電爐鎳锍熔煉車間設(shè)計(jì)(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(jì)。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(guó)金川有色金屬公司鎳冶煉廠設(shè)計(jì)的第一個(gè)電爐熔煉車間于1967年投產(chǎn),以后又設(shè)計(jì)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(shí),熔煉強(qiáng)度比較高。含水分比較高的鎳精礦進(jìn)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(jìn)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(duì)原料適應(yīng)性強(qiáng),銅、鎳、鈷的回收率高,棄渣含有價(jià)金屬低。但電爐脫硫率亦低,煙氣含SO2不高,對(duì)SO2的回收不利,且電能價(jià)格高,只在電價(jià)低廉地區(qū)或熔煉含氧化鎂高的難熔物料時(shí)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(tái)電爐的額定功率P(kV?A)由下式計(jì)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(shí)利用系數(shù);cosφ為功率因數(shù)。
設(shè)計(jì)主要參數(shù)包括變壓器的二次電壓及電壓級(jí)數(shù),電極直徑及電極間距,單位爐床面積的功率等。(見表)
硫化鎳礦電爐熔煉主要設(shè)計(jì)參數(shù)
設(shè)計(jì)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(guó)) |
吉林鎳 業(yè)公司 (中國(guó)) |
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(gè)多層廠房?jī)?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(jì)指標(biāo) 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(xué)成分。