1.本發(fā)明涉及有色金屬冶煉領(lǐng)域，具體而言，涉及一種利用鎳鐵液生產(chǎn)高冰鎳的裝置及方法。

背景技術(shù)：

2.鎳作為一種重要的有色金屬元素，其主要用于生產(chǎn)不銹鋼、電池、催化劑、高溫合金等產(chǎn)品。鎳的礦物資源類型主要有硫化型鎳礦和氧化型鎳礦。在全世界鎳礦儲量中，硫化鎳礦占30～40％，氧化鎳礦占60～70％，在世界范圍內(nèi)主要集中在新喀里多尼亞、加拿大、俄羅斯、菲律賓、澳大利亞、印度尼西亞等國家和地區(qū)，而我國的鎳礦儲量占世界第8位，主要以硫化鎳礦為主，分布在甘肅、四川、云南、新疆等省、自治區(qū)。目前，隨著世界范圍內(nèi)硫化鎳礦儲量的減少，開發(fā)利用以紅土鎳礦為主的氧化鎳礦已逐漸成為世界鎳冶煉發(fā)展新趨勢。

3.以回轉(zhuǎn)窯-電爐法(rkef)工藝生產(chǎn)鎳鐵合金，是目前使用紅土鎳礦的主要應(yīng)用方式，所生產(chǎn)的鎳鐵合金再用來生產(chǎn)不銹鋼。然而，自2014年印尼實(shí)行紅土礦禁止出口政策后，國內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)面臨紅土礦進(jìn)口量減少、不銹鋼產(chǎn)業(yè)原料短缺的境況。為此，國內(nèi)很多企業(yè)在印尼等國家投資興建使用紅土礦生產(chǎn)鎳鐵的工藝，以rkef工藝為主。大量資本的投入和產(chǎn)能增加，勢必形成巨大鎳鐵產(chǎn)能，進(jìn)而導(dǎo)致利潤降低。而且，世界上紅土鎳礦rkef法生產(chǎn)冰鎳的僅有兩家，即pt vale印尼梭羅阿科冶煉廠和埃赫曼新喀里多尼亞多尼安博冶煉廠。面對目前不銹鋼行業(yè)飽和的現(xiàn)狀和電動汽車、動力電池行業(yè)的蓬勃發(fā)展，對傳統(tǒng)鎳鐵產(chǎn)品需求的不斷下降，以及對金屬鎳和鎳鹽產(chǎn)品需求持續(xù)走高，勢必引發(fā)紅土鎳礦從生產(chǎn)鎳鐵向生產(chǎn)冰鎳方向轉(zhuǎn)變。同時，隨著以新能源電動汽車在全球范圍內(nèi)的普及，新能源電池材料的生產(chǎn)逐漸備受關(guān)注，各種含ni電池材料利潤高，行業(yè)前景廣泛，也驅(qū)使傳統(tǒng)鎳冶煉企業(yè)逐漸向電池材料前端原料——高冰鎳生產(chǎn)方向轉(zhuǎn)變。在此種背景下，在對現(xiàn)有紅土鎳礦-鎳鐵生產(chǎn)工藝不進(jìn)行大改變的前提下，如何實(shí)現(xiàn)直接生產(chǎn)高冰鎳，是現(xiàn)有技術(shù)工藝的熱點(diǎn)。紅土鎳礦制備冰鎳的現(xiàn)有技術(shù)如下：

4.(1)回轉(zhuǎn)窯-電爐法(rkef)

5.國際鎳公司開發(fā)的回轉(zhuǎn)窯-電爐法生產(chǎn)冰鎳。其生產(chǎn)流程是礦石干燥后用回轉(zhuǎn)窯先進(jìn)行選擇性還原，并在窯尾噴入熔融硫磺使還原出的金屬鎳和鐵硫化，然后加入電爐熔化產(chǎn)出冰鎳，氧化鎳礦硫化熔煉所產(chǎn)低冰鎳由鎳和鐵的硫化物組成，低冰鎳再以熔融態(tài)加入轉(zhuǎn)爐吹煉產(chǎn)出高冰鎳。國際鎳公司(現(xiàn)為pt vale)印尼梭羅阿科冶煉廠于1977年建成，利用此工藝將還原過的焙砂用熔融硫磺在回轉(zhuǎn)窯中硫化處理，電爐熔化產(chǎn)出低冰鎳后送臥式雙轉(zhuǎn)爐吹煉得到高冰鎳。該廠處理高鎂氧化礦，其成分為ni 2.0wt％，co 0.05wt％，fe 19wt％，sio

2 3wt％，mgo 21wt％。最終產(chǎn)物為高冰鎳(ni 78wt％，co 1wt％，fe 0.7wt％，s 18～22wt％)。另一家采用回轉(zhuǎn)窯-電爐法生產(chǎn)冰鎳的是埃赫曼公司。其生產(chǎn)流程是礦石干燥后用回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行選擇性還原，然后加入電爐熔化產(chǎn)出鎳鐵，液態(tài)鎳鐵進(jìn)入轉(zhuǎn)爐硫化，產(chǎn)出高冰鎳。埃赫曼公司新喀里多尼亞多尼安博冶煉廠采用此工藝生產(chǎn)冰鎳，但該法產(chǎn)量較小

(鎳鐵80wt％，冰鎳20wt％)。

6.(2)鼓風(fēng)爐法

7.鼓風(fēng)爐熔煉紅土鎳礦制冰鎳法，第一批工廠建于烏拉爾，并于1933～1938年間投產(chǎn)。主要用于處理含鎳為1％的低鎳紅土鎳礦，采用鼓風(fēng)爐熔煉團(tuán)礦得到冰鎳。采用鼓風(fēng)爐熔煉時，紅土鎳礦中配入焦炭、石灰石以及另外配入含硫的物料如黃鐵礦、石膏等。當(dāng)?shù)V石、焦炭、石膏及石灰石組成的物料在鼓風(fēng)爐中下降時，與上升的熱還原氣體形成對流，于是被加熱、還原和熔化，產(chǎn)出冰鎳和爐渣，這個過程中石膏中的硫酸鈣被直接還原成硫化鈣，硫化鈣與鐵及鎳的氧化物反應(yīng)生成冰鎳，氧化鈣則入渣。冰鎳成分可通過石膏和焦炭的加入量來調(diào)整，石膏和焦炭加入量越多，冰鎳中硫和鐵的含量越高，冰鎳含量越低，冰鎳品位越低，渣含鎳越低，但隨后吹煉除鐵的費(fèi)用則越高。因此，應(yīng)平衡各因素，確定最佳的冰鎳品位。但該法存在勞動條件差、自動化水平低、能耗高等問題。

