一种高硫粗镍铁精炼脱硫的方法技术

本发明专利技术提供一种高硫粗镍铁精炼脱硫的方法，在中频感应炉内向熔融高硫粗镍铁中加入按粗镍铁质量３～１０％的脱硫剂纯碱或／和石灰以及按粗镍铁质量０～２％的熔剂萤石，在电磁搅拌作用下以及温度为１３３０～１６３０℃条件下，使粗镍铁中的硫与纯碱或石灰发生反应而造渣，精炼５～２０分钟后扒除渣，得到含硫小于０．０５％且含硫量符合不锈钢冶炼用镍铁的要求，镍的直收率≥９７．８％。本发明专利技术工艺简单，能耗低，生产规模能灵活调整，易于实现工业化生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，属于有色金属和铁合金生产

技术介绍
在工业上，镍主要用来生产不锈钢、特殊合金钢以及应用于镀镍、陶瓷制品、电池、 催化剂等领域。目前，世界上镍产品60%以上是来自硫化矿，但世界镍资源总量的60% 以上都存在于红土镍矿中。随着世界上硫化镍矿资源的逐渐减少，丌发利用红土镍矿对 镍工业的发展具有极其重要的意义。用高炉或电炉还原熔炼处理红土镍矿后得到的镍铁，经过精炼后即可用于生产不锈 钢。以镍铁作为电解镍的替代品用于生产不锈钢，可以减少金属镍的消耗，增加镍元素 的来源，降低不锈钢的冶炼成本，以获得良好的经济效益。在高炉或电炉冶炼红土镍矿而产出的粗镍铁中，由于含有硫、磷、碳、硅等杂质， 如不进行精炼处理，将严重影响不锈钢的使用性能。尤其是硫在液态钢中可无限溶解， 但在固态钢铁中溶解度却很小，在金属热加工时易导致钢或合金的"热脆"，因此，工 业上应尽量降低钢或合金成品中的硫含量，以减少硫的危害作用。粗镍铁需精炼脱硫后 再用于不锈钢的生产。目前，粗镍铁脱硫一般采用纯碱、石灰、合成渣、碳化钙、镁等脱硫剂，在钢包、 电炉、平炉、转炉或卡尔多炉中进行。乌克兰帕布什镍厂使用纯碱粉等在包子中进行炉 外脱硫，当纯碱用量为镍铁重量的1.0~1.7%时，可将粗镍铁的含硫量由0.2%可降至 0.07~0.10%。当采用纯碱-镁联合法脱硫时，可使镍铁含硫量从 0.15%降至0.01 0.015%， 脱硫率比单独用纯碱或镁的方法提高20 28%。俄罗斯的一家工厂在25吨的铸钢包中 用合成石灰铝渣(CaO 53%和A1203 43% )对镍铁进行了炉外脱硫试验，可使粗镍铁的 含硫量由0.08 0.29%降至0.015 0.09%。专利CN101082095A采用石灰脱硫，将粗镍铁 在10吨转炉内于1500-162(TC通过吹入氧气和C3H8，可将粗镍铁的含硫量由0.1 0.5% 降至0.05%以下。专利CN101139642A将粗镍铁在卡尔多炉内采用碳酸钠、石灰等进行 脱硫，可使粗镍铁中硫含量降至0.02%以下。虽然在钢包、电炉、平炉、转炉或卡尔多 炉中都可以将粗镍铁中的硫将至0.05%以下，但转炉脱硫的氧化气氛强，因此渣量大，镍随渣的损失较大，降低镍的直收率。钢包、电炉、平炉和卡尔多炉脱硫时熔体的搅拌强度低，致使熔体的脱硫反应速度慢，生产效率较低。
技术实现思路
本专利技术针对上述高硫粗镍铁精炼脱硫方法中存在的不足，提供一种工艺简单、流程 短、镍铁直收率高的粗镍铁精炼脱硫的方法。本专利技术通过下列技术方案完成 ，其特征在于经过 下列工艺步骤A、 在中频感应炉内，向熔融的高硫粗镍铁中加入粗镍铁质量3~10%的脱硫剂纯碱 或/和石灰以及粗镍铁质量0~2%的熔剂萤石，脱硫剂和熔剂在高温下迅速熔化；B、 在电磁搅拌作用以及温度为1330 163(TC条件下，含硫粗镍铁精炼5 20分钟， 使粗镍铁中的硫与纯碱、石灰快速反应而造渣，扒渣后得脱硫镍铁。所述粗镍铁的精炼脱硫也适用于在工频感应电炉内进行。本专利技术所用的含硫粗镍铁，其主要化学成份为8.68~10.42%Ni、 80.37~84.58%Fe、 0.56~3.87o/oSi、 2.03~3.870/oC、 0.10~0.15%P、 0.52~1.03%S、 0.53~0.640/oCr。本专利技术的脱硫方法的反应式为(FeS) + (CaO) = (CaS) + (FeO) (FeS) + (Na2C03) = (Na2S) + (FeO) +C02 当使用石灰为脱硫剂时，还需要加入粗镍铁质量1~2%的的熔剂萤石以降低渣的粘 度。在电磁搅拌的作用下可强化脱硫反应过程，使粗镍铁中的硫造渣后除去，得到含硫 小于0.05%的镍铁。