含铜(渣含铜<0.1wt％)，可实现铜、铁、铅、锌、镍、钴、金、银、铟、铋、钠、钾的生产与回收，本发明方法提供的是一种新的熔渣冶金工艺，也是一种新的炼铜方法与炼铁工艺。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

一种由镍冶炼熔渣生产的方法，其包括如下步骤：

S1、炉渣混合：将镍冶炼渣加入熔炼反应装置中，同时加入钙系矿物与添加剂；搅拌，将熔渣加热至熔融状态，加入氧化铜矿物、氧化镍矿物、硫化铜矿物、硫化镍矿物、含铜物料中的一种或几种；混合均匀，作为反应熔渣，并实时监测，通过调控使反应熔渣同时满足条件a和条件b，获得反应后的熔渣；

其中，所述条件a为控制反应熔渣温度为1100～1500℃；

所述条件b为控制反应熔渣的碱度CaO/SiO₂比值＝0.15～1.5；

S2、分离回收：所述步骤S1反应后的熔渣，保温5～50min，获得底部的熔融态富铜镍相层、中下部的熔融态富铁相与中上部的熔融态含铁硅酸盐矿物相，同时生成含锌组分与含铅组分的烟尘，金组分、银组分进入富铜镍相，部分含镍组分、含钴组分进入富铁相；对各相进行回收处理。

如上所述的方法，优选地，在所述步骤S1中，对于所述条件a调控的方法为：

当所述反应熔渣的温度＜设定温度范围下限1100℃时，利用反应装置自身的加热功能，或向反应熔渣中加入燃料或熔融镍冶炼渣或含铜熔炼渣和/或含铜吹炼渣，使反应熔渣的温度达到设定温度1100～1500℃范围内，喷入燃料时，同时喷入预热的氧化性气体；

当所述反应熔渣的温度＞设定温度范围上限1500℃时，向反应熔渣中加入镍冶炼渣、含铜物料、含铁物料、氧化铜矿物、氧化镍矿物、硫化铜矿物、硫化镍矿物、含金银物料或含氟物料中的一种或几种，使反应熔渣的温度达到设定温度1100～1500℃范围内；

对于所述条件b调控的方法为：

当所述反应熔渣中碱度CaO/SiO₂比值<0.15时，向反应熔渣中加入碱性物料、碱性氧化铜矿物、碱性氧化镍矿物、碱性硫化铜矿物、碱性硫化镍矿物、含铜物料、碱性含铁物料中的一种或几种；

当所述反应熔渣中碱度CaO/SiO₂比值>1.5时，向反应熔渣中加入酸性物料、酸性氧化铜矿物、酸性氧化镍矿物、酸性硫化镍矿物、酸性硫化铜矿物、酸性含铁物料或酸性含金银物料中的一种或几种。

如上所述的方法，优选地，所述反应装置为保温装置或可转动的熔炼反应装置或带有渣口或铁口熔渣可流出的熔炼反应装置；其中，所述保温装置为可倾倒的熔炼反应渣灌或保温地坑；

所述可转动的熔炼反应装置为转炉、熔炼反应渣罐；