8.(3)瓦紐科夫熔池熔煉法

9.俄羅斯于2004年7月開始在南烏拉爾鎳廠進(jìn)行了瓦紐科夫過程原理的紅土鎳礦冶煉冰鎳的工藝研發(fā)。在瓦紐科夫爐中冶煉紅土鎳礦包含了將熔化與硫化過程分別進(jìn)行的思想。該工藝是在特殊的雙區(qū)瓦紐科夫爐中實(shí)現(xiàn)的，在第一區(qū)對加入的爐料進(jìn)行連續(xù)的熔化，在第二區(qū)對在第一區(qū)得到的氧化物熔體進(jìn)行還原硫化處理，生成冰鎳和棄渣。該工藝在熔池內(nèi)的隔墻采用水冷技術(shù)，這種技術(shù)用極少的熱損失節(jié)約了大量耐火材料，但該法存在漏水和爆炸的潛在風(fēng)險(xiǎn)。

10.綜上，直接使用鎳鐵生產(chǎn)高冰鎳，國內(nèi)無相關(guān)技術(shù)應(yīng)用?，F(xiàn)有高冰鎳生產(chǎn)工藝，主要采用硫化鎳礦，經(jīng)選礦富集成硫化鎳精礦后，再在熔煉爐內(nèi)進(jìn)行熔煉得到低冰鎳，低冰鎳經(jīng)臥式轉(zhuǎn)爐吹煉除鐵后得到高冰鎳，再將高冰鎳用于后續(xù)選礦和濕法冶金處理工藝，制成硫酸鎳等下游鎳化工產(chǎn)品。因目前世界范圍內(nèi)硫化鎳礦可開采儲量不斷減少，未來直接使用紅土礦生產(chǎn)高冰鎳技術(shù)將成為發(fā)展趨勢。而世界上直接使用紅土鎳礦生產(chǎn)高冰鎳的企業(yè)很少，國內(nèi)也僅有以豎爐工藝生產(chǎn)冰鎳，但能耗高、污染重、屬于即將淘汰的冶金工藝設(shè)備。

11.因此，有必要提供一種利用鎳鐵液生產(chǎn)高冰鎳的工藝，在對現(xiàn)有紅土鎳礦-鎳鐵生產(chǎn)工藝 (如rkef工藝)不進(jìn)行大改變的前提下，即可實(shí)現(xiàn)鎳鐵液直接生產(chǎn)高冰鎳，且其能耗低、污染小、成本低及生產(chǎn)靈活。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

12.本發(fā)明的主要目的在于提供一種利用鎳鐵液生產(chǎn)高冰鎳的裝置及方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中沒有直接使用鎳鐵生產(chǎn)高冰鎳的工藝，以及現(xiàn)有高冰鎳生產(chǎn)工藝存在的能耗高及污染重等問題。

13.為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種利用鎳鐵液生產(chǎn)高冰鎳的裝置，該裝置為一體爐，爐內(nèi)具有一內(nèi)腔，且內(nèi)腔分為水平順次連通的硫化區(qū)及氧化區(qū)；其中，硫化區(qū)具有第一加料口、高冰鎳排放口、熔渣排放口及多個第一噴孔；硫化區(qū)還配置有與第一噴孔一一對應(yīng)設(shè)置的多個第一噴槍，其用于鼓入硫化劑；第一加料口用于加入鎳鐵液，鎳鐵液的溫度為1150～1550℃；硫化劑為液體硫磺；硫化區(qū)用于使鎳鐵液進(jìn)行硫化反應(yīng)以產(chǎn)出低冰鎳；其中第一加料口設(shè)置在硫化區(qū)遠(yuǎn)離氧化區(qū)一側(cè)的側(cè)壁上；高冰鎳排放口設(shè)置在硫化區(qū)下部；氧化區(qū)具有第二加料口及多個第二噴孔；氧化區(qū)還配置有與第二噴孔

一一對應(yīng)設(shè)置的多個第二噴槍，其用于鼓入富氧氣體；第二加料口設(shè)置在氧化區(qū)頂部，其用于加入造渣熔劑；氧化區(qū)用于使低冰鎳進(jìn)行氧化造渣反應(yīng)，生成含鎳68～79wt％的高冰鎳及熔渣；其中，裝置采用側(cè)吹設(shè)置或底吹設(shè)置，具體如下：

14.側(cè)吹設(shè)置：熔渣排放口、第一加料口及第一噴孔分別設(shè)置在硫化區(qū)的不同側(cè)壁上，且第二噴孔設(shè)置在氧化區(qū)的側(cè)壁上；內(nèi)腔的底壁具有一臺階結(jié)構(gòu)，且硫化區(qū)對應(yīng)的底壁深度深于氧化區(qū)對應(yīng)的底壁深度，第一噴孔的水平高度低于第二噴孔的水平高度；底吹設(shè)置：第一噴孔設(shè)置在硫化區(qū)的底壁上，且熔渣排放口和第一加料口分別設(shè)置在硫化區(qū)的不同側(cè)壁上；第二噴孔設(shè)置在氧化區(qū)的底壁上。

15.進(jìn)一步地，裝置采用側(cè)吹設(shè)置時，臺階結(jié)構(gòu)位于硫化區(qū)及氧化區(qū)之間。

16.進(jìn)一步地，裝置采用側(cè)吹設(shè)置時，第一噴槍的管口直徑小于第二噴槍的管口直徑；優(yōu)選地，第一噴槍的管口直徑為5～15mm；第二噴槍的管口直徑為20～50mm。

17.進(jìn)一步地，裝置采用側(cè)吹設(shè)置時，內(nèi)腔的頂壁處于同一水平高度，將硫化區(qū)的內(nèi)腔高度記為h1，將第一噴孔到硫化區(qū)底壁的高度記為h2，h2/h1＝0.02～0.20；將氧化區(qū)的內(nèi)腔高度記為h3，將第二噴孔到氧化區(qū)底壁的高度記為h4，h4/h3＝0.05～0.3；且將硫化區(qū)對應(yīng)的底壁和氧化區(qū)對應(yīng)的底壁之間的高度差記為h5，h5/h1＝0.02～0.08。