当单独使用纯碱脱硫时，本专利技术的最佳精炼时间为5分钟，最佳精炼温度为1360 °C，纯碱的最佳用量为粗镍铁质量4%;当单独使用石灰脱硫时，本专利技术的最佳精炼时 间为10分钟，最佳精炼温度为1550°C，石灰和萤石的最佳用量分别为为粗镍铁质量的 7%和1.5%;当使用纯碱和石灰复合脱硫剂时，本专利技术的最佳精炼时间为7分钟，最佳 精炼温度为151(TC，纯碱、石灰和萤石的最佳用量分别为粗镍铁质量2%、 4%和1%。所述使用纯碱和石灰复合脱硫剂时，两者的质量比为粗镍铁质量3~10%中的任何比值。本专利技术与现有技术相比具有下列优点和效果..采用上述方案，即采用现有技术的中 频或工频感应炉进行无接触加热，可使金属液保持洁净，避免了热源产生的副作用，所用渣量少，金属与渣的接触面积小，在电磁搅拌的作用下，可以均匀金属液的温度，使 金属液中各元素很快分布均匀，加快相界面间物化反应速度，有利于扩散脱硫和非金属 夹杂物上浮，从而改善物理化学反应的动力学条件等，得到含硫小于0.05%的镍铁，镍 的直收率大于98%，镍铁含硫量符合不锈钢的冶炼用镍铁要求。本专利技术工艺简单，能耗 低，生产规模能灵活调整，易于实现工业化生产。 附图说明图l为本专利技术之工艺流程图2为本专利技术的另一工艺流程图。具体实施例方式下面结合实施例对本专利技术做进一步描述。 实施例l将主要化学成份为8.68%Ni、 84.58%Fe和0.86%S的高硫粗镍铁加入中频感应电炉 内并加热至熔化，当温度达到133(TC时，向炉内被电磁搅拌的高硫粗镍铁中加入粗镍铁 质量3%的纯碱，纯碱在高温下迅速熔化并与粗镍铁中的硫发生反应而造渣，精炼10分 钟后将渣扒除，得含硫0.046%的精炼镍铁，镍的直收率为98.7%，镍铁含硫量符合不锈 钢冶炼用镍铁的要求。实施例2将主要化学成份为9.32%Ni、 82.73%Fe和0.52%S的高硫粗镍铁加入中频感应电炉 内并加热加热至熔化，当温度达到136(TC时，向炉内被电磁搅拌的高硫粗镍铁中加入粗 镍铁质量4%的纯碱，纯碱在高温下迅速熔化并与粗镍铁中的硫发生反应而造渣，精炼 5分钟后将渣扒除，镍铁含硫0.037%，镍的直收率为98.9%，镍铁含硫量符合不锈钢冶 炼用镍铁的要求。实施例3将主要化学成份为9.84%Ni、 83.67。/。Fe和1.03 %S的高硫粗镍铁加入中频感应电炉 内并加热加热至熔化，当温度达到1550'C时，向炉内被电磁搅拌的高硫粗镍铁中加入粗 镍铁质量7%的石灰和1.5%的萤石，石灰和萤石在高温下迅速熔化，石灰与粗镍铁中的 硫发生反应而造渣，精炼10分钟后将渣扒除，镍铁含硫0.041%，镍的直收率为98.1%，镍铁含硫量符合不锈钢冶炼用镍铁的要求。实施例4将主要化学成份为10.42%Ni、 80.37%Fe和0.72%S的高硫粗镍铁加入中频感应电 炉内并加热加热至熔化，当温度达到163(TC时，向炉内被电磁搅拌的高硫粗镍铁中加入 粗镍铁质量10%的石灰和2%的萤石，石灰和萤石在高温下迅速熔化，石灰与粗镍铁中 的硫发生反应而造渣，精炼20分钟后将渣扒除，镍铁含硫0.029%,镍的直收率为97.80/。， 镍铁含硫量符合不锈钢冶炼用镍铁的要求。实施例5将主要化学成份为9.67%Ni、 81.43%Fe和0.91%S的高硫粗镍铁加入中频感应电炉 内并加热加热至熔化，当温度达到151(TC时，向炉内被电磁搅拌的高硫粗镍铁中加入粗 镍铁质量2%的纯碱、4%的石灰和1%的萤石，纯碱、石灰和萤石在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高硫粗镍铁精炼脱硫的方法，其特征在于经过下列工艺步骤：　Ａ、在中频感应炉内，向熔融的高硫粗镍铁中加入粗镍铁质量３～１０％的脱硫剂纯碱或／和石灰以及粗镍铁质量０～２％的熔剂萤石，脱硫剂和熔剂在高温下迅速熔化；　Ｂ、在电磁搅拌作用下和温度为１３３０～１６３０℃的条件下，精炼５～２０分钟，粗镍铁中的硫与纯碱或石灰发生反应而造渣，扒除渣后得到含硫量符合不锈钢冶炼要求用镍铁。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈为亮，朱星荣，殷国平，伍贺东，李跃光，黄中省，朱骏，彭振坤，戴永年，
申请(专利权)人：昆明理工大学，红河恒昊矿业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：53[中国|云南]