畢業(yè)設計---6萬噸年電鎳的鎳電解精煉車間設計

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

2、備的選擇計算，以及對煉鎳廠的安全技術的相關了解，同時描述了鎳冶煉廠的三廢狀況及治理　</p><p>　　關鍵詞： 鎳電解 凈化 工藝</p><p><b>　　引言</b></p><p>　?。?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)美國地質調查報導，2006

3、世界鎳儲量為6200萬噸，儲量基礎為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)的錳結核和錳結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前各國開發(fā)的重點。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，但填補了我國鎳工業(yè)的空白。1958年甘肅省地質局發(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個省其余鎳資源分布在江西，福建，廣西、湖南、內蒙古、黑龍江、浙江、河北、海南、貴州、山東11個省。這些地區(qū)的鎳資源合計的儲量占總儲量的 3.7%。</p><p>　　從２０世紀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年國內精煉鎳產(chǎn)量近８萬噸，世界排名上升至第五位；消費量達到１４.

6、６萬噸，成為僅次于日本的世界第二大鎳消費國。我國是近年來全球鎳消費增長最快的國家。</p><p>　　２００8年，我國鋼鐵、水泥、電解鋁列為國家過度投資重點調控的產(chǎn)業(yè)，先后對項目審批清理、銀行貸款、土地征用、投資資本、出口退稅率、電價等方面采取了調控措施，這些措施的實施產(chǎn)生了有效的調控作用。雖然國家宏觀調控政策限制了一批鋼鐵項目的上馬，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)濟形勢的好轉，國際貿易更加活躍，我國對能源、礦產(chǎn)品、投資設備的需求強勁不減，國家將更注重擴大消費需求，居民消費品價格漲幅逐步回落，對有色金屬的需求也將更加旺盛。預計到2010年，我國鎳消費量將達到24萬噸。國產(chǎn)鎳原料供應緊張，對海外鎳原料依賴程度越來越高。由于我國經(jīng)濟發(fā)展水平還不高，鎳的消費量長期處于比較低的水平，因此，國內含鎳廢料的蓄積量不多，經(jīng)濟和

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)濟的發(fā)展，國內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，國內鎳生產(chǎn)和消費主要還</p><p><b>　?。?２煉鎳原料</b></p><p>　　據(jù)估計，鎳在地殼中的平均含量為0.01%，與銅的

9、含量相當，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，其特點是硬度小，易泥化，含水高，品味約為1%。據(jù)估計，紅土礦一類鎳礦占世界鎳處量75%以

11、上，是非常有價值的鎳資源。</p><p>　　而硫化鎳陽極所需原料是轉爐吹煉產(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%。當含低于20%時，凝固時會析出金屬相，溶解時這種金屬相優(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。銅以Cu2S形態(tài)存在于硫化鎳陽極中，還銅低時，對硫化鎳陽極溶解影響很小；當銅高于10%時，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量有極不利的影響。</p><p>　　1.3我國鎳冶煉技術發(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)濟建設和社會發(fā)展的需要。鎳冶金工藝技術的進步也分

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爐, 到年投產(chǎn)的金川有色金屬公司電爐工藝, 標志粉我國規(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), 標志普我國火法煉鎳技術的巨大進步。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)的具有國際先進水平的精煉新工藝。至此, 我國獨立完整的鎳工業(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鎳粉、大洋多金屬結核回收鎳鉆等有價金屬的濕法冶金工藝流程的試驗成果。通過近年的迅速發(fā)展, 我國鎳冶金的工藝技術目</p><p>　　1.3.1鎳冶金工藝技術發(fā)展概況</p><p>　　目前, 我國鎳冶金技術已達到一定的水平, 某些領域已接近和達到國際水平。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, 具有雄厚的技術力和經(jīng)濟實力。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手段和生產(chǎn)設備。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), 滿足國內工業(yè)建設用鎳的需要。</p><p>　　1.3.2鎳的粗煉工藝技術發(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)工藝技術的進步與發(fā)展。金川有色金屬公司礦熱電爐的工藝進步金川有色金屬公司一期工程原設計規(guī)模為年產(chǎn)鎳萬噸, 冶煉工藝流程為鎳精礦回轉窯焙燒一電爐熔煉一低冰鎳轉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, 一直未達到設計規(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步皿于發(fā)展生產(chǎn)的首位, 改造落后的工藝技術,