18.進(jìn)一步地，裝置采用側(cè)吹設(shè)置時，將熔渣排放口到硫化區(qū)底壁的高度記為h6， h6/h1＝0.3～0.5。

19.進(jìn)一步地，裝置采用底吹設(shè)置時，第一噴槍的噴吹方向偏離豎直方向-30～30°，第一噴槍的噴射方向在水平面上的投影偏離裝置的軸向方向-30～30°

20.進(jìn)一步地，第一加料口的加料方向朝向硫化區(qū)內(nèi)部并傾斜向下，且與水平方向的夾角為 14～22°。

21.進(jìn)一步地，第一噴孔的個數(shù)為3～5個，第二噴孔的個數(shù)為3～8個。

22.進(jìn)一步地，硫化區(qū)頂部設(shè)置有第三加料口，其用于加入含鎳物料；優(yōu)選地，氧化區(qū)底部設(shè)置有底渣排放口。

23.進(jìn)一步地，爐體頂部設(shè)置有煙氣排出口；優(yōu)選地，煙氣排出口設(shè)置在內(nèi)腔頂部的第二加料口和第三加料口之間的位置。

24.為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種利用鎳鐵液生產(chǎn)高冰鎳的方法，采用上述的裝置生產(chǎn)高冰鎳，方法包括以下步驟：s1，通過第一加料口將鎳鐵液加入至硫化區(qū)中，通過第一噴槍向硫化區(qū)鼓入液體硫磺，使鎳鐵液在液體硫磺的存在下進(jìn)行硫化反應(yīng)，生成低冰鎳；其中，鎳鐵液的溫度為1150～1550℃；s2，停止通入液體硫磺，通過第二噴槍向氧化區(qū)鼓入富氧氣體，通過第二加料口向氧化區(qū)中加入造渣熔劑，使低冰鎳在氧化區(qū)進(jìn)行氧化造渣反應(yīng)，生成高冰鎳及熔渣。

25.進(jìn)一步地，液體硫磺的溫度為150～170℃、液體壓力為0.3～0.5mpa；優(yōu)選地，以氮?dú)鉃檩d氣，將液體硫磺通入硫化區(qū)中以進(jìn)行硫化反應(yīng)。

26.進(jìn)一步地，富氧氣體中氧氣體積濃度為40～70％、氣體壓力為0.25～0.55mpa；優(yōu)選地，以每噸鎳鐵液計(jì)，通入富氧氣體的量為400～1200nm3。

27.進(jìn)一步地，在硫化反應(yīng)的過程中，通過第三加料口向硫化區(qū)中加入含鎳物料；優(yōu)選地，含鎳物料為冷態(tài)鎳鐵合金、含鎳煙塵或含鎳廢渣中的一種或幾種。

28.進(jìn)一步地，造渣熔劑為石英石、富硅尾礦或河砂中的一種或多種；優(yōu)選地，造渣熔

劑的用量為鎳鐵液重量的40～50％；更優(yōu)選地，在氧化造渣反應(yīng)過程中，通過第二加料口向氧化區(qū)中加入助熔劑；優(yōu)選助熔劑為石灰石、螢石或白云石中的一種或多種。

29.通過本發(fā)明生產(chǎn)高冰鎳的裝置，可將鎳鐵液直接在一體爐內(nèi)進(jìn)行硫化造锍和氧化除鐵，最終達(dá)到生產(chǎn)高冰鎳的目的。且本發(fā)明裝置可實(shí)現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)，具有能耗低、污染小、設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊、功能齊全、效率高、控制方便、金屬回收率高、投資低、反應(yīng)速率快等優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

30.構(gòu)成本技術(shù)的一部分的說明書附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：

31.圖1示出了本發(fā)明實(shí)施例1的利用鎳鐵液生產(chǎn)高冰鎳的裝置側(cè)視圖；以及

32.圖2示出了本發(fā)明實(shí)施例1的利用鎳鐵液生產(chǎn)高冰鎳的裝置俯視圖。

33.其中，上述附圖包括以下附圖標(biāo)記：

34.10、硫化區(qū)；20、氧化區(qū)；

35.11、第一加料口；12、高冰鎳排放口；13、熔渣排放口；14、第一噴孔；15、第三加料口； 21、第二加料口；22、第二噴孔；23、底渣排放口；24、煙氣排出口。

具體實(shí)施方式

36.需要說明的是，在不沖突的情況下，本技術(shù)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。

37.正如背景技術(shù)部分所描述的，現(xiàn)有技術(shù)中沒有直接使用鎳鐵生產(chǎn)高冰鎳的工藝，以及現(xiàn)有高冰鎳生產(chǎn)工藝存在的能耗高及污染重等問題。為了解決這一問題，本發(fā)明提出了一種利用鎳鐵液生產(chǎn)高冰鎳的裝置，如圖1及圖2所示，該裝置為一體爐，爐內(nèi)具有一內(nèi)腔，且內(nèi)腔分為水平順次連通的硫化區(qū)10及氧化區(qū)20。其中，硫化區(qū)10具有第一加料口11、高冰鎳排放口12、熔渣排放口13及多個第一噴孔14；硫化區(qū)10還配置有與第一噴孔14一一對應(yīng)設(shè)置的多個第一噴槍，其用于鼓入硫化劑；第一加料口11用于加入鎳鐵液，鎳鐵液的溫度為 1150～1550℃；硫化劑為液體硫磺；硫化區(qū)10用于使鎳鐵液進(jìn)行硫化反應(yīng)以產(chǎn)出低冰鎳；其中第一加料口11設(shè)置在硫化區(qū)10遠(yuǎn)離氧化區(qū)20一側(cè)的側(cè)壁上；高冰鎳排放口12設(shè)置在硫化區(qū)10下部。氧化區(qū)20具有第二加料口21及多個第二噴孔22；氧化區(qū)20還配置有與第二噴孔22一一對應(yīng)設(shè)置的多個第二噴槍，其用于鼓入富氧氣體；第二加料口21設(shè)置在氧化區(qū)20 頂部，其用于加入造渣熔劑；氧化區(qū)20用于使低冰鎳進(jìn)行氧化造渣反應(yīng)，生成含鎳68～79wt％的高冰鎳及熔渣。其中，裝置采用側(cè)吹設(shè)置或底吹設(shè)置，具體如下：側(cè)吹設(shè)置：排渣口13、第一加料口11及第一噴孔14分別設(shè)置在硫化區(qū)10的不同側(cè)壁上，且第二噴孔22設(shè)置在氧化區(qū)20的側(cè)壁上；內(nèi)腔的底壁具有一臺階結(jié)構(gòu)，且硫化區(qū)10對應(yīng)的底壁深度深于氧化區(qū)20對應(yīng)的底壁深度；且當(dāng)排渣口13、第一加料口11及第一噴孔14分別設(shè)置在硫化區(qū)10的不同側(cè)壁上，且第一噴孔14的水平高度低于第二噴孔22的水平高度；或者，底吹設(shè)置：第一噴孔 14設(shè)置在硫化區(qū)10的底壁上，且排渣口13和第一加料口11分別設(shè)置在硫化區(qū)10的不同側(cè)壁上；第二噴孔22設(shè)置在氧化區(qū)20底壁上。

