DOC《镍闪速熔炼新渣型的物化性质研究》

镍闪速熔炼新渣型的物化性质研究 张振强1,赵俊学1,崔雅茹1,高晓婷2,路晓涛1,王鹏飞1,梁洪铭1 (1.

西安建筑科技大学 冶金工程学院,西安 710055;

2.金川有色集团有限公司镍钴研究院,甘肃金昌 737100) 摘要:金川镍铜渣中铁的还原性差、难以作为炼铁炉料直接入炉冶炼.提出了提高渣中CaO含量、降低SiO2含量为后续提铁创造条件的工艺设想,并利用FactSage计算模拟软件对金川镍闪速熔炼渣主要成分的相图进行模拟计算,通过试验考察了不同炉渣组分对熔渣物化性质影响的规律.结果表明,适合的新渣型为Fe/SiO2=1.5,CaO 10%~15%,MgO 9%. 关键词:镍冶金;

闪速炉渣;

新渣型;

熔化温度;

黏度 中图分类号:TF815 文献标志码:A 文章编号:1007-7545(2013)05-0000-00 Study on Physico-Chemical Property of New Slag Type for Nickel Flash Smelting ZHANG Zhen-qiang1, ZHAO Jun-xue1, CUI Ya-ru1, GAO Xiao-ting2, LU Xiao-tao1,WANG Peng-fei1, LIANG Hong-ming1 (1. School of Metallurgical Engineering, Xi'

an University of Architecture &

Technology, Xi'

an 710055, China;

2. Institute of Nickel and Cobalt, JNMC, Jingchang 737100, Gansu, China) Abstract:Iron in nickel and copper slag mostly exists in the form of ferric metasilicate, which is difficult to be reduced and can'

t be used as furnace charge directly. Improving content of CaO and reducing content of SiO2 in slag were put forward to create conditions for subsequent iron extraction. Main ingredients phase diagram of JNMC nickel and copper slag was simulation calculated with FactSage software, and the effects of components of slag on physico-chemical properties of smelting slag was investigated by experiments. The results show that the suitable slag type is Fe/SiO2 of 1.5, CaO of 10%~15%, MgO of 9%. Keyword:nickel metallurgy;

flash smelting slag;

new slag type;

melting temperature;

viscosity 炉渣是含金属矿物在熔融状态下分离出有用组分后的固体废弃物[1].据统计,我国有色冶金废渣的堆存量已经达到0.743 8亿t[2].金川公司自1963年冶炼系统投产以来,至2012年底累计堆存镍铜冶炼炉渣可达3 300万t.在其火法冶炼生产过程中,98%以上的铁进入炉渣,炉渣含铁40%左右.实现铜渣资源化综合利用,从而创造可观的经济效益成为了当前研究的重要课题[3].镍铜渣中铁以铁橄榄石形式为主[4-5],还原性差,难以作为炼铁炉料直接入炉冶炼.针对此问题,本文提出增加石灰熔剂、减少石英熔剂加入量的造渣方案,以提高铁氧化物的活性,为提铁创造条件[6].通过理论模拟与试验测定相结合,研发新熔炼渣型,在保证镍冶炼过程顺利进行的前提下,为后续提铁创造条件.

1 研究方案 1.1基本思路 镍渣中的氧化铁以硅酸铁形式存在,氧化铁的活度低.还原反应以固体碳的直接还原为主. (Fe2SiO4)+2C=2Fe+(SiO2)+2CO ΔrGm?=354140-341.59T J/mol (1) (Fe2SiO4)+2(CaO)+2C=2Fe+(Ca2SiO4)+2CO ΔrGm? =235347-310.71T J/mol (2) 式(1)、(2)表明,在标准状态下,向渣中加入CaO后,还原转化温度可由1

037 K下降到757 K.说明CaO能大幅度改善硅酸盐还原的热力学条件.为此,寻求性能满足镍冶炼要求、且铁含量不降低的前提下,合理的炉渣碱度是本课题的研究重点. 1.2 研究方案 使用FactSage软件的Phase Diagram模块进行相图模拟分析,在提高碱度的前提下,寻找熔点适应生产实践的渣型配比范围.对熔点符合要求区域的成分配制试样,测定熔点、黏度等,对该区域的炉渣性能进行综合分析,得出可适合镍冶炼的新炉渣成分范围. 收稿日期:2012-10-26 基金项目:陕西省教育厅专项项目(11JK0814);