20、 解決制約生產(chǎn)發(fā)展和影響提高技術經(jīng)濟指標的關鏈問題,開展了卓有成效的聯(lián)合攻關。年實現(xiàn)了電</p><p>　　1.3.3高冰鎳精煉工藝技術的發(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經(jīng)過三十年的發(fā)展改進, 已成為成熟的、經(jīng)濟效益好的冶煉技術。各廠家根據(jù)處理原料的特點、原有基礎、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,其介質分為硫酸鹽和抓化物兩種體系。高冰鑲精煉技術發(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, 電解質為硫酸鹽、級化鹽混合系統(tǒng)。年代后, 根據(jù)科技攻關取得的成果, 采用高值、高電流密度、陽極液三段連續(xù)凈化及優(yōu)化電解技術條件的電解工藝對原設計工藝進行了改造, 大大提高了產(chǎn), 和經(jīng)濟效益。但是該過程不但銅

22、鎳及貴金屬分離不徹底, 且流程長, 操作復雜, 消耗高, 金屬走向分散流失嚴貢。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90年代，世界鎳的生產(chǎn)和消費都比較平穩(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。在主要鎳消費國中，僅有俄羅斯是鎳資源國家，其余的消費國幾乎沒有可供開采的鎳礦，主要依靠進口鎳精礦和其他初加工鎳產(chǎn)品。20世紀90年代，鎳在不銹鋼中的消費量大約以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，世界不銹鋼消費呈增長趨勢。1999年產(chǎn)量達到1535噸，達到世界不銹鋼產(chǎn)量的最高水平，因而也帶動鎳消費增加。</p><p><b>　?。ǘ┲袊鴩鴥仁袌?lt;/b></p><p>　　國內鎳產(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。但由于受進口不銹鋼和鎳原料數(shù)量過多的影響，國內電解鎳消費量的平均遞增長率僅達到

26、2%。</p><p>　　近期國內的產(chǎn)、供、銷大體上是平衡的，結束了大量依靠進口鎳產(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)技術水平、產(chǎn)品數(shù)量、品種質量都不能滿足國內各行業(yè)的需求，進口量有大幅增加的趨勢，同時也帶進不少鎳原料。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，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基本原則是寧可使銅進入鎳精礦，而盡可能避免鎳進入銅精礦

28、。因為銅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>　　（1） 直接用優(yōu)先浮選或部分優(yōu)先浮選流程。當?shù)V石中含銅比含鎳量高得多時，可采用這種流程。把銅選成單獨精礦，該流程的優(yōu)點是，可直接獲得含鎳較低的銅精礦。</p><p>　?。?）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>　　（3）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，對高冰鎳再進行浮選分離。</p><p>　?。?）混合—優(yōu)先浮選并從混合浮選尾礦中再回收部分鎳，當?shù)V石中各種鎳礦物的可浮性有很大差異時，銅鎳混合浮選后，再從其尾礦中進一步回收可浮性差的含鎳礦物。銅是鎳冶煉的有害雜質，而在銅鎳礦石中銅品位又具有工業(yè)回

30、收價值，因此銅鎳分離技術是銅鎳礦石選礦中的一個重要課題!。銅鎳分離技術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系不甚緊密的礦石，后者用于銅鎳礦物粒度細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破碎機械&

31、lt;/b></p><p>　　隨著科技的發(fā)展，各種新型、高效的破碎設備正在逐漸出現(xiàn)并開始應用。但目前國內大多數(shù)金屬礦石選礦廠，主要還是采用顎式破碎機、旋回破碎機和彈簧圓錐破碎機等常規(guī)破碎設備。</p><p>　　破碎機的型號和規(guī)格，主要是根據(jù)所處理的礦石性質、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，粗碎應用顎式或是旋回破碎機；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</b></p><p>　　顎式破碎機是一種間斷工作的破碎機械。顎式破碎機工作時，傳動機構帶動偏心軸轉動，使連桿上下垂直運動。借助肘板，使可動顎板繞懸掛心軸作周期擺動。當連桿向上運動時，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、當連桿向下運動時，可動顎板借助拉緊彈簧的恢復力離開固定顎板，已被破碎的礦石在重力作用下，經(jīng)排礦口排出。</p><p>　　顎式破碎機結構簡單、不易堵住、工作可靠、易于制造、維護方便，至今仍廣泛應用。主要用于中硬以上礦石的粗碎和中碎。與旋回破碎機相比，其缺點是生產(chǎn)率低，破碎比小，產(chǎn)品粒度不均。</p><p><b>　　旋回破碎機 </b></p>&

