畢業(yè)設(shè)計(jì)---6萬噸年電鎳的鎳電解精煉車間設(shè)計(jì)

1、<p>　　6萬噸/年電鎳的鎳電解精煉車間設(shè)計(jì)</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本論文主要設(shè)計(jì)了年產(chǎn)６萬噸電解鎳的精煉車間，通過查閱相關(guān)資料，基本了解熔煉硫化銅鎳礦的準(zhǔn)備工作及整個(gè)從熔煉到精煉流程工藝，重點(diǎn)介紹了硫化鎳可溶陽極電解精煉的工藝流程，主要進(jìn)行了廠址的選擇、工藝流程的確定及相關(guān)冶金計(jì)算，包括金屬平衡和熱量平衡及主要設(shè)

2、備的選擇計(jì)算，以及對煉鎳廠的安全技術(shù)的相關(guān)了解，同時(shí)描述了鎳冶煉廠的三廢狀況及治理　</p><p>　　關(guān)鍵詞： 鎳電解 凈化 工藝</p><p><b>　　引言</b></p><p>　　１.１鎳資源概況及鎳資源發(fā)展透視</p><p>　　鎳在地球上是儲量豐富的一種金屬。據(jù)美國地質(zhì)調(diào)查報(bào)導(dǎo)，2006

3、世界鎳儲量為6200萬噸，儲量基礎(chǔ)為14000萬噸。世界陸地查明含鎳品位在1%左右的資源為1.3億噸，其中60%屬于紅土鎳礦床，共伴生礦產(chǎn)主要有銅、鈷、金、銀及鉑族元素，主要分布在加拿大、俄羅斯、澳大利亞、中國、南非等國，這是目前主要開采的鎳礦床。另外大洋深海底和海山區(qū)的錳結(jié)核和錳結(jié)殼中還含有大量鎳資源，其儲量在1億噸以上。由于海洋鎳資源還無法積極有效地利用，因此陸地鎳資源成為當(dāng)前各國開發(fā)的重點(diǎn)。世界陸地鎳資源儲量的分布情況如表所示。&

4、lt;/p><p>　　我國鎳工業(yè)始于1957年四川省力河鎳礦的開采。雖然生產(chǎn)規(guī)模較小，但填補(bǔ)了我國鎳工業(yè)的空白。1958年甘肅省地質(zhì)局發(fā)現(xiàn)金川鎳礦，并與60年代投產(chǎn)，這在很大程度上中解決殼我國對鎳的需要。到了90年代，由于新疆鎳礦，云南金平礦及吉林鎳礦的開發(fā)和投產(chǎn)使我國鎳工業(yè)的發(fā)展上了一個(gè)新臺階。</p><p>　　我國鎳礦區(qū)共有93處，鎳礦資源儲量分布于19個(gè)省。70%的鎳礦資源集中在甘

5、肅。其次，27%的分布在新疆、云南、吉林、四川、陜西、青海和湖北7個(gè)省其余鎳資源分布在江西，福建，廣西、湖南、內(nèi)蒙古、黑龍江、浙江、河北、海南、貴州、山東11個(gè)省。這些地區(qū)的鎳資源合計(jì)的儲量占總儲量的 3.7%。</p><p>　　從２０世紀(jì)５０年代開始，通過幾十年的努力，我國鎳資源的開發(fā)與利用得到飛速發(fā)展，逐步形成了比較完整的鎳工業(yè)體系。２００４年國內(nèi)精煉鎳產(chǎn)量近８萬噸，世界排名上升至第五位；消費(fèi)量達(dá)到１４.

6、６萬噸，成為僅次于日本的世界第二大鎳消費(fèi)國。我國是近年來全球鎳消費(fèi)增長最快的國家。</p><p>　?。玻埃?年，我國鋼鐵、水泥、電解鋁列為國家過度投資重點(diǎn)調(diào)控的產(chǎn)業(yè)，先后對項(xiàng)目審批清理、銀行貸款、土地征用、投資資本、出口退稅率、電價(jià)等方面采取了調(diào)控措施，這些措施的實(shí)施產(chǎn)生了有效的調(diào)控作用。雖然國家宏觀調(diào)控政策限制了一批鋼鐵項(xiàng)目的上馬，但是對不銹鋼行業(yè)的影響程度相對較小。2008年1~11月份， 我國共進(jìn)口不銹

7、鋼262萬噸，同比下降3.26%，出口不銹鋼30.7萬噸，同比增長296%。隨著世界經(jīng)濟(jì)形勢的好轉(zhuǎn)，國際貿(mào)易更加活躍，我國對能源、礦產(chǎn)品、投資設(shè)備的需求強(qiáng)勁不減，國家將更注重?cái)U(kuò)大消費(fèi)需求，居民消費(fèi)品價(jià)格漲幅逐步回落，對有色金屬的需求也將更加旺盛。預(yù)計(jì)到2010年，我國鎳消費(fèi)量將達(dá)到24萬噸。國產(chǎn)鎳原料供應(yīng)緊張，對海外鎳原料依賴程度越來越高。由于我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平還不高，鎳的消費(fèi)量長期處于比較低的水平，因此，國內(nèi)含鎳廢料的蓄積量不多，經(jīng)濟(jì)和

8、社會發(fā)展所需要的鎳，主要來自礦產(chǎn)原料，而再生原料所占比例很小。隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，國內(nèi)含鎳廢料的蓄積量將逐漸增加。但是，從不銹鋼、鎳氫電池等產(chǎn)品的使用壽命周期分析，我國含鎳廢料的大規(guī)模使用要到2010年以后。在2010年以前，國內(nèi)鎳生產(chǎn)和消費(fèi)主要還</p><p><b>　?。?２煉鎳原料</b></p><p>　　據(jù)估計(jì)，鎳在地殼中的平均含量為0.01%，與銅的

9、含量相當(dāng)，但富集成可以開采的礦床并不多。</p><p>　　目前世界上開采的鎳礦有硫化礦和氧化礦。另外，海底錳結(jié)核中也賦存豐富的鎳。</p><p>　　硫化礦中最主要的礦物是鎳黃鐵礦和含鎳磁硫鐵礦，其次是針硫鎳礦，輝鐵鎳礦，鈷鎳黃鐵礦等。在硫化礦中都有黃銅礦伴生，此外還含有不同數(shù)量的鈷，金及鉑族元素。脈石中存在有較多的鎂化合物，故交難熔。</p><p>　　現(xiàn)

10、代煉鎳原料中，硫化礦所占比重較大，大約有70%的鎳是以硫化鎳礦產(chǎn)出。鎳礦開采品味為0.3~2%鎳，隨開采條件而定。在通常情況下，還鎳高于3%的硫化鎳礦稱為富礦，可不經(jīng)選礦直接冶煉。含鎳較低的貧礦通常用浮選出含鎳4~8%的混合精礦再行冶煉。</p><p>　　值得注意的鎳礦物主要是紅土礦，它是由鐵和鎳的氧化物組成的次生共生礦，其特點(diǎn)是硬度小，易泥化，含水高，品味約為1%。據(jù)估計(jì)，紅土礦一類鎳礦占世界鎳處量75%以

11、上，是非常有價(jià)值的鎳資源。</p><p>　　而硫化鎳陽極所需原料是轉(zhuǎn)爐吹煉產(chǎn)出的高鎳锍主要是鎳和銅的硫化物，還含有少量的鐵，鈷及極少量的貴金屬硒、碲等元素，其中還鐵量已降至約3%</p><p>　　高鎳锍通常采用緩冷和選礦分離工藝得出二次鎳精礦，在熔鑄成硫化鎳陽極。含銅低的高鎳锍直接澆鑄成硫化鎳陽極進(jìn)行電解。</p><p>　　為了得到良好的溶解性能，硫化鎳

12、陽極的還锍量不宜低于20%。當(dāng)含低于20%時(shí)，凝固時(shí)會析出金屬相，溶解時(shí)這種金屬相優(yōu)先溶解，產(chǎn)出大量含鎳很高的陽極泥。</p><p>　　銅是硫化鎳陽極的主要有害雜質(zhì)。銅以Cu2S形態(tài)存在于硫化鎳陽極中，還銅低時(shí)，對硫化鎳陽極溶解影響很??；當(dāng)銅高于10%時(shí)，硫化亞銅將會優(yōu)先于Ni3S2溶解，對硫化鎳陽極溶解和陰極鎳沉積物質(zhì)量有極不利的影響。</p><p>　　1.3我國鎳冶煉技術(shù)發(fā)展&

13、lt;/p><p>　　鎳冶金工業(yè)是我國的新興工業(yè), 年以前沒有獨(dú)立完整的鎳冶金工業(yè), 只是在銅冶煉過程中回收鎳, 生產(chǎn)少的電鎳和硫酸鎳產(chǎn)品。年, 沈陽冶煉廠首次用國產(chǎn)硫化鎳礦作原料, 生產(chǎn)電鎳。建設(shè)現(xiàn)代化鎳企業(yè)是從年代金川鎳礦、會理鎳礦的開發(fā)建設(shè)開始的, 經(jīng)過不過年的迅速發(fā)展, 我國已成為世界鎳生產(chǎn)大國一目前擁有鎳冶金生產(chǎn)能力約萬噸年, 除不銹鋼外, 基本可滿足國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會發(fā)展的需要。鎳冶金工藝技術(shù)的進(jìn)步也分

