干燥的硫化镍精矿颗粒在氧化性的气流中悬浮状态进行氧化反应,反应产物落入沉淀池继续完成造锍、造渣反应,并完成镍锍和炉渣的相分离。闪速熔炼过程的化学反应与传统工艺没有实质的区别,只是通过熔炼设备和熔炼工艺上的改进来改善硫化精矿与强氧化性气体之间的多相反应动力学条件,达到熔炼的目的。闪速熔炼反应过程的物征是:①细颗粒物料悬浮于紊流的氧化性气流中,气—液—固三相的传质传热条件改善,化学反应快速进么;②喷入的细粒干精矿具有很大的比表面(据测定,-0.074mm的精矿1kg具有200mm2以上的表面积),氧化性气体与硫化物在高温下的反应速度和氧化程度的提高,导致精矿中更多的铁和硫氧化(例如卡尔古利镍厂闪速炉脱硫率为80%,皮克威镍厂为85%)。由于反应速度快,单位时间放出的热量多,使燃料消耗降低,从而减少因燃料带入废气量,提高了烟气中的SO2浓度,为烟气综合利用创造 了有利条件。
诺里尔斯克厂对镍闪速炉的测温结果和改变某些主要参数对熔炼结果的影响如图2和下表所示。测点2、3的数据表示了反应塔相应位置的温度分布,测点4的数据表示了沉淀池熔体表面上空的气相温度,这些测点数据大约在1200~1400℃之间。提高处理矿量和氧氧浓度,可使镍锍品位提高,但渣含镍量也随之升高。
诺里尔斯克厂镍闪速炉测温点位置(a)和炉子相应位置横断面温度分布(b)
tr—热电偶测出;tR—辐射高温度计测出
诺里尔斯克厂镍闪速炉主要参数对渣含镍的影响 | ||||
参数 | 加料量/(t.h-1) | |||
125.2 | 110.1 | 126 | 134.6 | |
鼓风量/(km3.h-1) | 64.1 | 43 | 50 | 56.7 |
氧浓度/% | 42 | 48 | 48 | 48 |
料含Fe/% | 46.8 | 49.2 | 48.3 | 45.7 |
S% | 36 | 32.7 | 33.7 | 35.7 |
Ni/% | 7.28 | 7.32 | 7.37 | 7.32 |
锍含Ni/% | 22.2 | 30.3 | 29.3 | 28.5 |
渣含Ni% | 0.4 | 0.37 | 0.63 | 0.64 |