電爐鎳锍熔煉車間設(shè)計(design of electric furnace smelter of nickel matte)

以硫化鎳礦為原料，采用電爐熔煉工藝，產(chǎn)出供下一步吹煉用低鎳锍的鎳冶煉廠車間設(shè)計。電爐熔煉用原料包括塊礦、制粒干燥后或半氧化焙燒后的硫化鎳精礦，并配入熔劑和返回的煙塵。

1939年，蘇聯(lián)彼仟加鎳廠首先采用電爐煉鎳，蘇聯(lián)的大部分鎳冶煉廠、加拿大湯姆遜鎳冶煉廠(Thompson Ni Smelter)、鷹橋公司(Falconbridge Co．)鎳冶煉廠均采用電爐熔煉。中國金川有色金屬公司鎳冶煉廠設(shè)計的第一個電爐熔煉車間于1967年投產(chǎn)，以后又設(shè)計建成盤石鎳冶煉廠的電爐熔煉車問。

工藝過程 電爐熔煉是傳統(tǒng)的鎳锍熔煉工藝。可以處理粉礦、塊礦，爐料含水不高于3％。電爐熔煉采用塊狀或粒狀的爐料時，熔煉強度比較高。含水分比較高的鎳精礦進電爐熔煉以前必須先經(jīng)過干燥或制粒后干燥。含硫高的爐料須先經(jīng)半氧化焙燒脫硫后再進電爐熔煉。熔煉生成低鎳锍和爐渣，在爐內(nèi)沉淀分離后，低鎳锍送轉(zhuǎn)爐吹煉，爐渣廢棄，爐氣經(jīng)收塵后回收硫或排放。電爐熔煉煙量少，煙氣溫度低，熱利用率高，對原料適應(yīng)性強，銅、鎳、鈷的回收率高，棄渣含有價金屬低。但電爐脫硫率亦低，煙氣含SO2不高，對SO2的回收不利，且電能價格高，只在電價低廉地區(qū)或熔煉含氧化鎂高的難熔物料時才采用電爐熔煉。

主要設(shè)備 電爐規(guī)格以功率表示，功率主要根據(jù)原料的處理量確定。單臺電爐的額定功率P(kV?A)由下式計算：

式中B為處理的爐料量，t／d，；A為爐料耗電量，kW.h／t；K1為功率利用系數(shù)；K2為工時利用系數(shù)；cosφ為功率因數(shù)。

設(shè)計主要參數(shù)包括變壓器的二次電壓及電壓級數(shù)，電極直徑及電極間距，單位爐床面積的功率等。(見表)

 
    設(shè)計參數(shù)
 
 
 

諾里爾
斯克
 
(蘇聯(lián))
 

湯姆遜
冶煉廠
 
(加拿大)
 

金川有
色金屬
  公司
 
(中國)

 
吉林鎳
業(yè)公司
(中國)
 

電爐面積／m2
電極直徑／mm
電極中心距／m
電爐額定功率／kV·A
單位爐底面積功率／kVA·m—2

    139．2
    1100
    3．2
  45000
    324

    184
  1220
  3．76
  18000
    98

    118
  1000
    3
  16500
    140

    75
  1000
    3．2
  12500
    167

車間配置 電爐本體及其附屬的配料、加料、排煙、電爐變壓器和出冰銅、出渣等設(shè)施，按生產(chǎn)流程的要求，配置在一個多層廠房內(nèi)，并與下一工序的轉(zhuǎn)爐廠房相連。(見圖)

主要技術(shù)經(jīng)濟指標 鎳熔煉的回收率為92％～96％，主要取決于爐料的含鎳品位。固體爐料電耗為．i00～700kw?h／t，主要取決于爐料的物理和化學成分。