14、突出。生產(chǎn)高冰鎳工藝由年建成投產(chǎn)的四川會理鎳礦的鼓風(fēng)爐, 到年投產(chǎn)的金川有色金屬公司電爐工藝, 標(biāo)志粉我國規(guī)模化、大型化鎳工業(yè)的形成。發(fā)展到年月日, 以閃速熔煉工藝為中心的金川二期工程建成投產(chǎn), 標(biāo)志普我國火法煉鎳技術(shù)的巨大進(jìn)步。高冰鎳兩段硫酸選擇性浸出一黑鎳沉鉆一電積制取鎳的阜康冶煉廠于年末建成, 是我國開發(fā)的具有國際先進(jìn)水平的精煉新工藝。至此, 我國獨(dú)立完整的鎳工業(yè)已經(jīng)形成。此外,近十年來我國還先后取得了鎳精礦微波一熱等離子體熔煉制

15、取高冰鎳、高冰鎳抓化精煉新工藝, 加壓氫還原制取超細(xì)鎳粉、大洋多金屬結(jié)核回收鎳鉆等有價(jià)金屬的濕法冶金工藝流程的試驗(yàn)成果。通過近年的迅速發(fā)展, 我國鎳冶金的工藝技術(shù)目</p><p>　　1.3.1鎳冶金工藝技術(shù)發(fā)展概況</p><p>　　目前, 我國鎳冶金技術(shù)已達(dá)到一定的水平, 某些領(lǐng)域已接近和達(dá)到國際水平。具有采、選、冶聯(lián)合生產(chǎn)能力的廠礦有金川有色金屬公司、吉林鎳業(yè)公司和四川會理鎳礦。

16、而有我國鎳都之譽(yù)的金川有色金屬公司是從原料到產(chǎn)出電鎳, 以及各種鎳產(chǎn)品和其它金屬產(chǎn)品的大型企業(yè), 工藝比較先進(jìn), 具有雄厚的技術(shù)力和經(jīng)濟(jì)實(shí)力。吉林鎳業(yè)公司除采、選以外,高冰鎳生產(chǎn)和含硫煙氣制取硫酸都有較大規(guī)模, 會理鎳礦具有鎳的采、選和粗煉能力, 但由于近年來鎳礦床枯竭, 發(fā)展受到限制。我國具有從高冰鎳或其它鎳原料包括綜合回收生產(chǎn)電鎳或鎳制品的廠家有余家, 其中重慶冶煉廠、成都電冶廠等具有成熟的鎳冶煉和精煉技術(shù)手段和生產(chǎn)設(shè)備。上海冶煉廠

17、、沈陽冶煉廠、天津電解銅廠等具有精煉和綜合回收鎳的成熟技術(shù)手段和生產(chǎn)潛力, 鎮(zhèn)江冶煉廠、義烏冶煉廠、福州冶煉廠等也可用含鎳原料生產(chǎn)多類鎳產(chǎn)品。只要我國鎳礦的采、選和鎳的粗煉能力擴(kuò)大, 供給足夠的高冰鎳和其它含鎳原料, 上述工廠不需花大的投資就可增加鎳的產(chǎn), 滿足國內(nèi)工業(yè)建設(shè)用鎳的需要。</p><p>　　1.3.2鎳的粗煉工藝技術(shù)發(fā)展</p><p>　　我國鎳礦多屬于硫化礦, 經(jīng)采、選

18、作業(yè)產(chǎn)出鎳精礦, 利用火法熔煉成高冰鎳。目前, 我國鎳礦的火法粗煉主要有閃速熔煉、礦熱電爐熔煉以及鼓風(fēng)爐熔煉鎳精礦。金川有色金屬公司是我國特大型有色金屬聯(lián)合企業(yè), 該公司的鎳礦屬多金屬硫化礦, 除主金屬鎳外, 尚伴生大最的銅、鉆、金、銀及鉑族金屬。其鎳儲和產(chǎn)分別占我國已探明的總儲及鎳冶金產(chǎn)品產(chǎn)的及以上, 鉑族金屬產(chǎn)占全國的以上, 同時(shí)也是我國礦產(chǎn)鉆的主要生產(chǎn)基地。因此, 金川有色金屬公司鎳冶金特別是冰鎳生產(chǎn)工藝的不斷發(fā)展, 集中體現(xiàn)了我

19、國鎳冶金生產(chǎn)工藝技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展。金川有色金屬公司礦熱電爐的工藝進(jìn)步金川有色金屬公司一期工程原設(shè)計(jì)規(guī)模為年產(chǎn)鎳萬噸, 冶煉工藝流程為鎳精礦回轉(zhuǎn)窯焙燒一電爐熔煉一低冰鎳轉(zhuǎn)爐吹煉一高冰鎳磨浮一硫化鎳熔鑄一電解精煉。但在年前, 由于工藝落后, 裝備差, 加上管理方面的原因, 一直未達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)模, 金屬回收率低, 鎳不到, 鉆只有, 能耗高, 綜合利用水平低下。年代以來, 金川有色金屬公司把依靠科技進(jìn)步皿于發(fā)展生產(chǎn)的首位, 改造落后的工藝技術(shù),

20、 解決制約生產(chǎn)發(fā)展和影響提高技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的關(guān)鏈問題,開展了卓有成效的聯(lián)合攻關(guān)。年實(shí)現(xiàn)了電</p><p>　　1.3.3高冰鎳精煉工藝技術(shù)的發(fā)展</p><p>　　我國高冰鎳主要用于生產(chǎn)電鎳, 并回收其中的銅、鉆和貴金屬。高冰鎳精煉工藝技術(shù)經(jīng)過三十年的發(fā)展改進(jìn), 已成為成熟的、經(jīng)濟(jì)效益好的冶煉技術(shù)。各廠家根據(jù)處理原料的特點(diǎn)、原有基礎(chǔ)、市場產(chǎn)品需求等具體情況, 因地制宜地選擇精煉工藝。高冰

21、鎳生產(chǎn)電鎳的工藝有兩大類一類是可溶陽極電解精煉,另一類為選擇性浸出一凈液一電積濕法精煉工藝,其介質(zhì)分為硫酸鹽和抓化物兩種體系。高冰鑲精煉技術(shù)發(fā)展我國金川有色金屬公司的銅鎳高冰鎳精煉生產(chǎn)是“ 高毓磨浮一硫化鎳陽極電解精煉” 傳統(tǒng)工藝, 電解質(zhì)為硫酸鹽、級化鹽混合系統(tǒng)。年代后, 根據(jù)科技攻關(guān)取得的成果, 采用高值、高電流密度、陽極液三段連續(xù)凈化及優(yōu)化電解技術(shù)條件的電解工藝對原設(shè)計(jì)工藝進(jìn)行了改造, 大大提高了產(chǎn), 和經(jīng)濟(jì)效益。但是該過程不但銅

22、鎳及貴金屬分離不徹底, 且流程長, 操作復(fù)雜, 消耗高, 金屬走向分散流失嚴(yán)貢。為了加快發(fā)展和綜合利用銅鎳礦的礦資源, 根據(jù)國際銅鎳高冰鎳精煉新工藝的發(fā)展, 我國加強(qiáng)了銅鎳高冰鎳硫酸選擇性浸出一黑鎳除鉆一不溶陽極電積鎳工藝技術(shù)的研究, 并于年底在新獲阜康冶煉廠建成了該工藝體系的生產(chǎn)線并投入生產(chǎn), 改變了我國沿用傳統(tǒng)工藝精煉高冰鎳的歷</p><p><b>　　1.4鎳的市場</b><

23、/p><p><b>　?。ㄒ唬﹪H市場</b></p><p>　　20世紀(jì)90年代，世界鎳的生產(chǎn)和消費(fèi)都比較平穩(wěn)，略有增長，沒有大起大落的現(xiàn)象。</p><p>　　1996年起世界鎳礦山產(chǎn)量突破100萬噸，達(dá)到歷史上最高產(chǎn)量水平。鎳資源大國依次是：俄羅斯、加拿大、新客多尼亞、印度尼西亞、澳大利亞和古巴，合計(jì)礦產(chǎn)鎳產(chǎn)量和出口量越占世界總量的80

24、%左右。鎳的冶煉主要集中在俄羅斯，日本、加拿大、澳大利亞、挪威、中國、英國、南非和芬蘭。</p><p>　　世界主要的鎳消費(fèi)國，也是不銹鋼主要生產(chǎn)國，有日本、美國、德國、俄羅斯、意大利、法國和韓國。在主要鎳消費(fèi)國中，僅有俄羅斯是鎳資源國家，其余的消費(fèi)國幾乎沒有可供開采的鎳礦，主要依靠進(jìn)口鎳精礦和其他初加工鎳產(chǎn)品。20世紀(jì)90年代，鎳在不銹鋼中的消費(fèi)量大約以5%的速度增長，世界鎳市場的供求變化主要取決于不銹鋼工業(yè)

25、的興衰。近十年倆，世界不銹鋼消費(fèi)呈增長趨勢。1999年產(chǎn)量達(dá)到1535噸，達(dá)到世界不銹鋼產(chǎn)量的最高水平，因而也帶動鎳消費(fèi)增加。</p><p><b>　?。ǘ┲袊鴩鴥?nèi)市場</b></p><p>　　國內(nèi)鎳產(chǎn)銷也呈上升趨勢。近期鎳精礦和電解鎳產(chǎn)量的年均遞增均保持7%以上，增幅是比較高的。但由于受進(jìn)口不銹鋼和鎳原料數(shù)量過多的影響，國內(nèi)電解鎳消費(fèi)量的平均遞增長率僅達(dá)到