38.首先，本發(fā)明裝置為一體爐，爐內(nèi)具有一內(nèi)腔，內(nèi)腔分為水平順次連通的硫化區(qū)及氧化區(qū)。通過第一加料口加入原料鎳鐵液，通過第一噴孔向硫化區(qū)內(nèi)鼓入硫化劑液體硫磺，從而促使硫化區(qū)內(nèi)鎳鐵液和液體硫磺發(fā)生硫化反應(yīng)生成低冰鎳，具體反應(yīng)式為：3ni+2s＝ni3s2、 fe+s＝fes。其中，液態(tài)硫磺更利于合金的硫化反應(yīng)，促使硫化反應(yīng)速度更快、效率更高。待硫化反應(yīng)結(jié)束后，停止通入液體硫磺，再通過第二噴孔向氧化區(qū)內(nèi)鼓入富氧氣體，并同時通過第二加料口向氧化區(qū)內(nèi)投入造渣熔劑，從而促使氧氣、低冰鎳和造渣熔劑發(fā)生氧化造渣反應(yīng)，生成含鎳68～79wt％的高冰鎳及熔渣。由于fe元素的親氧力高于ni元素，因而低冰鎳中的fe元素進(jìn)入到熔渣中，氧化造渣過程主要發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)為： 2fes+sio2+3o2(g)＝2feo·sio2+2so2(g)及2fe+sio2+o2(g)＝2feo·sio2。氧化造渣反應(yīng)結(jié)束后，硫化鎳(ni3s2)沉降匯集于爐腔底部，形成高冰鎳層，從高冰鎳排放口排出，用于下一步工藝處理。而熔渣則浮于上部，從排渣口排出，再進(jìn)行下一爐冶煉。

39.其次，上述裝置采用側(cè)吹設(shè)置時，內(nèi)腔的底壁具有一臺階結(jié)構(gòu)，硫化區(qū)對應(yīng)的底壁深度深于氧化區(qū)對應(yīng)的底壁深度。這樣，一方面，爐腔中產(chǎn)生的高冰鎳會向低位的硫化區(qū)內(nèi)流動，在硫化區(qū)形成高冰鎳層，從硫化區(qū)內(nèi)高冰鎳排放口排出，從而可以有效地防止高冰鎳在氧化區(qū)被過度氧化，減少氧化區(qū)對高冰鎳沉降聚集的負(fù)影響，提高高冰鎳中ni、co等元素含量。并且，硫化區(qū)內(nèi)溫度高于氧化區(qū)內(nèi)，可以更好地保證高冰鎳具有較好的流動性?；谏鲜鲈O(shè)置，能夠保證高冰鎳在沉降聚集的同時減少來自氧化區(qū)的影響。另一方面，熔渣中的ni、co 等元素在氧化區(qū)內(nèi)受氧化反應(yīng)影響，會增加金屬損失，基于上述結(jié)構(gòu)設(shè)置，內(nèi)腔中產(chǎn)生的熔渣也從硫化區(qū)內(nèi)流出，從而可以降低熔渣中的ni、co等元素含量，進(jìn)而提高ni、co等金屬回收率。實(shí)際操作過程中，隨著硫化反應(yīng)和氧化造渣反應(yīng)的進(jìn)行，內(nèi)腔中熔體從上到下依次為熔渣、低冰鎳、高冰鎳層。對于以上側(cè)吹設(shè)置而言，第一噴孔的水平高度低于第二噴孔的水平高度，這樣，可以避免硫化和氧化兩種反應(yīng)過程的混合影響，實(shí)現(xiàn)一爐多用的目的。具體地，第一噴孔設(shè)置低位，主要出于考慮液硫高溫下易于揮發(fā)，且容易與空氣發(fā)生反應(yīng)氧化反應(yīng)生成so2，造成液硫損失，故第一噴孔設(shè)置低位，保證液硫噴入鎳鐵液中后能夠快速反應(yīng)。同時，硫化反應(yīng)所產(chǎn)生的熱量加熱熔體，高溫區(qū)集中于熔體底部，也有利于提高熱量利用率，并加熱熔點(diǎn)高的高冰鎳，利于其流動排出。第二噴孔位置設(shè)置較高，是基于其噴吹面接近于液面料層(熔劑)，快速氧化金屬fe后產(chǎn)生的熱量集中于熔體上部，會加速feo同熔劑反應(yīng)造渣。在氧化造渣反應(yīng)過程中，由于低冰鎳中fe含量降低，則逐漸形成高冰鎳，受其密度增大原理沉降于熔體底部，最終匯集于硫化區(qū)內(nèi)。需說明的是，本發(fā)明低冰鎳是指含鎳19wt％以下。

40.上述裝置采用底吹設(shè)置時，也能夠發(fā)揮液體硫磺快速硫化反應(yīng)的優(yōu)勢，在硫化反應(yīng)之后，通過富氧空氣的引入進(jìn)一步完成由低冰鎳向高冰鎳的轉(zhuǎn)化。因底吹操作，熔渣可以逐漸匯聚在表層，可通過溢流方式從排渣口排出。而待反應(yīng)結(jié)束后，底層高冰鎳可通過虹吸方式從高冰鎳排放口排出。

41.再者，鎳鐵液的溫度為1150～1550℃，硫化反應(yīng)也會放出大量熱供給補(bǔ)熱，且氧化造渣反應(yīng)也是放熱反應(yīng)，也放出大量熱量，這在工業(yè)上屬于負(fù)熱冶煉，熱量過剩。因而本發(fā)明利用上述裝置生產(chǎn)高冰鎳時，無需向爐內(nèi)額外補(bǔ)熱，即可完成高冰鎳的生產(chǎn)，能耗更低。

