镍闪速熔炼新渣型的物化性质研究

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1、doi：10.3969/j.issn.1007-7545.2013.05.002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/

2、SiO2=1.5，CaO10%~15%，MgO9%。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）05-0000-00StudyonPhysico-ChemicalPropertyofNewSlagTypeforNickelFlashSmeltingZHANGZhen-qiang1,ZHAOJun-xue1,CUIYa-ru1,GAOXiao-ting2,LUXiao-tao1,WANGPeng-fei1,LIANGHong-ming1(1.SchoolofMetallurgicalEngineerin

3、g,Xi’anUniversityofArchitecture&Technology,Xi’an710055,China;2.InstituteofNickelandCobalt,JNMC,Jingchang737100,Gansu,China)Abstract：Ironinnickelandcopperslagmostlyexistsintheformofferricmetasilicate,whichisdifficulttobereducedandcan’tbeusedasfurnacechargedirectly.ImprovingcontentofCaOandreduc

4、ingcontentofSiO2inslagwereputforwardtocreateconditionsforsubsequentironextraction.MainingredientsphasediagramofJNMCnickelandcopperslagwassimulationcalculatedwithFactSagesoftware,andtheeffectsofcomponentsofslagonphysico-chemicalpropertiesofsmeltingslagwasinvestigatedbyexperiments.Theresultssho

5、wthatthesuitableslagtypeisFe/SiO2of1.5,CaOof10%~15%,MgOof9%.Keyword：nickelmetallurgy;flashsmeltingslag;newslagtype;meltingtemperature;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0.7438亿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3300万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

6、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)+2COΔrGmº=354140-341.59TJ/mol(1)(Fe2SiO4)+

7、2(CaO)+2C=2Fe+(Ca2SiO4)+2COΔrGmº=235347-310.71TJ/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1037K下降到757K。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PhaseDiagram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。