专利名称：高冰镍的脱硫方法
技术领域：
本发明属于铁合金冶炼技术，具体涉及一种高冰镍的脱硫方法。
目前，我国的产镍矿区，以开采铁镍硫化矿为主。矿石经磨碎、浮选，获得含镍8～10％，含铜1～2％，含铁35～40％，含硫40％左右的镍精矿。镍精矿经电炉熔化除去氧化物杂质，再经转炉吹炼除铁，获得含镍60～65％，含铜8～12％，含铁3～4％，含钴0.5～1％，其余为硫约20～24％的高冰镍。对高冰镍进行电解，分离出其中的铜、铁、钴、硫，得到纯度达99.9％以上的电解镍，是目前金属镍的主要生产方法。
目前国内钢厂冶炼含镍钢种时，大部分是用电解镍作为钢中镍元素的添加剂。很明显，在钢铁行业，铁并不是有害元素，在冶炼某些耐侯钢时(如集装箱用钢)，铜甚至是必加元素。因此，用电解镍作为钢铁行业的镍元素添加剂，在有些钢种上是一种很大的浪费。
脱除高冰镍或镍精矿中的硫，使之能直接用于钢铁行业，是一条降本节支的途径。为此，已有许多有识之±进行了大量的研究，并取得了一定的成果。如中国专利公开的名称为“高冰镍处理新工艺”，其申请号为88105087.3；名称为“含硫的镍精矿直接用于制造镍合金不锈钢”，其申请号为96106849，都对高冰镍的脱硫处理提供了新的工艺方法。综观这两项中国专利(申请)，均以投加大量的高碱度渣料以生成碱或碱土金属的硫化物为脱硫手段。尽管两者的脱硫效果都很好，但两者所采用的原料路线和工艺方案，都显得复杂和难以控制，如前者采用喷粉(石灰粉、萤石粉)强化脱硫，后者则采用惰性气体作为冶炼保护，如此等等，这两项中国专利(申请)仍然存在着工艺复杂，镍元素收得率低，处理成本高等不足。
本发明的目的在于提供一种具有工艺简单易控，处理成本较低，脱硫效果显著，镍元素收得率高等优点的高冰镍脱硫的方法，以克服已有技术的不足。
实现本发明的目的所采取的技术方案是采用硅元素来置换高冰镍中的硫。当向高冰镍熔体中加入硅元素时，其中的硫将与硅发生化合反应而生成硫化硅；当高冰镍熔体中硅元素达到一定的浓度时，其中的硫将全部被硅所置换且与硅反应生成硫化硅，生成的硫化硅熔点较低且密度较小，很容易成渣除去，从而达到高冰镍脱硫之目的。其化学反应表达式如下
考虑到纯净硅元素制取的成本因素，本发明的进一步改进点在于采用硅铁合金作为高冰镍的脱硫剂，其化学反应机理，与上述硅元素脱硫机理相同，硅铁合金中的铁则留存于反应后的合金中，其化学反应表达式如下
从而得到镍铁合金。
应该说明的是，为了得到高的镍收得率，本方法不能完全脱除高冰镍中的铜，因此采用以上技术方案，得到的是镍铜铁合金，该合金可作为钢铁行业冶炼耐侯钢(如集装箱用钢)的镍元素添加剂。
采用以上技术方案，可用于硫化镍精矿的脱硫。
当本发明采用硅铁作为脱硫剂的工艺处理方法，依次按照以下步骤进行高冰镍和硅铁按重量百分比称重配料；将高冰镍和硅铁在电加热炉内加热熔化；保温并充分搅拌使反应彻底；倾出炉内物料空冷凝固；渣铁分离并进行成品精整。
本发明的实施例如下采用吉林镍业公司生产的高冰镍200公斤，其化学成分如下Ni 62～64％，Cu 7～8％，Fe 3～4％，S 20～22％。
采用西北铁合金厂生产的75#硅铁140公斤，其化学成分如下Si 72～74％，Fe 24～26％。
采用500公斤中频电炉为熔炼设备，其炉衬采用石英砂打结而成。
将高冰镍和硅铁加入炉内，通电使炉料全部熔化。
继续通电加热提高炉温，至炉内冒出白烟。
停止通电加热，将炉内物料倾倒在用耐火材料作衬里的钢包里，空冷至完全凝固。
倒出钢包内物料，渣铁自然分离，精整铁锭表面杂质，破碎包装。
经上述步骤处理，可得含Ni 59～61％，Cu 4～5％，Si 14～15，S≤0.03％，余量为铁的镍硅铜铁合金，该合金可直接作为冶炼含镍、含铜钢种的添加剂。
经上述步骤处理，镍元素的收得率大于98％，铜元素的收得率大于65％，硫的脱除率大于99％。
本发明与已有技术比较，它所具有的工艺简便，脱硫效果好，镍元素的收得率高和制备成本低等特点，是显而易见的。
权利要求
1.一种高冰镍的脱硫方法，其特征在于，脱硫采用的是加硅处理。
2.根据权利要求1所述的高冰镍的脱硫方法，所说的加硅处理之所加的硅是硅铁合金。
3.根据权利要求2所述的高冰镍的脱硫方法，其特征在于，依次按照以下步骤进行高冰镍和硅铁按重量百分比称重配料；将高冰镍和硅铁在电加热炉内加热熔化；保温并充分搅拌使反应彻底；倾出炉内物料空冷凝固；渣铁分离并进行成品精整。
全文摘要
本发明公开了一种高冰镍的脱硫方法,以加硅脱硫为其主要特征。采用本发明的方法可脱除高冰镍中99%以上的硫,镍元素的收得率大于98%,且工艺简单,易于控制,生产成本低。采用本发明处理后的高冰镍,可代替电解镍作为钢铁行业的镍元素添加剂。
文档编号C22B23/02GK1253186SQ9911446
公开日2000年5月17日 申请日期1999年9月24日 优先权日1999年9月24日
发明者章兼培 申请人:江苏江南铁合金厂