26、2%。</p><p>　　近期國內(nèi)的產(chǎn)、供、銷大體上是平衡的，結(jié)束了大量依靠進(jìn)口鎳產(chǎn)品的局面。中國不銹鋼工業(yè)雖起步較早，而發(fā)展卻十分緩慢，目前無論從生產(chǎn)技術(shù)水平、產(chǎn)品數(shù)量、品種質(zhì)量都不能滿足國內(nèi)各行業(yè)的需求，進(jìn)口量有大幅增加的趨勢，同時(shí)也帶進(jìn)不少鎳原料。另外目前中國精鎳供求并不緊張，各種鎳及鎳合金的加工材供應(yīng)比較吃緊。</p><p><b>　　2硫化銅鎳礦的冶煉</b

27、></p><p>　　2.1選礦及主要的選礦設(shè)備</p><p>　　鎳礦石主要分硫化銅鎳礦和氧化鎳礦，兩者的選礦和加工方法完全不同。 </p><p>　　硫化銅鎳礦石的選礦方法，最主要的是浮選，而磁選和重選通常為輔助選礦方法。浮選硫化銅鎳礦石時(shí)，常采用浮選硫化銅礦物的捕收劑和起泡劑。確定浮選流程的一個(gè)基本原則是寧可使銅進(jìn)入鎳精礦，而盡可能避免鎳進(jìn)入銅精礦

28、。因?yàn)殂~精礦中的鎳在冶煉過程中損失大，而鎳精礦中的銅可以得到較完全的回收。銅鎳礦石浮選具有下列四種基本流程：</p><p>　?。?） 直接用優(yōu)先浮選或部分優(yōu)先浮選流程。當(dāng)?shù)V石中含銅比含鎳量高得多時(shí)，可采用這種流程。把銅選成單獨(dú)精礦，該流程的優(yōu)點(diǎn)是，可直接獲得含鎳較低的銅精礦。</p><p>　　（2）混合浮選流程，用于選別含銅低于鎳的礦石。所得銅鎳混合精礦直接冶煉成高冰鎳。</

29、p><p>　?。?）混合—優(yōu)選浮選流程，從礦石中混合浮選銅鎳，再從混合精礦中分選出含低鎳的銅精礦和含銅的鎳精礦。 該鎳精礦經(jīng)冶煉后，獲得高冰鎳，對高冰鎳再進(jìn)行浮選分離。</p><p>　　（4）混合—優(yōu)先浮選并從混合浮選尾礦中再回收部分鎳，當(dāng)?shù)V石中各種鎳礦物的可浮性有很大差異時(shí)，銅鎳混合浮選后，再從其尾礦中進(jìn)一步回收可浮性差的含鎳礦物。銅是鎳冶煉的有害雜質(zhì)，而在銅鎳礦石中銅品位又具有工業(yè)回

30、收價(jià)值，因此銅鎳分離技術(shù)是銅鎳礦石選礦中的一個(gè)重要課題!。銅鎳分離技術(shù)分為銅鎳混合精礦分離和高冰鎳分離工藝兩種。通常，前者用于銅鎳礦物粒度較粗且彼此嵌布關(guān)系不甚緊密的礦石，后者用于銅鎳礦物粒度細(xì)且彼此嵌布十分致密的礦石。金川銅鎳礦是大型金屬共生硫化銅鎳礦，其第一選礦廠選礦工藝流程主要包括：破碎為三段一閉路流程，磨礦和浮選工序改造為三段磨礦、三段浮選流程。</p><p><b>　　2.1.1破碎機(jī)械&

31、lt;/b></p><p>　　隨著科技的發(fā)展，各種新型、高效的破碎設(shè)備正在逐漸出現(xiàn)并開始應(yīng)用。但目前國內(nèi)大多數(shù)金屬礦石選礦廠，主要還是采用顎式破碎機(jī)、旋回破碎機(jī)和彈簧圓錐破碎機(jī)等常規(guī)破碎設(shè)備。</p><p>　　破碎機(jī)的型號和規(guī)格，主要是根據(jù)所處理的礦石性質(zhì)、選廠規(guī)模以及廠址地形等條件，綜合比較確定。一般處理中硬以上礦石時(shí)，粗碎應(yīng)用顎式或是旋回破碎機(jī)；選長規(guī)模較大，山坡建廠者宜

32、用旋回；選長規(guī)模小、平地建廠以及礦石中粘性物料多著，可用顎式。</p><p><b>　　顎式破碎機(jī)</b></p><p>　　顎式破碎機(jī)是一種間斷工作的破碎機(jī)械。顎式破碎機(jī)工作時(shí)，傳動機(jī)構(gòu)帶動偏心軸轉(zhuǎn)動，使連桿上下垂直運(yùn)動。借助肘板，使可動顎板繞懸掛心軸作周期擺動。當(dāng)連桿向上運(yùn)動時(shí)，肘板使可動顎板靠近固定顎板，破碎腔中的礦石受到擠壓，劈裂和彎曲的聯(lián)合作用而破碎。

33、當(dāng)連桿向下運(yùn)動時(shí)，可動顎板借助拉緊彈簧的恢復(fù)力離開固定顎板，已被破碎的礦石在重力作用下，經(jīng)排礦口排出。</p><p>　　顎式破碎機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、不易堵住、工作可靠、易于制造、維護(hù)方便，至今仍廣泛應(yīng)用。主要用于中硬以上礦石的粗碎和中碎。與旋回破碎機(jī)相比，其缺點(diǎn)是生產(chǎn)率低，破碎比小，產(chǎn)品粒度不均。</p><p><b>　　旋回破碎機(jī) </b></p>&

34、lt;p>　　旋回破碎機(jī)是連續(xù)工作的破碎機(jī)械。其結(jié)構(gòu)及工作原理示意圖見圖。它主要由機(jī)架、活動圓錐、固定圓錐、主軸、大小傘齒輪和偏心套筒等組成?；顒訄A錐的主軸支承在橫梁上面的固定懸掛點(diǎn)A中，主軸下部置于偏心套筒內(nèi)。偏心套筒轉(zhuǎn)動時(shí)，使椎體繞中軸連續(xù)的偏心旋回運(yùn)動。活動圓錐靠近固定圓錐時(shí)，礦石受到擠壓而破碎；離開時(shí)，破碎產(chǎn)品靠自重經(jīng)排礦口排出。</p><p>　　目前我國生產(chǎn)的都是中心排礦式的旋回破碎機(jī)，破碎比

35、3-5。</p><p>　　排礦口大小利用主軸上端的錐形螺帽（開口螺母）調(diào)整。螺帽順轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，使活動圓錐椎體上升或下降，從而減小或增大排礦口，其平均齒角為22度。通過裝載皮帶輪上的四個(gè)保險(xiǎn)軸銷（削弱斷面的缺口）來實(shí)現(xiàn)保險(xiǎn)。這種保險(xiǎn)裝置雖然很簡單，但可靠性差，現(xiàn)在多數(shù)利用電流過載保護(hù)裝置。活動圓錐和固定圓錐表面敷設(shè)夢鋼襯板，磨損后可以更換。</p><p>　　旋回磨碎機(jī)規(guī)格，以最大給礦口

36、寬度（B）來表示。</p><p>　　旋回破碎機(jī)工作平穩(wěn)，生產(chǎn)率高，易于啟動，破碎比大，產(chǎn)品粒度均勻，同時(shí)可以擠滿給礦，輔助設(shè)備少。它廣泛用于粗碎，中碎各種硬度的礦石。其缺點(diǎn)是構(gòu)造復(fù)雜，機(jī)身較高，基建昂貴。</p><p><b>　　中細(xì)碎圓錐破碎機(jī)</b></p><p>　　用于中碎的圓錐破碎機(jī)標(biāo)準(zhǔn)圓錐破碎機(jī)；用于細(xì)碎的叫短頭圓錐破碎機(jī)

37、；</p><p>　　居于上述兩者之間的叫中間型圓錐破碎機(jī)。圓錐破碎機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理示意圖見圖。它們的工作原理與旋回破碎機(jī)基本相同但結(jié)構(gòu)上有如下區(qū)別：</p><p>　　中，細(xì)碎圓錐破碎機(jī)的活動圓錐和固定圓錐都是正立的截頭圓錐，圓錐形狀緩傾，破碎腔中存在一個(gè)平行區(qū)，適應(yīng)了控制排礦粒度均勻的要求。而回旋破碎機(jī)的圓錐形狀是急傾斜的，活動圓錐正立，固定圓錐倒立。</p>&l

38、t;p>　　中，細(xì)碎圓錐破碎機(jī)的活動圓錐支承在球面軸承上。而旋回破碎機(jī)的活動圓錐則懸掛在機(jī)體上部的橫梁上。</p><p>　　中，細(xì)碎圓錐破碎機(jī)的機(jī)架由上，下兩部分組成，其間用螺栓連接，在螺栓上套有彈簧，借助附有手柄的鉸桿和鉸鏈，可使固定圓錐上升或下降，從而調(diào)節(jié)排礦口的大小。而旋回破碎機(jī)則利用主軸上端螺帽，調(diào)整懸掛活動圓錐上下，從而調(diào)節(jié)排礦口的大小。</p><p>　　中，細(xì)碎圓