42.另外，實(shí)際生產(chǎn)過程中每種入爐物料(包括氣體、液硫)等，都可按一定周期加入爐內(nèi)，而高冰鎳和熔渣則也都可按一定周期排出爐外。待反應(yīng)結(jié)束后，排放渣、高冰鎳，接著，繼續(xù)加入鎳鐵等，進(jìn)行下一周期冶煉。由于高冰鎳產(chǎn)量相對熔渣量少，故排渣次數(shù)和數(shù)量會明顯多于排出高冰鎳次數(shù)，故實(shí)際冶煉過程中，可以在爐內(nèi)累計(jì)一定量高冰鎳后再排出爐

外。基于此，本發(fā)明裝置可實(shí)現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)。

43.除此以外，本發(fā)明利用已有的紅土礦生產(chǎn)鎳鐵工藝路線(如rkef工藝)，僅通過改變鎳鐵處理方式，將鎳鐵液直接進(jìn)行硫化和氧化處理，從而制得高冰鎳產(chǎn)品。該裝置能夠?qū)崿F(xiàn)企業(yè)根據(jù)鎳鐵和鎳鹽等其它鎳產(chǎn)品市場需求變化，轉(zhuǎn)變?yōu)榧t土鎳礦生產(chǎn)不同鎳產(chǎn)品，節(jié)省投資，生產(chǎn)靈活。

44.總之，通過上述裝置，本發(fā)明可將鎳鐵液直接在爐內(nèi)進(jìn)行硫化造锍和氧化除鐵，最終達(dá)到生產(chǎn)高冰鎳的目的。其中，上述高冰鎳含ni 68～79％、含s15～22％、含co 0.6～1.8％，溫度為1150～1300℃。而且，本發(fā)明裝置可實(shí)現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)，具有能耗低、污染小、設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊、功能齊全、生產(chǎn)效率高、控制方便、金屬回收率高、投資低、反應(yīng)速率快等優(yōu)點(diǎn)。

45.在一種優(yōu)選的實(shí)施方案中，可以采用硫磺液化輸送系統(tǒng)輸送硫磺液體，其含泵送和吹掃系統(tǒng)，氣源為氮?dú)狻⒑獾榷栊詺怏w或壓縮空氣。

46.出于進(jìn)一步減少氧化區(qū)對高冰鎳沉降聚集的負(fù)影響，在一種優(yōu)選的實(shí)施方案中，裝置采用側(cè)吹設(shè)置時，臺階結(jié)構(gòu)位于硫化區(qū)10及氧化區(qū)20之間。

47.優(yōu)選地，裝置采用側(cè)吹設(shè)置時，第一噴槍的管口直徑小于第二噴槍的管口直徑；優(yōu)選地，第一噴槍的管口直徑為5～15mm；第二噴槍的管口直徑為20～50mm。這樣，可以保證不同流體介質(zhì)吹入爐內(nèi)熔池中的深度在合適的范圍內(nèi)。由于硫磺為液體，需用體積量較富氧氣體體積少，故噴槍口管徑小于氣體管徑口。

48.優(yōu)選地，裝置采用側(cè)吹設(shè)置時，內(nèi)腔的頂壁處于同一水平高度，將硫化區(qū)10的內(nèi)腔高度記為h1，將第一噴孔14到硫化區(qū)10底壁的高度記為h2，h2/h1＝0.02～0.2；將氧化區(qū)20的內(nèi)腔高度記為h3，將第二噴孔22到氧化區(qū)20底壁的高度記為h4，h4/h3＝0.05～0.3；且將硫化區(qū) 10對應(yīng)的底壁和氧化區(qū)20對應(yīng)的底壁之間的高度差記為h5，h5/h1＝0.02～0.08。這樣，可以進(jìn)一步促使液體硫磺和鎳鐵液有充足的接觸時間和接觸面積，從而提高液體硫磺的利用率，進(jìn)而使熔池底部的高密度金屬鎳鐵得到充分地硫化。同時，還可以進(jìn)一步促使低冰鎳和氧氣有充足的接觸時間以及反應(yīng)區(qū)域，還不影響底部高冰鎳沉降層的生成?；诖?，可以更好地平衡硫化反應(yīng)和氧化反應(yīng)，進(jìn)而促使更多的鎳鐵充分反應(yīng)生成高冰鎳，同時進(jìn)一步平衡熔體不同反應(yīng)過程和排出的需要。

49.優(yōu)選地，裝置采用側(cè)吹設(shè)置時，將熔渣排放口13到硫化區(qū)10底壁的高度記為h6， h6/h1＝0.3～0.5。這樣，氧化造渣反應(yīng)結(jié)束后，熔渣浮于上部，通過溢流方式從排渣口排出。

50.優(yōu)選地，裝置采用底吹設(shè)置時，第一噴槍的噴吹方向偏離豎直方向-30～30°，第一噴槍的噴射方向在水平面上的投影偏離裝置的軸向方向-30～30°。需說明的是，裝置的軸向是指由硫化區(qū)10水平順次連通至氧化區(qū)20的延伸方向。這樣，可以進(jìn)一步平衡爐內(nèi)硫化反應(yīng)和氧化造渣反應(yīng)，進(jìn)而提高ni、co金屬回收率。

51.優(yōu)選地，第一加料口11的加料方向朝向硫化區(qū)10內(nèi)部并傾斜向下，且與水平方向的夾角為14～22°。這樣，可有效地防止高溫鎳鐵液飛濺，裝置安全性及連續(xù)化操作性更佳。

52.出于進(jìn)一步平衡硫化反應(yīng)及氧化反應(yīng)的目的，優(yōu)選第一噴孔14的個數(shù)為3～5個，第二噴孔22的個數(shù)為3～8個。

53.優(yōu)選地，硫化區(qū)10頂部設(shè)置有第三加料口15，其用于加入含鎳物料。硫化反應(yīng)過程為放熱反應(yīng)，通過第三加料口向熔池中加入含鎳物料，含鎳物料包括但不限于冷態(tài)鎳鐵合金、各工序產(chǎn)生含鎳煙塵、含鎳廢渣、外購含鎳物料中的一種或多種，一方面，可增加金屬回收率，另一方面，還能起到穩(wěn)定控溫作用，保護(hù)爐內(nèi)耐材穩(wěn)定。