34、lt;p>　　旋回破碎機是連續(xù)工作的破碎機械。其結構及工作原理示意圖見圖。它主要由機架、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A中，主軸下部置于偏心套筒內。偏心套筒轉動時，使椎體繞中軸連續(xù)的偏心旋回運動?；顒訄A錐靠近固定圓錐時，礦石受到擠壓而破碎；離開時，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，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）調整。螺帽順轉或反轉，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保險軸銷（削弱斷面的缺口）來實現(xiàn)保險。這種保險裝置雖然很簡單，但可靠性差，現(xiàn)在多數(shù)利用電流過載保護裝置?；顒訄A錐和固定圓錐表面敷設夢鋼襯板，磨損后可以更換。</p><p>　　旋回磨碎機規(guī)格，以最大給礦口

36、寬度（B）來表示。</p><p>　　旋回破碎機工作平穩(wěn)，生產(chǎn)率高，易于啟動，破碎比大，產(chǎn)品粒度均勻，同時可以擠滿給礦，輔助設備少。它廣泛用于粗碎，中碎各種硬度的礦石。其缺點是構造復雜，機身較高，基建昂貴。</p><p><b>　　中細碎圓錐破碎機</b></p><p>　　用于中碎的圓錐破碎機標準圓錐破碎機；用于細碎的叫短頭圓錐破碎機

37、；</p><p>　　居于上述兩者之間的叫中間型圓錐破碎機。圓錐破碎機結構及工作原理示意圖見圖。它們的工作原理與旋回破碎機基本相同但結構上有如下區(qū)別：</p><p>　　中，細碎圓錐破碎機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，破碎腔中存在一個平行區(qū)，適應了控制排礦粒度均勻的要求。而回旋破碎機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，細碎圓錐破碎機的活動圓錐支承在球面軸承上。而旋回破碎機的活動圓錐則懸掛在機體上部的橫梁上。</p><p>　　中，細碎圓錐破碎機的機架由上，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，從而調節(jié)排礦口的大小。而旋回破碎機則利用主軸上端螺帽，調整懸掛活動圓錐上下，從而調節(jié)排礦口的大小。</p><p>　　中，細碎圓

39、錐破碎機由彈簧保險裝置，可靠性大。當破碎機腔中進入非破碎物時，支承在彈簧上面的固定圓錐（調整環(huán)）和上部機架（支承環(huán)）同時向上抬起，使彈簧壓縮，排礦口增大，從而使非破碎物從排礦口排出，避免機器的損壞。然后，支承環(huán)和調整環(huán)借助彈簧的彈力，恢復原位。</p><p>　　中碎和細碎破碎圓錐破碎機的結構基本類似，只是標準型給礦口大，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，細碎圓錐破碎機的規(guī)格用活動圓錐的底部直徑表示。</p><p>　　中，細碎圓錐破碎機生產(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碎。但不宜處理粘性物料。</p><p><b>　　2.1.2浮選機械</b></p><p>　　圖為葉輪式機械攪拌浮選機示意圖。該浮選機每兩個槽

41、構成一個機組。第一槽帶有進漿管以抽吸礦漿用，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帶動葉輪較快地回轉。空氣經(jīng)導管4吸入。每一機組內的礦漿面用閥門5調節(jié)。葉輪上面有水輪蓋板6和中空氣管7。進氣管7下端安裝由進漿管10。進漿管10與承礦箱11聯(lián)接。轉動螺旋桿9可控制礦漿循環(huán)孔8大小，借以調節(jié)循環(huán)礦漿量。</p&g

42、t;<p>　　在每個浮選槽排礦端側壁的下部，設置有可調節(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</b></p><p>　　浮選柱是屬于氣流通過充氣器的細孔進行充氣的壓氣式浮選機之一。</p><p>　　它