39、錐破碎機(jī)由彈簧保險(xiǎn)裝置，可靠性大。當(dāng)破碎機(jī)腔中進(jìn)入非破碎物時(shí)，支承在彈簧上面的固定圓錐（調(diào)整環(huán)）和上部機(jī)架（支承環(huán)）同時(shí)向上抬起，使彈簧壓縮，排礦口增大，從而使非破碎物從排礦口排出，避免機(jī)器的損壞。然后，支承環(huán)和調(diào)整環(huán)借助彈簧的彈力，恢復(fù)原位。</p><p>　　中碎和細(xì)碎破碎圓錐破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)基本類似，只是標(biāo)準(zhǔn)型給礦口大，平行區(qū)短；短頭型給礦口小，平行區(qū)長；中型則居中。如圖。</p><p&

40、gt;　　中，細(xì)碎圓錐破碎機(jī)的規(guī)格用活動圓錐的底部直徑表示。</p><p>　　中，細(xì)碎圓錐破碎機(jī)生產(chǎn)能力大，功率消耗低，破碎比大（i=4~5）,產(chǎn)品粒度均勻。目前廣泛用于各種硬度礦石的中碎和細(xì)碎。但不宜處理粘性物料。</p><p><b>　　2.1.2浮選機(jī)械</b></p><p>　　圖為葉輪式機(jī)械攪拌浮選機(jī)示意圖。該浮選機(jī)每兩個(gè)槽

41、構(gòu)成一個(gè)機(jī)組。第一槽帶有進(jìn)漿管以抽吸礦漿用，所以也叫吸入槽；第一槽槽與第二槽之間沒有中間室，礦漿在下面是連通的。所以第二槽稱為直流槽。葉輪1安裝在垂直軸2的下端，垂直軸上部裝有皮帶輪3，通過三角皮帶由電動機(jī)帶動葉輪較快地回轉(zhuǎn)?？諝饨?jīng)導(dǎo)管4吸入。每一機(jī)組內(nèi)的礦漿面用閥門5調(diào)節(jié)。葉輪上面有水輪蓋板6和中空氣管7。進(jìn)氣管7下端安裝由進(jìn)漿管10。進(jìn)漿管10與承礦箱11聯(lián)接。轉(zhuǎn)動螺旋桿9可控制礦漿循環(huán)孔8大小，借以調(diào)節(jié)循環(huán)礦漿量。</p&g

42、t;<p>　　在每個(gè)浮選槽排礦端側(cè)壁的下部，設(shè)置有可調(diào)節(jié)的排礦閥門12，使粗的不易浮選的礦粒，能通過排砂口流入鄰槽，從而減少葉輪底下粗砂的沉積量，降低麼擦阻力，延長葉輪壽命。</p><p><b>　　壓氣式浮選機(jī)</b></p><p>　　浮選柱是屬于氣流通過充氣器的細(xì)孔進(jìn)行充氣的壓氣式浮選機(jī)之一。</p><p>　　它

43、是以對流原理工作的：從底部通過充氣器的細(xì)孔不斷地向礦漿中沖入空氣，在浮選柱內(nèi)便彌散成大量的氣泡。這些氣泡穿過向下流動的礦漿而上升。經(jīng)過藥劑作用過的礦漿由浮選柱的上部給入。礦粒在重力作用下緩緩下降的過程中，與氣泡相互接觸與碰撞，進(jìn)而附著于氣泡之上。礦化氣泡上浮至礦漿面形成泡沫層，溢出后得泡沫產(chǎn)品。尾礦則由柱底并借助尾礦提升裝置排出。</p><p>　　2.2硫化鎳精礦的提取方法</p><p&

44、gt;　　火法，造锍熔煉—吹煉—鎳銅分離及精煉；濕法，（1）加壓氨浸—?dú)溥€原—鎳粉；（2）常壓氨浸（預(yù)氧化焙燒—選擇性還原—氨浸）；（3）硫酸化焙燒—鎳粉；（4）加壓酸浸—置換—浮選。</p><p>　　2.2.1硫化銅鎳礦的火法冶煉</p><p>　?。ㄒ唬┤蹮捔蚧~鎳礦及精礦的準(zhǔn)備工作</p><p>　　由硫化銅鎳礦中制取銅和鎳的工藝流程僅在1915—19

45、20年間才全部確定，亦即當(dāng)有關(guān)冶金的知識已是很豐富的時(shí)候。這樣晚才確定出流程是因?yàn)榱蚧~鎳礦是復(fù)雜的礦，除了鎳以外，還需要從其中回收銅、鈷、鉑族金屬、硒及電解精煉時(shí)鎳金屬的某些特性所致。</p><p>　　當(dāng)今硫化礦中制取鎳的流程部分地列入圖中。</p><p>　　貧礦不經(jīng)準(zhǔn)備工作便去熔煉是不經(jīng)濟(jì)的。若是直接熔煉貧礦，則一噸鎳需消耗大量的電能或燃料。爐子生產(chǎn)鎳的生產(chǎn)能力也不高。所以在熔

46、煉前貧礦必須預(yù)先富集。為此，采出之礦石要經(jīng)過二段或三段破碎，然后用浮選機(jī)進(jìn)行浮選獲得混合銅鎳精礦。必要時(shí)可將此精礦分離為銅和鎳的精礦。精礦中富集了金屬的硫化物，而其它脈石則剩在尾礦中。</p><p>　　富礦在破碎到需要的粒度后，可以分別或共同的與浮選得之精礦在電爐或反射爐中進(jìn)行熔煉。塊狀富礦可以在鼓風(fēng)爐中進(jìn)行熔煉。</p><p>　　熔煉時(shí)得到銅鎳锍，它是由銅、鎳、鐵的硫化物和四氧化

47、三鐵組成的。銅鎳锍在轉(zhuǎn)爐中吹煉得到高锍。此時(shí)，硫化鐵被氧化而成氧化亞鐵和二氧化硫。氧化亞鐵與加入轉(zhuǎn)爐的石英生成轉(zhuǎn)爐渣。二氧化硫則隨爐氣溢出，可能用來生產(chǎn)硫酸。</p><p>　　為了分離硫化銅和硫化鎳，高锍需要進(jìn)行兩次分離熔煉或浮選。分離熔煉時(shí)，高锍與硫化鈉熔合，此熔合物在液體狀態(tài)分為兩個(gè)互不混合的層。上層稱頂層，集中了大量的硫化銅。下邊層叫底層，集中了大量的硫化鎳。</p><p>　

48、　處理硫化銅鎳礦流程的前一部分</p><p>　　第一次分離熔煉之頂锍裝入轉(zhuǎn)爐而吹煉成粗銅、頂锍渣和返料硫酸鈉。第一次分離熔煉的底锍尚含大量的銅，需要在鼓風(fēng)爐中進(jìn)行第二次分離熔煉。第二次分離熔煉的頂锍作為返料在轉(zhuǎn)爐進(jìn)行第一次分離熔煉時(shí)加入。</p><p>　　第二次分離熔煉的底锍在鄂式破碎機(jī)破碎；球磨機(jī)中磨細(xì)而后再相繼在多層機(jī)械爐中與回轉(zhuǎn)爐中進(jìn)行二段焙燒。</p><

49、;p>　　如果銅锍高锍用浮選法處理，那么可以得到兩種精礦和銅鎳合金或者是需要專門處理的中間產(chǎn)品。</p><p>　　浮選高锍得之鎳精礦與二次分離熔煉之底锍一樣進(jìn)行兩端焙燒。由于浮選分離之后硫化鎳的顆粒很小，所以焙燒常常是使用特殊方法，經(jīng)過兩端焙燒的氧化亞鐵在電爐中進(jìn)行還原熔煉。</p><p>　　由電爐得到的金屬鎳澆鑄成陽極后在進(jìn)行電解精煉。電解后得到純鎳，其中還鎳99.9%；鈷

50、0.05～0.07%；銅0.02%和十萬分之幾含量的其它雜質(zhì)。</p><p>　　從硫化銅礦中提取工藝流程中特點(diǎn)之一即是工段多且車間間關(guān)系密切。一個(gè)車間轉(zhuǎn)移交給另一各車間班車品或返料。某一個(gè)車間破壞了正常的工作制度就會影響其他車間的工作。有時(shí)某一個(gè)車間對另一個(gè)車間的應(yīng)此昂不能馬上看出來，特別是較難預(yù)見到半成品質(zhì)量發(fā)生變化的作用。按照這種流程生產(chǎn)的企業(yè)的管理是一個(gè)困難的任務(wù)，這需要豐富的知識和經(jīng)驗(yàn)。處理硫化銅鎳礦

51、的大致流程如圖63.</p><p>　　熔煉前原料（精礦及礦石）準(zhǔn)備的主要作業(yè)與目的</p><p>　　熔煉前礦石需要進(jìn)行一系列的準(zhǔn)備工作，其中包括選礦，烘干，焙燒和燒結(jié)，由于礦石的質(zhì)量不同而分別進(jìn)行此種或標(biāo)準(zhǔn)備工作。</p><p>　　準(zhǔn)備工作的目的是保證熔煉時(shí)爐子的最高生產(chǎn)率與最大限度的將鎳回收到質(zhì)量很高的锍中來。</p><p>