54.優(yōu)選地，氧化區(qū)20底部設(shè)置有底渣排放口23。底渣排放口用于停爐或維修時排出爐底熔渣。

55.優(yōu)選地，爐體頂部設(shè)置有煙氣排出口24。優(yōu)選煙氣排出口24設(shè)置在內(nèi)腔頂部的第二加料口21和第三加料口15之間的位置。煙氣排出口用于排出爐內(nèi)各反應(yīng)產(chǎn)生的氣體，送煙氣處理系統(tǒng)處理，環(huán)保性更佳。

56.本發(fā)明還提供了一種利用鎳鐵液生產(chǎn)高冰鎳的方法，采用上述的裝置生產(chǎn)高冰鎳，方法包括以下步驟：s1，通過第一加料口11將鎳鐵液加入至硫化區(qū)10中，通過第一噴槍向硫化區(qū)10鼓入液體硫磺，使鎳鐵液在液體硫磺的存在下進(jìn)行硫化反應(yīng)，生成低冰鎳；其中，鎳鐵液的溫度為1150～1550℃；s2，停止通入液體硫磺，通過第二噴槍向氧化區(qū)20鼓入富氧氣體，通過第二加料口21向氧化區(qū)20中加入造渣熔劑，并使低冰鎳熔體進(jìn)入氧化區(qū)20進(jìn)行氧化造渣反應(yīng)，生成高冰鎳及熔渣。

57.基于上述各項(xiàng)優(yōu)異性能，本發(fā)明通過第一加料口加入原料鎳鐵液，通過第一噴孔向硫化區(qū)內(nèi)鼓入硫化劑液體硫磺，從而促使硫化區(qū)內(nèi)鎳鐵液和液體硫磺發(fā)生硫化反應(yīng)生成低冰鎳，具體反應(yīng)式為：3ni+2s＝ni3s2、fe+s＝fes。待硫化反應(yīng)結(jié)束后，停止通入液體硫磺，再通過第二噴孔向氧化區(qū)內(nèi)鼓入富氧氣體，并同時通過第二加料口向氧化區(qū)內(nèi)投入造渣熔劑，從而促使氧氣、低冰鎳和造渣熔劑發(fā)生氧化造渣反應(yīng)，生成含鎳68～79wt％的高冰鎳及熔渣。由于fe元素的親氧力高于ni元素，因而低冰鎳中的fe元素進(jìn)入到熔渣中，氧化造渣過程主要發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)為：2fes+sio2+3o2(g)＝2feo·sio2+2so2(g)及2fe+sio2+o2(g)＝2feo·sio2。氧化造渣反應(yīng)結(jié)束后，硫化鎳(ni3s2)沉降匯集于爐腔底部，形成高冰鎳層，從高冰鎳排放口排出，用于下一步工藝處理。而熔渣則浮于上部，從排渣口排出，再進(jìn)行下一爐冶煉。

58.其中，本發(fā)明所硫化劑為液態(tài)硫磺，液態(tài)硫磺更利于合金的硫化反應(yīng)，反應(yīng)速度更快、效率更高。本發(fā)明硫化劑為液態(tài)硫磺，可用泵送方式直接噴入熔池，效率更高，更安全環(huán)保。噴入液硫和富氧氣體，會發(fā)生激烈的硫化和氧化反應(yīng)，形成巨大化學(xué)反應(yīng)攪動力，再加之氣體動能攪動作用，能夠?qū)崿F(xiàn)爐內(nèi)熔體的混合攪動目的，保證熔池溫度均勻，反應(yīng)迅速，有利于不同密度熔體的分離。本發(fā)明可將鎳鐵液直接在爐內(nèi)進(jìn)行硫化造锍和氧化除鐵，最終達(dá)到生產(chǎn)高冰鎳的目的。其中，上述高冰鎳含ni 68～79％、含s15～22％、含co 0.6～1.8％，溫度為 1150～1300℃；上述熔渣中fe/sio2質(zhì)量比在0.4～0.8，溫度為1340～1450℃。且本發(fā)明工藝可實(shí)現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)，具有能耗低、污染小、設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊、功能齊全、生產(chǎn)效率高、控制方便、金屬回收率高、投資低、反應(yīng)速率快等優(yōu)點(diǎn)。

59.在一種可選的實(shí)施方式中，硫化劑可以為硫磺粉劑或粒劑液化之后的液態(tài)硫磺。

60.在一種優(yōu)選的實(shí)施方案中，液體硫磺的溫度為150～170℃，液體壓力為0.3～0.5mpa；優(yōu)選地，以氮?dú)鉃檩d氣，將液體硫磺通入硫化區(qū)10中以進(jìn)行硫化反應(yīng)。這樣，氮?dú)廨d氣體可促進(jìn)爐內(nèi)熔體的攪拌，進(jìn)一步提高硫化反應(yīng)速率。更優(yōu)選地，為防止第一噴槍和第二噴槍在不工作時發(fā)生熔體凝固堵槍現(xiàn)象，可在第一噴槍停止通入液體硫磺后、以及第二噴槍停止通入富氧氣體后，向噴槍內(nèi)一直鼓入低壓氮?dú)?，防止熔體倒灌、凝固、堵槍。

61.出于進(jìn)一步提高氧化造渣反應(yīng)效率，進(jìn)而提高金屬回收率的庫底，優(yōu)選富氧氣體中氧氣體積濃度為40～70％，氣體壓力為0.25～0.55mpa；優(yōu)選地，以每噸鎳鐵液計(jì)，通入富氧氣體的量為400～1200nm3。

62.優(yōu)選地，通過第三加料口15向硫化區(qū)10中加入含鎳物料。硫化反應(yīng)過程為放熱反應(yīng)，通過第三加料口向熔池中加入含鎳物料，含鎳物料包括但不限于冷態(tài)鎳鐵合金、各工序產(chǎn)生含鎳煙塵、含鎳廢渣、外購含鎳物料中的一種或多種，一方面，可增加金屬回收率，另一方面，還能起到穩(wěn)定控溫作用，保護(hù)爐內(nèi)耐材穩(wěn)定。