43、是以對流原理工作的：從底部通過充氣器的細孔不斷地向礦漿中沖入空氣，在浮選柱內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—氫還原—鎳粉；（2）常壓氨浸（預氧化焙燒—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，亦即當有關冶金的知識已是很豐富的時候。這樣晚才確定出流程是因為硫化銅鎳礦是復雜的礦，除了鎳以外，還需要從其中回收銅、鈷、鉑族金屬、硒及電解精煉時鎳金屬的某些特性所致。</p><p>　　當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)準備工作便去熔煉是不經(jīng)濟的。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，然后用浮選機進行浮選獲得混合銅鎳精礦。必要時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行熔煉。塊狀富礦可以在鼓風爐中進行熔煉。</p><p>　　熔煉時得到銅鎳锍，它是由銅、鎳、鐵的硫化物和四氧化

47、三鐵組成的。銅鎳锍在轉爐中吹煉得到高锍。此時，硫化鐵被氧化而成氧化亞鐵和二氧化硫。氧化亞鐵與加入轉爐的石英生成轉爐渣。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，高锍需要進行兩次分離熔煉或浮選。分離熔煉時，高锍與硫化鈉熔合，此熔合物在液體狀態(tài)分為兩個互不混合的層。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，需要在鼓風爐中進行第二次分離熔煉。第二次分離熔煉的頂锍作為返料在轉爐進行第一次分離熔煉時加入。</p><p>　　第二次分離熔煉的底锍在鄂式破碎機破碎；球磨機中磨細而后再相繼在多層機械爐中與回轉爐中進行二段焙燒。</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行還原熔煉。</p><p>　　由電爐得到的金屬鎳澆鑄成陽極后在進行電解精煉。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。</p><p>　　從硫化銅礦中提取工藝流程中特點之一即是工段多且車間間關系密切。一個車間轉移交給另一各車間班車品或返料。某一個車間破壞了正常的工作制度就會影響其他車間的工作。有時某一個車間對另一個車間的應此昂不能馬上看出來，特別是較難預見到半成品質量發(fā)生變化的作用。按照這種流程生產(chǎn)的企業(yè)的管理是一個困難的任務，這需要豐富的知識和經(jīng)驗。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）準備的主要作業(yè)與目的</p><p>　　熔煉前礦石需要進行一系列的準備工作，其中包括選礦，烘干，焙燒和燒結，由于礦石的質量不同而分別進行此種或標準備工作。</p><p>　　準備工作的目的是保證熔煉時爐子的最高生產(chǎn)率與最大限度的將鎳回收到質量很高的锍中來。</p><p>

52、　　熔煉物料時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，焙燒與燒結礦石和精銅礦即為此目的。除此之外，焙燒和燒結時從礦石中尚可去除部分多余的锍，以提高锍的質量。</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，只有當我們知道在那里放著什么礦石，同時絕不允許料時

53、任意將他們混合。為此目的需要修建一個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%），因而在鼓風機熔煉時不需干燥。而在電爐中熔煉此類礦石時，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。鼓風爐里熔煉精礦時，水份是在造塊-燒結或制團（如果團礦燒結的話）——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行干燥（前已述及），或者是在隔板式蒸汽干燥器中及其他設備中進行干燥。</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軸由2～3轉分的速度。</p><p>　　當工作時干燥器是具負壓的，吸入干燥器的空氣與蒸

55、汽通過收塵器——旋風收塵器和布袋收塵器。這種干燥的特點在于產(chǎn)生的煙塵少，操作簡單，使用價格低廉。干燥器的生產(chǎn)能力是每小時5～6噸精礦。烘過的精礦中含水分為1～2%。為減少運輸時產(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行干燥時，氣體溫度在筒的頭部應為500～600，在筒的尾部和排料小室里應不低于120.</p><p>　　為降低

56、進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。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。若除了脫硫再無其它目

58、的的話，焙燒一般地是在多層機械中進行。在這種類型的爐中便于焙燒粉礦。在多層爐里焙燒時，物料燒結是非常不利的現(xiàn)象，因為這將減慢焙燒速度并引起靶齒靶臂的破損。加入含硫少的物質可以防止燒結，亦即加入返料和熔劑可以防止燒結。硫在爐料組成中的還量應該保持在20～25%范圍內。</p><p>　　焙燒結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