52、　　熔煉物料時(shí)不同著稱的顆粒生成兩種均一的熔融物既渣和硫。物料組成越均勻混合的越好，不均勻的顆粒接觸得越緊。粒度越小，則不同性質(zhì)組成的固料變成均一的液體渣與锍的速度越快。破碎，配料，焙燒與燒結(jié)礦石和精銅礦即為此目的。除此之外，焙燒和燒結(jié)時(shí)從礦石中尚可去除部分多余的锍，以提高锍的質(zhì)量。</p><p>　　很明顯的，要想正確的混合不同種類的礦石及礦石與溶劑成為可能，只有當(dāng)我們知道在那里放著什么礦石，同時(shí)絕不允許料時(shí)

53、任意將他們混合。為此目的需要修建一個(gè)大的承受倉庫與破碎配料間。</p><p>　　A硫化銅鎳礦與精礦的干燥</p><p>　　硫化銅鎳礦的水分很少（2.5～5%），因而在鼓風(fēng)機(jī)熔煉時(shí)不需干燥。而在電爐中熔煉此類礦石時(shí)，特別是在冬季露天采出的礦石，干燥則是必須的。水份常常很高（10～12%）鎳精礦更需烘干。鼓風(fēng)爐里熔煉精礦時(shí)，水份是在造塊-燒結(jié)或制團(tuán)（如果團(tuán)礦燒結(jié)的話）——過程中從礦石排

54、出的，所以不一定要由干燥過程。原礦或精礦在干燥筒中進(jìn)行干燥（前已述及），或者是在隔板式蒸汽干燥器中及其他設(shè)備中進(jìn)行干燥。</p><p>　　隔板式蒸汽干燥器（圖）直徑5米，是由鍋爐鐵板制成的。干燥器的各層類似金屬箱，往相中加入兩個(gè)大氣壓的蒸汽。在干燥器里邊保持溫度為100～110.帶靶臂靶齒的中央轉(zhuǎn)軸由2～3轉(zhuǎn)分的速度。</p><p>　　當(dāng)工作時(shí)干燥器是具負(fù)壓的，吸入干燥器的空氣與蒸

55、汽通過收塵器——旋風(fēng)收塵器和布袋收塵器。這種干燥的特點(diǎn)在于產(chǎn)生的煙塵少，操作簡單，使用價(jià)格低廉。干燥器的生產(chǎn)能力是每小時(shí)5～6噸精礦。烘過的精礦中含水分為1～2%。為減少運(yùn)輸時(shí)產(chǎn)生的煙塵，烘過的精礦與定量的濕精礦相混合。</p><p>　　如果硫化銅鎳礦和精礦在筒形干燥器中進(jìn)行干燥時(shí)，氣體溫度在筒的頭部應(yīng)為500～600，在筒的尾部和排料小室里應(yīng)不低于120.</p><p>　　為降低

56、進(jìn)入干燥器的氣體溫度，以防止精礦的燃著，在筒的頭部加入冷空氣。除此而外，空氣將使筒內(nèi)氣體量增加，因而氣體將為其較少量的蒸汽所飽和，這部分蒸汽就不能在煙道，集塵室的墻壁上冷凝。氣體量應(yīng)該是這樣考慮，以使得蒸汽在不高于75是冷凝。如果加入的空氣量不夠，氣體將為蒸汽過飽和，因而減慢烘干過程?？偣残柘蚋稍锿仓屑尤?～3.2倍于點(diǎn)燃燃料所需的空氣量。</p><p>　　與筒形干燥器不同，隔板式干燥器比較堅(jiān)固，占據(jù)的地方較

57、少，僅有少量的煙塵溢出，有用金屬損失較少，不需要設(shè)立電收塵器和建筑煙筒。隔板式干燥器只需較少的基建資金和經(jīng)營費(fèi)。干燥過程制度的控制也比較簡單，效果較好。</p><p>　　B硫化礦與精礦在多層爐中焙燒</p><p>　　在冶金學(xué)中“焙燒礦石”；理解為硫化物在空氣流中的燃燒。本過程的主要目的在于部分地或全部的除掉硫，如果在原料中硫的含量超過了下一步處理過程的允許量時(shí)。若除了脫硫再無其它目

58、的的話，焙燒一般地是在多層機(jī)械中進(jìn)行。在這種類型的爐中便于焙燒粉礦。在多層爐里焙燒時(shí)，物料燒結(jié)是非常不利的現(xiàn)象，因?yàn)檫@將減慢焙燒速度并引起靶齒靶臂的破損。加入含硫少的物質(zhì)可以防止燒結(jié)，亦即加入返料和熔劑可以防止燒結(jié)。硫在爐料組成中的還量應(yīng)該保持在20～25%范圍內(nèi)。</p><p>　　焙燒結(jié)果得到焙料即焙燒過的礦或焙燒過的精礦，還硫12～14%。</p><p>　　C硫化礦與精礦的燒結(jié)

59、與制團(tuán)</p><p>　　燒結(jié)過程的化學(xué)反應(yīng)歷程</p><p>　　硫化銅鎳礦的燒結(jié)與氧化鎳礦燒結(jié)相同也是在帶式燒結(jié)機(jī)上進(jìn)行。與氧化鎳燒結(jié)不同的地方是：由細(xì)粒的硫化礦與精礦所組成的爐料顆粒的燒焙可以利用硫化物氧化時(shí)放出的熱量來實(shí)現(xiàn)。但是，為了制得較堅(jiān)固的燒結(jié)塊和減少燒掉的硫，往爐料中常加入焦炭粉。焦炭粉是事先經(jīng)過濕磨并在浮選前配入精礦的礦漿中的。利用此種加入焦炭粉的方法可以保證爐料的均

60、勻分布及其顆粒間的良好接觸。</p><p>　　硫化銅鎳礦與精礦燒結(jié)是的脫硫率即除硫率不超過50%。如果在精礦或細(xì)礦中含硫12～13%，那么在燒結(jié)塊中剩硫約6%。用含這樣多硫的燒結(jié)塊不能保證獲得金屬（鎳與銅）總含量低于30%的硫。在這種情況下為了制得所需的锍，就不得不往鼓風(fēng)爐爐料中補(bǔ)加石膏或者黃鐵礦，像在熔煉氧化鎳礦一樣，但只是少量些而已。</p><p>　　硫化鎳礦中所含的磁黃鐵礦在

61、高溫作用下按下列反應(yīng)分解</p><p>　　Fe7S8=7FS+0.5S2</p><p>　　此時(shí)，丟掉12.5%的硫</p><p>　　硫化亞鐵被氧化為氧化亞鐵</p><p>　　FeS+0.5O2=FeO+SO2</p><p>　　而后再靠剩下的空氣中的氧而氧化為氧化鐵</p><p&

62、gt;　　2FeO+0.5O2=Fe2O3</p><p>　　氧化鐵與氧化鐵相作用：</p><p>　　3Fe2O3+FeS=FeO+SO2</p><p>　　所生成的二氧化硫再按反應(yīng)將硫化鐵氧化</p><p>　　FeS+SO2=F3O4+S2</p><p>　　生成鐵的磁性氧化物Fe3O4和單體</

63、p><p><b>　　硫。</b></p><p>　　四氧化三鐵與硫化鐵和爐料中的二氧化硅發(fā)生反應(yīng)</p><p>　　3F3O4+FeS+5SO2=5(2FeO.SO2)+SO2</p><p>　　生成鐵的硅酸鹽和二氧化硫。</p><p>　　爐料組成的黃銅礦與鎳黃鐵礦按反應(yīng)分解：</

64、p><p>　　2CuFeS2=C2S+2FeS+0.5S</p><p>　　硫被空氣的氧所氧化生成二氧化硫而移入氣體中：</p><p>　　S+2O2=2SO2</p><p>　　這樣，大部分爐料都參加了化學(xué)反應(yīng)。</p><p>　　依靠硫化物的氧化與爐料中焦炭的燃燒，溫度可以發(fā)展到1000～1100℃。在此溫度

65、時(shí)易熔的硅酸鹽熔融并將爐料的顆粒粘著而成結(jié)實(shí)的燒結(jié)塊。鎳、銅和鐵的硫化物的易熔熔合物也能起粘著物的作用。</p><p><b>　　精礦的制團(tuán)</b></p><p>　　同樣地可將細(xì)礦與精礦用制團(tuán)的方法造成塊狀。在硫化銅鎳礦的冶煉試驗(yàn)實(shí)踐中，至今尚沒使用制團(tuán)，但是已經(jīng)找到：電爐熔煉精礦時(shí)，精礦制團(tuán)是很合理的。若把精礦制成團(tuán)可以使用造磚廠的壓力機(jī)。欲從團(tuán)礦中除去水分

66、和達(dá)到團(tuán)礦的一定堅(jiān)固性，最好是在隧道式爐中高于200℃或是在此溫度時(shí)蒸汽加熱進(jìn)行焙燒。</p><p>　　除過水的團(tuán)礦濕度約1～2%，很易運(yùn)輸，并且在電爐和鼓風(fēng)熔煉也是恰當(dāng)?shù)?。在運(yùn)輸和熔煉團(tuán)礦時(shí)，隨煙塵的機(jī)械損失較之運(yùn)輸精礦要少得多。</p><p>　　（二）反射爐熔煉硫化銅鎳礦與精礦的特點(diǎn)與對原料的要求</p><p>　　具有水平工作空間的冶金爐成為反射爐或

