谈镍钼矿熔炼试验

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本文作者：陈金彪作者单位：广西有色金属集团贵州华堃矿业股份有限公司

目前，从镍钼矿中生产钼酸铵、氧化钼的工业化历史较短，其工艺技术尚处于不断发展之中，目前提出的方法有很多种，但概括起来，工业上存在两类方法，一种为湿法工艺，另一种为火法——湿法联合工艺。

在全湿法工艺中，镍钼矿的氧化在溶液中进行，钼进入溶液，镍留在渣中。目前工业上成熟的方法是用次氯酸钠为浸出剂氧化分解镍钼矿，次氯酸钠为浸出剂湿法分解工艺设备投资较小，过程不产生大气污染。但该方法存在浸出剂次氯酸钠消耗较大，生产成本相对较高的缺点，若当地无次氯酸钠的生产厂家而靠长途运输，则该方法成本太高。另外还有采用高压氧浸出分解镍钼矿的报道，但至今尚未实现工业化。在火法—湿法联合工艺中，用氧化焙烧的方法处理镍钼矿，即用空气中的氧气在高温下氧化镍钼矿，使其中的钼和镍由硫化物转化为氧化物，然后用碱浸出其中的钼，使钼进入侵出液而镍留在浸出渣中。其成本较低，但是镍钼矿的氧化焙烧过程必然产生大量含低浓度SO2的气体，废气处理装置投资较大，处理成本较高。至于从浸出液中制取氧化钼或钼酸铵，一般采用化学净化法除去其中的磷、砷、硅等杂质，然后采用化学沉淀法、离子交换法和溶剂萃取法富集提钼，其中离子交换法应用得更为广泛。过程产生一定量的氨氮废水，处理成本较高。

1试验条件

1.1试验的原料

本试验先后对2种品位不同的镍钼矿进行试验，其干矿成分见下表1：

1.2试验工艺

简述将镍钼矿破碎、烘干后再磨至-100目，然后制成团块或球团，需要再次烘干至H2O≤5%，控制温度为300～400℃，可用高温尾气进行烘干后，烘干后的物料分批直接加入熔炼炉进行熔炼，熔炼温度控制在1200～1300℃，通过调整还原剂配比，可以在熔炼过程产出镍锍和钼酸盐等。熔炼炉尾气含SO2浓度较低，经过收尘、制酸淋洗后，可以达标排放。产出的镍锍、镍钼合金、以及含氧化钼品位较高的烟尘，可以进一步加工成硫酸镍、钼酸铵、氧化钼等产品，也可以直接销售。熔炼炉渣主要含硅、钙、铁等，可以销售给水泥厂，工艺流程简图如下。

2试验结果与讨论

2.1试验步骤

试验过程包括备料、烘炉、投料、熔炼、铸锭及浸出等，即先将磨好的干矿加适当的水制成球团，制好的球经过干燥后，分批投放。投料前，先用木材烘炉8小时，使炉内干燥，当温度达到300℃，再投入3公斤焦炭，之后开启投料。熔炼前期温度低，加料较慢，每次加入10公斤，之后逐步加大到30公斤/次，通过多批加料、间断放渣，熔炼炉内熔融金属锍（镍钼合金）不断增加。熔炼过程，渣口要堵好，防止漏渣。产出的干渣进行浸出，得到浸出液和浸出渣，并计量、取样、化验。

2.2试验结果

（1）试验一

试验过程通过改变物料配比、改变熔炼温度、时间等技术条件，试验共进行了4次，试验过程投入及产出物料见表2：试验过程的产出物料经过取样送分析化验，分析化验结果见表3：由表3可以看出，镍、钼主要富集在炉渣中，炉渣含钼高达2.23%，含镍达0.45%，没有合金产出，炉渣含硫高达12%。说明难选镍钼可以不经过焙烧脱硫，就可以直接熔炼将钼、硫以镍锍形式富集在渣，再通过浸出回收，但试验过程中生成的镍锍与炉渣的分离效果不好，未能放出炉铸锭。主要是由于当物料加热到1000℃时，物料中便有复杂硫化物、某些硫酸盐和氢氧化物的热分解发生，生产比较简单而稳定的化合物。当物料加热到1200℃时，主要是硫化物和氧化物之间的交互反应，反应产出熔合的液态金属产物便是镍锍，其中有NiS、FeS、CuS、CoS和贵金属。钼则与碳酸盐反应生成钼酸盐进入炉渣，通过浸出可以回收钼制成产品。

（2）试验二

经过对试验一的分析研究后，有针对性的改变物料配比、改变熔炼温度和熔炼时间，进行试验二，共进行4次试验，试验过程投入及产出物料见表4：试验过程的产出物料经过取样送分析化验，分析化验结果见表5：由表5可以看出，通过改变熔炼技术条件，可以将镍、钼富集在合金中，合金含钼可达16%以上，含镍可达30%以上，含硫低。说明难选镍钼也可以不经过焙烧脱硫，就能直接熔炼生产出镍钼合金，并且降低炉渣品位的目的。主要是在高温熔炼条件下，硫含量低于0.5%时，液相线温度随C%和Si%而改变，低碳镍合金一般液相线温度为1400℃。炉渣的主要成分为FeO、MgO和SiO2。当SiO2/MgO<2时，炉渣的液线温度基本不受炉渣中FeO含量的限制。硫化物分解所产生的硫化亚铁跟高价金属氧化物反应，可以脱除炉料中部分硫，当加入还原剂时，脱硫效果要小得多。

3结论

通过工业试验证明，难选镍钼矿可以不经过焙烧脱硫，直接熔炼将镍钼以金属锍形式富集在渣，再通过浸出回收；也可以通过改变熔炼技术条件，将难选镍钼不经过焙烧脱硫，直接熔炼生产出镍钼合金。熔炼过程充分利用原矿中的硫和碳发热量，达到节能减排的效果。