[发明专利]高冰镍处理新工艺

说明书

本发明属于金属冶炼技术，是处理高冰镍的一种新工艺。

国内冶炼不锈钢和其它镍钢均采用高纯度的电解镍，电解镍的冶炼过程比较繁锁是由浮选后的镍矿粉经焙烧→电炉熔炼→吹炼首先得到高冰镍，高冰镍再采用分层熔炼法或磨浮法进行铜-镍分离，再注成阳极镍，但是，用电解镍冶炼不锈钢和其它含镍钢是一种极大的浪费，而用镍铁冶炼国内尚无办法。

本发明的目的在于从经济角度出发解决冶炼不锈钢和其它含镍钢使用电解镍浪费能源成本高等问题，提供一种直接从高冰镍冶炼成镍铁的新工艺。

本发明的工艺过程可以概括成如下步骤：

①将高冰镍破碎②送至非真空感应炉中脱铜，所用渣料为硫化钠（Na₂S）③把底层铸锭并破碎④脱硫、铸锭。

硫化钠（Na₂S）经过脱水处理，其脱水程度达到每一百千克获75千克（kg）左右脱水硫化钠（Na₂S）;

脱硫采用的是有衬电渣炉或电炉;

有衬电渣炉或电炉是用由石墨粉和焦油打结成的石墨质做为炉衬。

脱硫过程中，渣料配比为氧化钙（CaO）∶氟化钙（CaF₂）∶火砖块＝5∶2∶1，渣料量与处理料（高冰镍）重相当。

本发明利用非真空感应炉脱铜，铜可脱至2.00%以下，利用有衬电渣炉或电炉脱硫，硫可脱至0.5%以下。由于高冰镍采用上述工艺得到符合炼钢要求的镍铁，并可直接用于炼钢，因此可大大降低炼钢成本，节省能源，并为冶炼不锈钢找到了一条有效途径。

附图是本发明的工艺流程图。

附图中，高冰镍经过破碎后，送至非真空感应炉中，同时加入硫化钠（Na₂S），在一定温度下，采用石墨坩埚连续操作的办法达到脱除高冰镍中所含的铜。采用的硫化钠须经过脱水处理，其脱水程度以每一百千克获75kg左右脱水硫化钠为宜。脱水后硫化钠（Na₂S）用量占高冰镍重量的20%左右;先装高冰镍，随着熔化，待熔融硫化钠水份脱净后再加大功率。熔炼温度要控制在1000℃以下，当脱铜结束后，渣以血红色为宜，并将镍液和渣全部注入锭模中，冷却后分为上、下两层，将上层的硫化铜-硫化钠的化合物去掉，剩余的下层铸锭转入下一步骤。

将脱铜后的高冰镍铸锭破碎，然后放到有衬电渣炉或电炉进行脱硫，它是采用石墨质做为炉衬。它由石墨粉和焦油打结而成，渣料配比为氧化钙（CaO）∶氟化钙（CaF₂）∶火砖块＝5∶2∶1、渣量与处理料（高冰镍）重相当。采用FeSi块和FeSi粉进行脱氧，采用扒渣和造新渣方法增大渣量，直至将硫脱到合格为止。必要时，可采用喷粉强化脱硫，即喷入氧化钙（CaO）∶氟化钙（CaF₂）＝4∶1的粉剂，喷入量250千克/吨，采用氩气或氮气喷入，喷粉压力为3个压力。

高冰镍中硫是以Ni₃S₂，Cu₂S，FeS、CoS等形式存在的，采用CaO粉脱铜生成CaS并溶于渣中，这种方法优于焙烧法，没有SO₂的逸出，可避免污染。基于此，与炼钢脱硫类似，具有如下反应式：

经过本发明处理的高冰镍主要成份为：

合金元素（%）：S        P        Fe        Cu        Ni        Si

高冰镍处理前：22.0        -        4/5        ≥8        58/65        -

高冰镍处理后：0.004/0.5        0.04        余        ≥2        75/91        5/12

这种处理后的高冰镍锭，可以满足炼钢要求，并代替电解镍用于炼钢，镍的回收率达85%以上。