67、火焰爐。與此相應(yīng)的，反射爐內(nèi)氣流與焰流是順著爐子的水平方向，而不是想鼓風(fēng)爐那樣的垂直方向。氣流滑過爐墻附近斜坡上所置的爐料上方面不通過爐料。爐料層對氣流的阻力在在這里是不存在的，由此得出，實(shí)際上反射爐與鼓風(fēng)爐的第一個(gè)重要區(qū)別是：在反射爐里可能熔煉細(xì)料。因此當(dāng)選礦上發(fā)明了浮選的方法，并向冶金工廠大量輸送細(xì)粒精礦時(shí)起，反射爐熔煉就得到了很大的發(fā)展。</p><p>　　此外，反射爐與鼓風(fēng)爐的傳熱方法也不同，這也是用氣

68、體運(yùn)動特性來解釋的。在鼓風(fēng)爐里，礦塊是與熱氣流直接觸而被加熱的，熱氣是由下向上穿過料柱的。此時(shí)，熱是由紅熱的氣體用對流和輻射傳導(dǎo)給爐料的。在反射爐里，最熱的氣流從爐頂用輻射的方法將大量的熱傳送給爐料，正是因?yàn)檫@一點(diǎn)把爐子叫做反射爐。</p><p>　　反射爐熔煉硫化礦和精礦歷史的特征是逐漸地有尺寸不大的爐子向現(xiàn)代的長達(dá)40米，寬達(dá)10米的反射爐發(fā)展，同時(shí)隨著反射爐尺寸的增加，其供熱系統(tǒng)也日趨完善。由不能保證爐內(nèi)

69、高溫的篩條式燃燒室燃燒煙煤應(yīng)用燃燒液體和氣體燃料大量的燃料和自動控制爐內(nèi)高溫。</p><p>　　在反射爐中熔煉的爐料應(yīng)該精心準(zhǔn)備。塊礦，熔劑和返渣要破碎4～6毫米。含硫量不高時(shí)，爐料要在多機(jī)械爐中進(jìn)行焙燒，當(dāng)含硫量不高時(shí)，可直接熔煉生成爐料而不用預(yù)先焙燒。</p><p>　?。ㄈ┕娘L(fēng)爐熔煉硫化銅鎳礦與成塊精礦的特性及對原料的要求</p><p>　　燒結(jié)或制

70、團(tuán)后的大塊硫化銅鎳礦及精礦可以在鼓風(fēng)爐中熔煉。石灰石和石英做熔劑，返料是本身所產(chǎn)之富渣、殼、轉(zhuǎn)爐渣和電解鎳車間的鐵鎳濾渣。焦炭做為烘料。</p><p>　　所以加入鼓風(fēng)爐的物料，除濾渣外，應(yīng)預(yù)先破碎至50～100毫米并與細(xì)末分離。加入鼓風(fēng)爐的細(xì)末量不允許超過加入爐料的10～15%。熔煉是在送入大量空氣的情況下進(jìn)行的，因而具有氧化特性。因此，礦石與精礦中所有的硫化物能夠被氧化。</p><p&

71、gt;　　熔煉所必須之大部分熱量是燃燒硫化鐵與按所列出反應(yīng)或氧化亞鐵造渣結(jié)果所放出的。其余部分熱量則是由于焦炭燃燒所放出的。爐料中硫的含量越多，焦炭消耗越少。</p><p>　　鼓風(fēng)爐熔煉銅鎳礦時(shí)，硫化鐵被氧化的反應(yīng)有重要用途。進(jìn)行此氧化反應(yīng)時(shí)放出很多的熱，同時(shí)生成渣的主要組成部分—亞鐵硅酸鹽，沒被氧化之硫化鐵轉(zhuǎn)入锍中并使锍貧化，而這是獲得貧锍的主要條件。銅和鎳在爐渣中的含量與硫化鐵被氧化反應(yīng)的發(fā)展有關(guān)。當(dāng)硫化

72、鐵被氧化過份時(shí)獲得富锍，而銅與鎳在渣中的損失也上升。當(dāng)其氧化不足時(shí)可能獲得粘稠難熔的渣，同樣地導(dǎo)致銅與鎳的損失。</p><p>　　大塊的硫化礦含硫高而少鎂的礦最適于鼓風(fēng)爐熔煉。含氧化鎂高而含硫少之礦若溶解難熔脈石，需往鼓風(fēng)爐中加入大量的轉(zhuǎn)爐返渣，并大量的消耗焦炭。所以在鼓風(fēng)爐中熔煉這種礦石不經(jīng)濟(jì)。</p><p>　　（四）電爐熔煉硫化銅鎳礦及精礦的熔煉條件</p>&l

73、t;p>　　最近二十年以來，在電爐中熔煉礦石與精礦得到了推廣。</p><p>　　礦石與精礦的電爐熔煉在具有足夠量的廉價(jià)電能的地區(qū)內(nèi)推行。但是電熔煉的一系列優(yōu)點(diǎn)允許我們研究關(guān)于它的更廣泛應(yīng)用以及在我國的其他經(jīng)濟(jì)地區(qū)內(nèi)推行。但是電熔煉的一系列優(yōu)點(diǎn)允許我們研究關(guān)于它的更廣泛應(yīng)用以及在我國的其他經(jīng)濟(jì)地區(qū)內(nèi)用它來代替鼓風(fēng)爐和反射爐熔煉的問題。</p><p>　　在電爐內(nèi)熔煉礦石與精礦的優(yōu)

74、點(diǎn)很多。電爐可以熔煉實(shí)際上任何成分的礦石與精礦，這一點(diǎn)對熔煉硫化銅鎳礦非常重要，因?yàn)樗鼈兊拿}石熔點(diǎn)高。</p><p>　　電爐中可不加大量的熔劑而熔煉難熔的礦石，亦即進(jìn)行無溶劑熔煉，著在反射爐和鼓風(fēng)爐中是不能實(shí)現(xiàn)的。</p><p>　　電爐中可以保證粘稠渣的必要過熱而獲得金屬含量低的爐渣。因此電爐熔煉時(shí)金屬在渣中的損失比反射爐或鼓風(fēng)爐熔煉時(shí)少。</p><p>

75、　　電爐不燃燒料，因此產(chǎn)生的爐氣量不多。所以由電爐爐氣帶出之煙氣，亦即金屬在爐煙中的損失不大。金屬在渣中和煙氣中不大的損失和金屬在锍中的高回收率是電熔煉最重要的優(yōu)點(diǎn)。</p><p>　　電爐中電能向熱能的轉(zhuǎn)變在爐渣熔池中發(fā)生。熱量在備料層覆蓋的爐渣熔池的集中以及沒有火焰的存在，保證在電爐內(nèi)獲得僅為熱至400～500℃的爐氣。電爐內(nèi)爐氣溫度低是電爐內(nèi)的巨大優(yōu)點(diǎn)，它使?fàn)t頂和部分爐墻可以用廉價(jià)的粘土磚來砌，增加爐子的

76、使用期限和減少修爐與停爐的次數(shù)，減少爐頂散發(fā)到爐頂操作臺上去的熱量和改善加料工的勞動條件。低的溫度和不多的爐氣量保證熱量和改善加料工的勞動條件。低的溫度和不多的爐氣量保證熱量利用系數(shù)的大大提高，在電爐到45～60%，而且有可能提高到70～80%。</p><p>　　電爐爐氣中二氧化碳的含量到6～12%，這與礦石的含硫量有關(guān)。這樣的爐氣可以用來生產(chǎn)硫酸或液態(tài)二氧化硫。</p><p>　　

77、與反射爐不同，電爐沒有龐大的排氣結(jié)構(gòu)，因此不需要建筑巨大容積的廠房。由于爐氣溫度低沒有必要在電爐之后建立發(fā)熱鍋爐電路在車間內(nèi)的分布緊湊，而且建筑電爐用的基建投資不大。電爐的功率達(dá)到25000千伏安。</p><p>　　脫硫率低和獲得貧的锍應(yīng)算作是電熔煉的缺點(diǎn)。電熔煉時(shí)只有在硫化礦物分解時(shí)析出的那部分硫被氧化。有時(shí)這個(gè)缺點(diǎn)變?yōu)閮?yōu)點(diǎn)。</p><p>　　電爐熔煉時(shí)禁止使用水分高的原料，因?yàn)?/p>

78、濕料的加入導(dǎo)致物料的噴出，這有時(shí)會產(chǎn)生爐頂?shù)牟糠直缆?。水分的允許含量為3～3.5%。</p><p>　　在電爐內(nèi)熔煉含鎳不少于1.5%的銅锍礦和含鎳不少于3.5%的精礦是合理的。精礦最好先制成塊。上面提到過，礦石與精礦在電爐中可不加熔劑進(jìn)行熔煉，但在電熔煉時(shí)爐料成份的混勻也是必須的，因?yàn)樗脿t渣的溫度不應(yīng)高于1420～1450℃。在爐料難熔和熔劑價(jià)廉時(shí)應(yīng)適當(dāng)?shù)募尤肴蹌┮越档驮娜埸c(diǎn)和電能消耗。</p>

79、;<p><b>　　銅鎳锍的吹煉工藝</b></p><p>　　熔煉硫化銅礦與精礦時(shí)得到由三種硫化物（硫化鎳、硫化銅和硫化鐵）和磁性氧化鐵組成的锍。</p><p>　　由第一個(gè)冶金工序，即在鼓風(fēng)爐，反射爐或電爐中獲得液態(tài)熔融的鎳鋶，向此鎳鋶吹以壓縮空氣的過程稱為吹煉。鎳鋶的吹煉是在專門設(shè)備—轉(zhuǎn)爐中進(jìn)行。吹煉液態(tài)鎳鋶的目的在于制取更為富鎳的產(chǎn)品。過程