59、與制團</p><p>　　燒結過程的化學反應歷程</p><p>　　硫化銅鎳礦的燒結與氧化鎳礦燒結相同也是在帶式燒結機上進行。與氧化鎳燒結不同的地方是：由細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放出的熱量來實現(xiàn)。但是，為了制得較堅固的燒結塊和減少燒掉的硫，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是的脫硫率即除硫率不超過50%。如果在精礦或細礦中含硫12～13%，那么在燒結塊中剩硫約6%。用含這樣多硫的燒結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，就不得不往鼓風爐爐料中補加石膏或者黃鐵礦，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分解</p><p>　　Fe7S8=7FS+0.5S2</p><p>　　此時，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</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反應。</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、時易熔的硅酸鹽熔融并將爐料的顆粒粘著而成結實的燒結塊。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</b></p><p>　　同樣地可將細礦與精礦用制團的方法造成塊狀。在硫化銅鎳礦的冶煉試驗實踐中，至今尚沒使用制團，但是已經(jīng)找到：電爐熔煉精礦時，精礦制團是很合理的。若把精礦制成團可以使用造磚廠的壓力機。欲從團礦中除去水分

66、和達到團礦的一定堅固性，最好是在隧道式爐中高于200℃或是在此溫度時蒸汽加熱進行焙燒。</p><p>　　除過水的團礦濕度約1～2%，很易運輸，并且在電爐和鼓風熔煉也是恰當?shù)摹Ｔ谶\輸和熔煉團礦時，隨煙塵的機械損失較之運輸精礦要少得多。</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。與此相應的，反射爐內氣流與焰流是順著爐子的水平方向，而不是想鼓風爐那樣的垂直方向。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，實際上反射爐與鼓風爐的第一個重要區(qū)別是：在反射爐里可能熔煉細料。因此當選礦上發(fā)明了浮選的方法，并向冶金工廠大量輸送細粒精礦時起，反射爐熔煉就得到了很大的發(fā)展。</p><p>　　此外，反射爐與鼓風爐的傳熱方法也不同，這也是用氣

68、體運動特性來解釋的。在鼓風爐里，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，熱是由紅熱的氣體用對流和輻射傳導給爐料的。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，正是因為這一點把爐子叫做反射爐。</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40米，寬達10米的反射爐發(fā)展，同時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

69、高溫的篩條式燃燒室燃燒煙煤應用燃燒液體和氣體燃料大量的燃料和自動控制爐內高溫。</p><p>　　在反射爐中熔煉的爐料應該精心準備。塊礦，熔劑和返渣要破碎4～6毫米。含硫量不高時，爐料要在多機械爐中進行焙燒，當含硫量不高時，可直接熔煉生成爐料而不用預先焙燒。</p><p>　?。ㄈ┕娘L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>　　燒結或制

70、團后的大塊硫化銅鎳礦及精礦可以在鼓風爐中熔煉。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>　　所以加入鼓風爐的物料，除濾渣外，應預先破碎至50～100毫米并與細末分離。加入鼓風爐的細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或氧化亞鐵造渣結果所放出的。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>　　鼓風爐熔煉銅鎳礦時，硫化鐵被氧化的反應有重要用途。進行此氧化反應時放出很多的熱，同時生成渣的主要組成部分—亞鐵硅酸鹽，沒被氧化之硫化鐵轉入锍中并使锍貧化，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的發(fā)展有關。當硫化

72、鐵被氧化過份時獲得富锍，而銅與鎳在渣中的損失也上升。當其氧化不足時可能獲得粘稠難熔的渣，同樣地導致銅與鎳的損失。</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，需往鼓風爐中加入大量的轉爐返渣，并大量的消耗焦炭。所以在鼓風爐中熔煉這種礦石不經(jīng)濟。</p><p>　?。ㄋ模╇姞t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電能的地區(qū)內推行。但是電熔煉的一系列優(yōu)點允許我們研究關于它的更廣泛應用以及在我國的其他經(jīng)濟地區(qū)內推行。但是電熔煉的一系列優(yōu)點允許我們研究關于它的更廣泛應用以及在我國的其他經(jīng)濟地區(qū)內用它來代替鼓風爐和反射爐熔煉的問題。</p><p>　　在電爐內熔煉礦石與精礦的優(yōu)