63.優(yōu)選地，造渣熔劑為石英石、富硅尾礦、或河砂中的一種或多種，造渣熔劑的用量為鎳鐵液重量的40～50％。這樣，可進(jìn)一步促使氧化造渣反應(yīng)更完全。為增加熔渣流動性，降低熔點(diǎn)，優(yōu)選還通過第二加料口向氧化區(qū)中加入助熔劑，助熔劑為石灰石、螢石或白云石中的一種或多種。

64.以下結(jié)合具體實(shí)施例對本技術(shù)作進(jìn)一步詳細(xì)描述，這些實(shí)施例不能理解為限制本技術(shù)所要求保護(hù)的范圍。

65.實(shí)施例1

66.采用圖1所示的利用鎳鐵液生產(chǎn)高冰鎳的裝置，結(jié)構(gòu)參數(shù)如下：其中，第一噴槍的管口直徑為5～8mm；第二噴槍的管口直徑為20～25；h2/h1＝0.04，h4/h3＝0.06，h5/h1＝0.04，h6/h1＝0.35 (各字母定義同前文)；第一加料口的加料方向朝向硫化區(qū)內(nèi)部并傾斜向下，且與水平方向的夾角為15°；第一噴孔的個數(shù)為3個；第二噴孔的個數(shù)為4個。

67.生產(chǎn)高冰鎳步驟具體如下：

68.s1，通過第一加料口將鎳鐵液加入至硫化區(qū)中，通過第一噴槍向硫化區(qū)鼓入液體硫磺，使煉高冰鎳原料在硫化劑的存在下進(jìn)行硫化反應(yīng)，生成低冰鎳；其中，鎳鐵液(含ni 16.5％，含fe 72.6％，含s 0.1％，含co 0.91％)的溫度為1400℃；液體硫磺的溫度為155℃，壓力為 0.4mpa。噴吹約20min后硫化反應(yīng)逐漸減弱，鎳鐵生成為低冰鎳。

69.s2，關(guān)閉第一噴槍，通過第二噴槍向氧化區(qū)鼓入富氧氣體(氧氣體積濃度為40％)，通過第二加料口向氧化區(qū)中加入造渣熔劑石英石(用量為鎳鐵液重量的42％)，并使低冰鎳熔體進(jìn)入氧化區(qū)進(jìn)行氧化造渣反應(yīng)，生成高冰鎳及熔渣。高冰鎳沉降匯集于爐底部，形成高冰鎳層，從高冰鎳排放口排出，用于下一步工藝處理。而熔渣則浮于上部，從排渣口排出，再進(jìn)行下一爐冶煉。