80、的實(shí)際是用空氣中氧氧化雜質(zhì)，揮發(fā)或者是用氧化硅使氧化物造渣，之后再除掉渣和爐氣。</p><p>　　由鎳鋶中必須除掉一部分硫和幾乎全部的鐵。鐵是鼓風(fēng)爐熔煉時(shí)轉(zhuǎn)到鎳鋶中來的。鎳鋶中約含40%以鎳鐵形式存在而不與硫相化合的游離鎳和鐵。</p><p>　　液態(tài)銅鎳鋶在轉(zhuǎn)爐中加石英吹煉處理。用經(jīng)過轉(zhuǎn)爐風(fēng)口鼓入的空氣吹煉，空氣中的氧使硫化鐵氧化。此時(shí)硫氧化成二氧化硫而轉(zhuǎn)入氣體中，而鐵生成氧化亞鐵

81、與熔劑的二氧化硅結(jié)合而轉(zhuǎn)入渣中。鎳和銅與氧的親和力比鐵小，因而被氧化的程度小并呈硫化物狀留在轉(zhuǎn)爐內(nèi)。如果硫化銅部分地被氧化，則生成的氧化銅與硫化鐵相互作用而從新變成硫化物。硫化鎳的行為與此相似。硫化銅與硫化鎳的合金稱為高鋶。</p><p>　　除了鎳和銅的硫化物之外，在高鋶中還含有金屬狀態(tài)的鎳和銅，并且有2～4%鐵和0.5～1.0%鈷。</p><p>　　在吹煉銅鎳鋶時(shí)只有一個(gè)周期－空

82、氣中的氧使硫化鐵氧化而獲得高鋶。使高鋶過吹至Ni+Cu的含量大于80%是不利的，因?yàn)榇藭r(shí)生成并留于鋶中的難熔的氧化鎳鋶使鋶的熔點(diǎn)升高，因此在包子里要留有大量的厚殼。</p><p>　　吹煉的主要過程可用下列反應(yīng)：</p><p><b>　　a 硫化物的氧化：</b></p><p>　　FeS+0.5O2=FO+SO2；</p>

83、<p>　　CU2S+0.5O2=Cu2O+SO2；</p><p><b>　　b氧化亞鐵的造渣：</b></p><p>　　2FeO+SiO2=2FeO.SiO2</p><p>　　硫化物的氧化和氧化亞鐵的造渣析出大量的熱，使得吹煉能在不消耗外來燃料下進(jìn)行。</p><p>　　部分生成的氧化亞鐵氧

84、化成磁性氧化鐵：</p><p>　　3FeO+0.5O2=Fe3O4。</p><p>　　轉(zhuǎn)爐溫度越高和其中二氧化硅越多，則生成磁性氧化鐵的反應(yīng)進(jìn)行得越少。</p><p>　　此外，還有下列反應(yīng)：</p><p>　　Cu2S+2Cu2O=6Cu+SO2</p><p>　　4Cu+Ni3S2=3Ni+2Cu2S

85、</p><p>　　后三個(gè)反應(yīng)說明在轉(zhuǎn)爐渣中有磁性氧化鐵和在高硫中有銅鎳合金存在。在吹煉銅鎳鋶的實(shí)際例子中我們碰到了一個(gè)有趣的理論規(guī)律：參加到吹煉過程中的金屬按其與硫和氧生成化合物的趨向排成一定的順序。鐵最易放出硫而與氧結(jié)合；銅則相反，最難放出硫和最難與氧結(jié)合。鎳和鈷處于中間位置上。</p><p>　　2.2.2硫化銅鎳礦的濕法冶煉</p><p>　　硫化鎳礦

86、目前主要是用火法冶金處理，用濕法冶金處理的比例不大。</p><p>　　硫化鎳礦加壓氨浸出溶解有氧的NH3-（NH4）2SO4溶液，而且必須在加壓下進(jìn)行。因?yàn)榱蚧嚨V中的鎳，銅，鐵等都已硫化物存在，溶液中溶解油足夠的氧，才能使硫化物氧化形成氨絡(luò)合物溶解，而且必須有足夠的游離NH3來中和硫化物氧化物形成的酸，并保證銅，鎳，鈷都能形成具有高配位的穩(wěn)定絡(luò)合物；在加上反應(yīng)需要足夠的溫度，這就決定了侵出時(shí)必須加壓。<

87、;/p><p>　　侵出設(shè)備仍為四室高壓釜。釜內(nèi)裝有調(diào)溫的蛇形管和襯以抗SO42-腐蝕的瓷磚，侵出分兩段進(jìn)行壓縮空氣和無水氨先通入第二段高壓釜，由此排出的混合氣體在通入第一段高壓釜，高壓氨侵時(shí)，鎳的硫化物進(jìn)行反應(yīng)：</p><p>　　NiS+2O2+6NH3=Ni(NH3)6SO4</p><p>　　銅鈷也按類似反應(yīng)形成氨絡(luò)合物溶解，而鐵則形成Fe2O3沉淀：<

88、;/p><p>　　硫化物中的硫在氧化侵出的過程中首先氧化物為硫代硫酸根離子S2O32-</p><p>　　然后按一下式氧化成連多硫酸根和氨基酸根及硫酸根：</p><p>　　2(NH4)S2O3+2O2=(NH4)2S3O6+(NH4)2SO4</p><p>　　(NH4)2S3O6+2O2+4NH3+H2O=NH4·SO3NH

89、2+2(NH4)2SO4</p><p>　　既在氨液中所有的硫都能氧化成SO42-，其氧化過程從，S2-開始，生成S2O32-→SO3NH2-→SO42-，最后生成SO42-，所以，為了保留一定數(shù)量的硫代硫酸根和連多硫酸根作為次一步凈液煮沸沉淀銅提供所需的硫離子，第一段侵出進(jìn)行到中途便停止了，此時(shí)，得到的成品液送往除銅，留下的礦漿再送第二段侵出，侵出礦漿經(jīng)濃密后，上清液返回到第一段侵出。這樣便保證了成品液中不飽

90、和硫化物的含量和高的金屬回收率，</p><p>　　第一段侵出壓力851KPA，溫度85，游離NH濃度100g/L，液固比4：1，侵出時(shí)間占總侵出時(shí)間的1/3，約為6-7H，鎳浸出率為約60-70%。成品液組成（g/l）：40-50Ni，0.7-1.0Co，5-10Cu，120-180（NH4）2SO4，5-10（NH4）2S2O3+（NH4）2S2O6，85-100NH3（游離）。第二段浸出壓力為912kPa

91、，溫度75℃，游離NH3100g/l，浸出時(shí)間13-14h。二段浸出殘?jiān)?jīng)氨水洗鎳和清水氨后送尾礦池。</p><p><b>　　硫酸化焙燒—浸出</b></p><p>　　硫酸化焙燒的目的是在含氧較高和溫度較低的條件下使硫化鎳礦中的有色金屬轉(zhuǎn)變成可溶性硫酸鹽，而Fe2O3不硫酸化。生產(chǎn)實(shí)踐中加入4%的硫酸鈉以促使鎳的選擇硫酸化。</p><p

92、>　　焙燒是在680℃沸騰爐內(nèi)進(jìn)行。焙燒產(chǎn)物主要是鎳、鈷、鈉的硫酸鹽和氧化鐵等。經(jīng)冷卻后送去浸出。</p><p>　　浸出用5臺逆流傾析濃密機(jī)沸騰爐冷卻式排出的焙砂流入一個(gè)不銹鋼的旋轉(zhuǎn)桶內(nèi)用富液驟冷，此時(shí)可溶性硫酸鹽開始溶出。所得含固體17%的礦漿送旋流器分級。含固體45%的底流送礫磨機(jī)磨制-0.074mm占80%。礫磨機(jī)用38-76mm的鼓風(fēng)爐渣做研磨介質(zhì)。此種爐渣堅(jiān)韌、比重大、并抗富液腐蝕。礫磨機(jī)的排

93、料與旋流器的溢流匯合，開始進(jìn)入浸出作業(yè)的第一級濃密機(jī)，而和貧液從浸出作業(yè)的第五級濃密機(jī)浸入，構(gòu)成溶液與底流的逆向流動。</p><p>　　第一級濃密機(jī)出來的上清液稱富液，它先經(jīng)還原處理使其中的Fe3+還原為Fe2+，以減少下一步沉淀過程的鐵屑消耗。還原過程用一組4個(gè)串聯(lián)的還原槽，用蒸汽加熱富液至82℃，細(xì)磨的磁黃鐵礦作還原劑。從最后一個(gè)還原槽出來的礦漿與鐵屑一道進(jìn)入一組4個(gè)串聯(lián)的沉淀槽以沉淀鎳、鈷、銅，沉淀率約

94、為98%。沉淀物為鎳精礦，送提鎳。殘?jiān)蜔掕F廠作為鐵精礦煉鐵。</p><p><b>　　3廠址選擇</b></p><p>　　廠址選擇對工業(yè)的建設(shè)速度、建廠投資、生產(chǎn)發(fā)展、經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境保護(hù)及工農(nóng)關(guān)系等具有重要意義。</p><p>　　一．廠址選擇的重要性 </p><p>　　廠址選擇就是確定工廠座落的區(qū)域和具