74、點很多。電爐可以熔煉實際上任何成分的礦石與精礦，這一點對熔煉硫化銅鎳礦非常重要，因為它們的脈石熔點高。</p><p>　　電爐中可不加大量的熔劑而熔煉難熔的礦石，亦即進行無溶劑熔煉，著在反射爐和鼓風爐中是不能實現(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。因此電爐熔煉時金屬在渣中的損失比反射爐或鼓風爐熔煉時少。</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。</p><p>　　電爐中電能向熱能的轉變在爐渣熔池中發(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，保證在電爐內獲得僅為熱至400～500℃的爐氣。電爐內爐氣溫度低是電爐內的巨大優(yōu)點，它使爐頂和部分爐墻可以用廉價的粘土磚來砌，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。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構，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。電爐的功率達到25000千伏安。</p><p>　　脫硫率低和獲得貧的锍應算作是電熔煉的缺點。電熔煉時只有在硫化礦物分解時析出的那部分硫被氧化。有時這個缺點變?yōu)閮?yōu)點。</p><p>　　電爐熔煉時禁止使用水分高的原料，因為

78、濕料的加入導致物料的噴出，這有時會產(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行熔煉，但在電熔煉時爐料成份的混勻也是必須的，因為所得爐渣的溫度不應高于1420～1450℃。在爐料難熔和熔劑價廉時應適當?shù)募尤肴蹌┮越档驮娜埸c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>　　由第一個冶金工序，即在鼓風爐，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備—轉爐中進行。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、的實際是用空氣中氧氧化雜質，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。鐵是鼓風爐熔煉時轉到鎳鋶中來的。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)銅鎳鋶在轉爐中加石英吹煉處理。用經(jīng)過轉爐風口鼓入的空氣吹煉，空氣中的氧使硫化鐵氧化。此時硫氧化成二氧化硫而轉入氣體中，而鐵生成氧化亞鐵

81、與熔劑的二氧化硅結合而轉入渣中。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爐內。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>　　在吹煉銅鎳鋶時只有一個周期－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，因為此時生成并留于鋶中的難熔的氧化鎳鋶使鋶的熔點升高，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：</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進行得越少。</p><p>　　此外，還有下列反應：</p><p>　　Cu2S+2Cu2O=6Cu+SO2</p><p>　　4Cu+Ni3S2=3Ni+2Cu2S

85、</p><p>　　后三個反應說明在轉爐渣中有磁性氧化鐵和在高硫中有銅鎳合金存在。在吹煉銅鎳鋶的實際例子中我們碰到了一個有趣的理論規(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合；銅則相反，最難放出硫和最難與氧結合。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行。因為硫化鎳礦中的鎳，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)定絡合物；在加上反應需要足夠的溫度，這就決定了侵出時必須加壓。<

87、;/p><p>　　侵出設備仍為四室高壓釜。釜內裝有調溫的蛇形管和襯以抗SO42-腐蝕的瓷磚，侵出分兩段進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，鎳的硫化物進行反應：</p><p>　　NiS+2O2+6NH3=Ni(NH3)6SO4</p><p>　　銅鈷也按類似反應形成氨絡合物溶解，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，第一段侵出進行到中途便停止了，此時，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，侵出時間占總侵出時間的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，浸出時間13-14h。二段浸出殘渣經(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變成可溶性硫酸鹽，而Fe2O3不硫酸化。生產(chǎn)實踐中加入4%的硫酸鈉以促使鎳的選擇硫酸化。</p><p

92、>　　焙燒是在680℃沸騰爐內進行。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臺逆流傾析濃密機沸騰爐冷卻式排出的焙砂流入一個不銹鋼的旋轉桶內用富液驟冷，此時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%的底流送礫磨機磨制-0.074mm占80%。礫磨機用38-76mm的鼓風爐渣做研磨介質。此種爐渣堅韌、比重大、并抗富液腐蝕。礫磨機的排