70.得到的高冰鎳含ni 76％、s 21％、co 0.7％；鎳的回收率為93.2％。

71.實(shí)施例2

72.和實(shí)施例1的區(qū)別僅在于第一噴槍的管口直徑為8～11mm；第二噴槍的管口直徑為25～30。

73.得到的高冰鎳含ni 78％、s 20％、co 1.0％；鎳的回收率為95％。

74.實(shí)施例3

75.和實(shí)施例1的區(qū)別僅在于第一噴槍的管口直徑為11～15mm；第二噴槍的管口直徑為 30～50。

76.得到的高冰鎳含ni 76％、s 19％、co 0.8％；鎳的回收率為94％。

77.實(shí)施例4

78.和實(shí)施例1的區(qū)別僅在于h2/h1＝0.02，h4/h3＝0.3，h5/h1＝0.02，h6/h1＝0.5。

79.得到的高冰鎳含ni 73％、s 19％、co 0.7％；鎳的回收率為91％。

80.實(shí)施例5

81.和實(shí)施例1的區(qū)別僅在于h2/h1＝0.20，h4/h3＝0.05，h5/h1＝0.08，h6/h1＝0.35。

82.得到的高冰鎳含ni 74％、s 20％、co 0.9％；鎳的回收率為92％。

83.實(shí)施例6

84.和實(shí)施例1的區(qū)別僅在于h2/h1＝0.50，h4/h3＝0.01，h5/h1＝0.15，h6/h1＝1。

85.得到的高冰鎳含ni 69％、s 18％、co 0.5％；鎳的回收率為86％。

86.以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。技術(shù)特征：

1.一種利用鎳鐵液生產(chǎn)高冰鎳的裝置，其特征在于，所述裝置為一體爐，爐內(nèi)具有一內(nèi)腔，且所述內(nèi)腔分為水平順次連通的硫化區(qū)(10)及氧化區(qū)(20)；其中，所述硫化區(qū)(10)具有第一加料口(11)、高冰鎳排放口(12)、熔渣排放口(13)及多個第一噴孔(14)；所述硫化區(qū)(10)還配置有與所述第一噴孔(14)一一對應(yīng)設(shè)置的多個第一噴槍，其用于鼓入硫化劑；所述第一加料口(11)用于加入鎳鐵液，所述鎳鐵液的溫度為1150～1550℃；所述硫化劑為液體硫磺；所述硫化區(qū)(10)用于使所述鎳鐵液進(jìn)行硫化反應(yīng)以產(chǎn)出低冰鎳；其中所述第一加料口(11)設(shè)置在所述硫化區(qū)(10)遠(yuǎn)離所述氧化區(qū)(20)一側(cè)的側(cè)壁上；所述高冰鎳排放口(12)設(shè)置在所述硫化區(qū)(10)下部；所述氧化區(qū)(20)具有第二加料口(21)及多個第二噴孔(22)；所述氧化區(qū)(20)還配置有與所述第二噴孔(22)一一對應(yīng)設(shè)置的多個第二噴槍，其用于鼓入富氧氣體；所述第二加料口(21)設(shè)置在所述氧化區(qū)(20)頂部，其用于加入造渣熔劑；所述氧化區(qū)(20)用于使所述低冰鎳進(jìn)行氧化造渣反應(yīng)，生成含鎳68～79wt％的高冰鎳及熔渣；其中，所述裝置采用側(cè)吹設(shè)置或底吹設(shè)置，具體如下：所述側(cè)吹設(shè)置：所述熔渣排放口(13)、所述第一加料口(11)及所述第一噴孔(14)分別設(shè)置在所述硫化區(qū)(10)的不同側(cè)壁上，且所述第二噴孔(22)設(shè)置在所述氧化區(qū)(20)的側(cè)壁上；所述內(nèi)腔的底壁具有一臺階結(jié)構(gòu)，且所述硫化區(qū)(10)對應(yīng)的底壁深度深于所述氧化區(qū)(20)對應(yīng)的底壁深度，所述第一噴孔(14)的水平高度低于所述第二噴孔(22)的水平高度；所述底吹設(shè)置：所述第一噴孔(14)設(shè)置在所述硫化區(qū)(10)的底壁上，且所述熔渣排放口(13)和所述第一加料口(11)分別設(shè)置在所述硫化區(qū)(10)的不同側(cè)壁上；所述第二噴孔(22)設(shè)置在所述氧化區(qū)(20)的底壁上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述裝置采用所述側(cè)吹設(shè)置時，所述臺階結(jié)構(gòu)位于所述硫化區(qū)(10)及所述氧化區(qū)(20)之間。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述裝置采用所述側(cè)吹設(shè)置時，所述第一噴槍的管口直徑小于所述第二噴槍的管口直徑；優(yōu)選地，所述第一噴槍的管口直徑為5～15mm；所述第二噴槍的管口直徑為20～50mm。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述裝置采用所述側(cè)吹設(shè)置時，所述內(nèi)腔的頂壁處于同一水平高度，將所述硫化區(qū)(10)的內(nèi)腔高度記為h1，將所述第一噴孔(14)到所述硫化區(qū)(10)底壁的高度記為h2，h2/h1＝0.02～0.20；將所述氧化區(qū)(20)的內(nèi)腔高度記為h3，將所述第二噴孔(22)到所述氧化區(qū)(20)底壁的高度記為h4，h4/h3＝0.05～0.3；且將所述硫化區(qū)(10)對應(yīng)的底壁和所述氧化區(qū)(20)對應(yīng)的底壁之間的高度差記為h5，h5/h1＝0.02～0.08。5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述裝置采用所述側(cè)吹設(shè)置時，將所述熔渣排放口(13)到所述硫化區(qū)(10)底壁的高度記為h6，h6/h1＝0.3～0.5。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述裝置采用所述底吹設(shè)置時，所述第一噴槍的噴吹方向偏離豎直方向-30～30°，所述第一噴槍的噴射方向在水平面上的投影偏離所述裝置的軸向方向-30～30°。7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述第一加料口(11)的加料方向朝向所述硫化區(qū)(10)內(nèi)部并傾斜向下，且與水平方向的夾角為14～22°。8.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述第一噴孔(14)的個數(shù)為3～5個，所述第二噴孔(22)的個數(shù)為3～8個。9.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述硫化區(qū)(10)頂部設(shè)置有第三加料口(15)，其用于加入含鎳物料；優(yōu)選地，所述氧化區(qū)(20)底部設(shè)置有底渣排放口(23)。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，爐體頂部設(shè)置有煙氣排出口(24)；優(yōu)選地，所述煙氣排出口(24)設(shè)置在所述內(nèi)腔頂部的所述第二加料口(21)和所述第三加料口(15)之間的位置。11.一種利用鎳鐵液生產(chǎn)高冰鎳的方法，其特征在于，采用權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的裝置生產(chǎn)所述高冰鎳，所述方法包括以下步驟：s1，通過第一加料口(11)將鎳鐵液加入至硫化區(qū)(10)中，通過第一噴槍向所述硫化區(qū)(10)鼓入液體硫磺，使所述鎳鐵液在所述液體硫磺的存在下進(jìn)行硫化反應(yīng)，生成低冰鎳；其中，所述鎳鐵液的溫度為1150～1550℃；s2，停止通入所述液體硫磺，通過第二噴槍向氧化區(qū)(20)鼓入富氧氣體，通過第二加料口(21)向所述氧化區(qū)(20)中加入造渣熔劑，使所述低冰鎳在所述氧化區(qū)(20)進(jìn)行氧化造渣反應(yīng)，生成所述高冰鎳及熔渣。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述液體硫磺的溫度為150～170℃、液體壓力為0.3～0.5mpa；優(yōu)選地，以氮?dú)鉃檩d氣，將所述液體硫磺通入所述硫化區(qū)(10)中以進(jìn)行所述硫化反應(yīng)。13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的方法，其特征在于，所述富氧氣體中氧氣體積濃度為40～70％、氣體壓力為0.25～0.55mpa；優(yōu)選地，以每噸所述鎳鐵液計(jì)，通入所述富氧氣體的量為400～1200nm3。14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，在所述硫化反應(yīng)的過程中，通過第三加料口(15)向所述硫化區(qū)(10)中加入含鎳物料；優(yōu)選地，所述含鎳物料為冷態(tài)鎳鐵合金、含鎳煙塵或含鎳廢渣中的一種或幾種。15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述造渣熔劑為石英石、富硅尾礦或河砂中的一種或多種；優(yōu)選地，所述造渣熔劑的用量為所述鎳鐵液重量的40～50％；更優(yōu)選地，在所述氧化造渣反應(yīng)過程中，通過所述第二加料口(21)向所述氧化區(qū)(20)中加入助熔劑；優(yōu)選所述助熔劑為石灰石、螢石或白云石中的一種或多種。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明提供了一種利用鎳鐵液生產(chǎn)高冰鎳的裝置及方法。該裝置為一體爐，爐內(nèi)具有一內(nèi)腔，且內(nèi)腔分為水平順次連通的硫化區(qū)及氧化區(qū)；其中，硫化區(qū)具有第一加料口、高冰鎳排放口、熔渣排放口及多個第一噴孔；硫化區(qū)還配置有與第一噴孔一一對應(yīng)設(shè)置的多個第一噴槍，其用于鼓入硫化劑；第一加料口用于加入鎳鐵液，鎳鐵液的溫度為1150～1550℃；硫化劑為液體硫磺。通過本發(fā)明生產(chǎn)高冰鎳的裝置，可將鎳鐵液直接在一體爐內(nèi)進(jìn)行硫化造锍和氧化除鐵，最終達(dá)到生產(chǎn)高冰鎳的目的。且本發(fā)明裝置可實(shí)現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)，具有能耗低、污染小、設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊、功能齊全、生產(chǎn)效率高、控制方便、金屬回收率高、投資低、反應(yīng)速率快等優(yōu)點(diǎn)。反應(yīng)速率快等優(yōu)點(diǎn)。反應(yīng)速率快等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)研發(fā)人員：裴忠冶 代文彬 祁永峰 陳學(xué)剛

受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國恩菲工程技術(shù)有限公司

技術(shù)研發(fā)日：2021.09.27

技術(shù)公布日：2022/1/18