95、體位置。無論是生產(chǎn)有形產(chǎn)品的企業(yè)，還是提供服務(wù)的企業(yè)，工廠建在什么地區(qū)、什么地點(diǎn)，不僅影響建廠投資和建廠速度，而且還影響工廠的生產(chǎn)布置和投產(chǎn)后的生產(chǎn)經(jīng)營成本。</p><p>　　首先，就物質(zhì)因素而論，廠址選擇決定著企業(yè)生產(chǎn)過程的結(jié)構(gòu)狀況，從而影響新廠的建設(shè)速度和投資規(guī)模。例如，建廠地區(qū)的公共設(shè)施和生產(chǎn)協(xié)作條件，決定著新廠是否要自備動力、熱力等各種輔助生產(chǎn)設(shè)施，供應(yīng)來源的可靠性和便利性，決定著新廠倉庫面積的大小以

96、及運(yùn)輸工具的類型和規(guī)模等。</p><p>　　其次，就投資成本和運(yùn)行成本而言。廠址選擇是否合理，能否靠近客戶和原材料產(chǎn)地，勞動力資源是否豐富，地價(jià)高低，以及生產(chǎn)協(xié)作條件等，均直接影響新廠的投資效益和運(yùn)營效益。</p><p>　　最后，從行為角度看，不同地區(qū)文化習(xí)俗的差異，要求采取相應(yīng)的管理方式，否則會產(chǎn)生消極性的影響，從而影響企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營效果。</p><p>

97、;　　必須指出，要找到一個(gè)滿足各方面要求的廠址是十分因難的。因此，必須權(quán)衡利弊，選出在總體上經(jīng)濟(jì)效益最佳的方案。</p><p>　　二．廠址選擇的基本要求</p><p>　?。ㄒ唬┻x擇建廠地區(qū)的基本要求。（1）接近市場；（2）接近原材料產(chǎn)地；（3）交通運(yùn)輸和通訊聯(lián)系方便；（4）水、電、氣等基礎(chǔ)設(shè)施完備；（5）氣候條件能滿足生產(chǎn)技術(shù)要求。</p><p>　　（二

98、）選擇建廠城鎮(zhèn)的基本要求。（1）當(dāng)?shù)爻擎?zhèn)建設(shè)規(guī)劃允許；（2）能保證工廠生產(chǎn)所需的人力與技術(shù)供應(yīng)；（3）當(dāng)?shù)仄渌髽I(yè)能有效地提供本廠所需的各種性質(zhì)的生產(chǎn)協(xié)作；（4）職工生活條件良好；（5）當(dāng)?shù)毓べY水平較高。</p><p>　?。ㄈ┻x擇建廠用地的基本要求。（1）地質(zhì)條件適于建廠，土壤結(jié)構(gòu)能承受工廠的全部負(fù)荷；（2）有可靠的水源供應(yīng)；（3）有足夠的建廠用地面積和擴(kuò)展余地；（4）靠近近水陸交通要道；（5）有利于三廢（

99、廢水、廢渣、廢氣）處理。</p><p>　　確定建廠地址是一項(xiàng)影響深遠(yuǎn)，具有高度科學(xué)性的工作，必須進(jìn)行大量的可行性研究，綜合考慮各種因素的影響作用，選擇最佳方案。</p><p>　　三、廠址選擇的一般原則</p><p>　　廠址選擇的一般原則是：應(yīng)符合工業(yè)布局及區(qū)域性總體規(guī)劃和城市建設(shè)規(guī)劃的要求；要盡可能利用城鎮(zhèn)設(shè)施，節(jié)約資源；要靠近原材料、水、電供應(yīng)充足和產(chǎn)

100、品銷售便利的地方，有較好的交通運(yùn)輸條件；要注意節(jié)約用地，盡量不占或少占農(nóng)田，留有發(fā)展余地；要有適當(dāng)?shù)淖匀坏匦魏瓦m宜的工程地質(zhì)、水文、地震等級條件及較好的協(xié)作條件等。</p><p>　　在進(jìn)行廠址選擇時(shí)，根據(jù)有色金屬生產(chǎn)的特點(diǎn)，應(yīng)充分論證以下幾個(gè)問題：（1）工業(yè)布局問題</p><p>　　建設(shè)一座有色冶煉廠，應(yīng)根據(jù)工業(yè)布局“大分散，小集中、多搞小城鎮(zhèn)”的方針，按“工農(nóng)結(jié)合，城鄉(xiāng)結(jié)合，有利

101、生產(chǎn)，方便生活”的原則，進(jìn)行廠址選擇和居住區(qū)規(guī)劃，使之符合工業(yè)布局總體城市規(guī)劃的要求。</p><p>　?。?）原材料供應(yīng)及交通運(yùn)輸條件 </p><p>　　有色金屬冶煉是連續(xù)性的，物料吞吐量一般很大。因此在進(jìn)行廠址選擇時(shí)必須充分考慮交通運(yùn)輸問題。為了減少運(yùn)輸費(fèi)用，在保證良好的運(yùn)輸條件下，進(jìn)行廠址盡可能接近原材料基地和銷售市場。</p><p>　?。?）供水、

102、供電條件 </p><p>　　有色冶煉廠一般是大量用水和耗電多的企業(yè)。因此希望廠址附近有充分的水源和電源。</p><p>　?。?）環(huán)境保護(hù)和節(jié)約用地問題 </p><p>　　有色冶金生產(chǎn)特點(diǎn)之一是無一例外地產(chǎn)出大量造成環(huán)境污染的“三廢”物質(zhì)，除必須有完善的“三廢”治理工程設(shè)計(jì)外，在選擇廠址時(shí)，必須盡量考慮在主導(dǎo)風(fēng)向和主要水流的下游位置，安排好“三廢”處理場地

103、和廢渣堆放場地，要有良好的自然通風(fēng)條件，并應(yīng)考慮廠址附近居民點(diǎn)、城市發(fā)展規(guī)劃、農(nóng)木漁業(yè)及旅游勝地、自然資源保護(hù)區(qū)等問題。</p><p>　?。?）廠址的工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件 </p><p>　　冶煉廠的土建投資是相當(dāng)大的，廠址地震等級的不同會對建筑結(jié)構(gòu)以及基礎(chǔ)工程的投資帶來很大影響，所以廠址不能選在發(fā)震斷層地區(qū)和基本烈度為9級以上的地震區(qū)。</p><p>　

104、　（6）廠址的協(xié)作條件 </p><p>　　冶煉廠一般是機(jī)械化自動化水平比較高的現(xiàn)代化企業(yè)，為保證企業(yè)生產(chǎn)順利進(jìn)行，必須有充足的設(shè)備及備品備件供應(yīng)，要有強(qiáng)有力的機(jī)械加工和維修能力。工廠在建設(shè)過程中的施工條件諸如磚瓦、砂石、石灰、水泥、木材等能否就地取材，施工力量和施工場地是否具備等，都對建設(shè)進(jìn)度起著一定的作用。在廠址選擇時(shí)，應(yīng)充分考慮廠址附近是否具備這些條件，那種片面強(qiáng)調(diào)“小而全”不重視專業(yè)化協(xié)作的做法是不

105、恰當(dāng)?shù)?，甚至是錯(cuò)誤的。</p><p>　　四、根據(jù)上面的廠址選擇原則，初步確定金川公司的廠址選擇在金昌</p><p>　　第一、該區(qū)礦產(chǎn)資源儲量豐富，已探明的礦藏主要有鎳、銅、鉻、鈷、鈾、鐵、鋁、鋅、銻以及貴金屬鉑、鈀、金、銀、鋨、銥、釕、銠等45種，是一座以硫化鎳為主的特大型多種金屬共生礦床，礦體集中，品位高，硫化鎳儲量和品位居世界同類礦床第二位，與銅、鎳伴生的鉑族金屬儲量名列全國首

106、位。非金屬礦產(chǎn)資源主要有煤炭、石瑩石、石灰石、膨潤土、石油、硅石、硫磺、以及罕見的水晶石、玉髓瑪瑙等，儲量大，品質(zhì)好，開發(fā)利用前景十分廣闊。境內(nèi)金川集團(tuán)公司是我國采、選、冶配套的特大型有色冶金化工聯(lián)合企業(yè)，其鎳閃速熔煉爐號稱亞洲第一爐。</p><p>　　第二、金川公司位于中國西部河西走廊的工業(yè)城市——甘肅省金昌市，屬溫帶大陸性氣候，年降水量在100至300mm之間，蒸發(fā)量是降水量的10倍左右，是嚴(yán)重缺水的城市

107、。東北部為戈壁灘，南，西部為河西走廊北部山脈支脈——龍首山</p><p>　　第三、金昌市基礎(chǔ)設(shè)施日臻完善，綜合服務(wù)功能逐步增強(qiáng)，城區(qū)建成面積達(dá)到34.9平方公里，占規(guī)劃面積的83%。全市電力比較充足，有大型火電廠1座， 中小型電站5座，總裝機(jī)容量35萬千瓦。先后進(jìn)行了蘭新鐵路復(fù)線金昌段建設(shè)和金昌火車站建設(shè)，籌資改造并完善了縣鄉(xiāng)村地方道路建成，形成東西相通、南北相聯(lián)、四通八達(dá)、快捷暢通的交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)。</