93、料與旋流器的溢流匯合，開始進入浸出作業(yè)的第一級濃密機，而和貧液從浸出作業(yè)的第五級濃密機浸入，構成溶液與底流的逆向流動。</p><p>　　第一級濃密機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個串聯(lián)的還原槽，用蒸汽加熱富液至82℃，細磨的磁黃鐵礦作還原劑。從最后一個還原槽出來的礦漿與鐵屑一道進入一組4個串聯(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。殘渣送煉鐵廠作為鐵精礦煉鐵。</p><p><b>　　3廠址選擇</b></p><p>　　廠址選擇對工業(yè)的建設速度、建廠投資、生產(chǎn)發(fā)展、經(jīng)濟效益、環(huán)境保護及工農關系等具有重要意義。</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)，還是提供服務的企業(yè)，工廠建在什么地區(qū)、什么地點，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，就物質因素而論，廠址選擇決定著企業(yè)生產(chǎn)過程的結構狀況，從而影響新廠的建設速度和投資規(guī)模。例如，建廠地區(qū)的公共設施和生產(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)設施，供應來源的可靠性和便利性，決定著新廠倉庫面積的大小以

96、及運輸工具的類型和規(guī)模等。</p><p>　　其次，就投資成本和運行成本而言。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營效益。</p><p>　　最后，從行為角度看，不同地區(qū)文化習俗的差異，要求采取相應的管理方式，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，要找到一個滿足各方面要求的廠址是十分因難的。因此，必須權衡利弊，選出在總體上經(jīng)濟效益最佳的方案。</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）交通運輸和通訊聯(lián)系方便；（4）水、電、氣等基礎設施完備；（5）氣候條件能滿足生產(chǎn)技術要求。</p><p>　?。ǘ?/p>

98、）選擇建廠城鎮(zhèn)的基本要求。（1）當?shù)爻擎?zhèn)建設規(guī)劃允許；（2）能保證工廠生產(chǎn)所需的人力與技術供應；（3）當?shù)仄渌髽I(yè)能有效地提供本廠所需的各種性質的生產(chǎn)協(xié)作；（4）職工生活條件良好；（5）當?shù)毓べY水平較高。</p><p>　?。ㄈ┻x擇建廠用地的基本要求。（1）地質條件適于建廠，土壤結構能承受工廠的全部負荷；（2）有可靠的水源供應；（3）有足夠的建廠用地面積和擴展余地；（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影響深遠，具有高度科學性的工作，必須進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：應符合工業(yè)布局及區(qū)域性總體規(guī)劃和城市建設規(guī)劃的要求；要盡可能利用城鎮(zhèn)設施，節(jié)約資源；要靠近原材料、水、電供應充足和產(chǎn)

100、品銷售便利的地方，有較好的交通運輸條件；要注意節(jié)約用地，盡量不占或少占農田，留有發(fā)展余地；要有適當?shù)淖匀坏匦魏瓦m宜的工程地質、水文、地震等級條件及較好的協(xié)作條件等。</p><p>　　在進行廠址選擇時，根據(jù)有色金屬生產(chǎn)的特點，應充分論證以下幾個問題：（1）工業(yè)布局問題</p><p>　　建設一座有色冶煉廠，應根據(jù)工業(yè)布局“大分散，小集中、多搞小城鎮(zhèn)”的方針，按“工農結合，城鄉(xiāng)結合，有利

101、生產(chǎn)，方便生活”的原則，進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>　?。?）原材料供應及交通運輸條件 </p><p>　　有色金屬冶煉是連續(xù)性的，物料吞吐量一般很大。因此在進行廠址選擇時必須充分考慮交通運輸問題。為了減少運輸費用，在保證良好的運輸條件下，進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)境保護和節(jié)約用地問題 </p><p>　　有色冶金生產(chǎn)特點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，除必須有完善的“三廢”治理工程設計外，在選擇廠址時，必須盡量考慮在主導風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條件，并應考慮廠址附近居民點、城市發(fā)展規(guī)劃、農木漁業(yè)及旅游勝地、自然資源保護區(qū)等問題。</p><p>　?。?）廠址的工程地質及水文地質條件 </p><p>　　冶煉廠的土建投資是相當大的，廠址地震等級的不同會對建筑結構以及基礎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)順利進行，必須有充足的設備及備品備件供應，要有強有力的機械加工和維修能力。工廠在建設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，都對建設進度起著一定的作用。在廠址選擇時，應充分考慮廠址附近是否具備這些條件，那種片面強調“小而全”不重視專業(yè)化協(xié)作的做法是不

105、恰當?shù)?，甚至是錯誤的。</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，品質好，開發(fā)利用前景十分廣闊。境內金川集團公司是我國采、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、金昌市基礎設施日臻完善，綜合服務功能逐步增強，城區(qū)建成面積達到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，總裝機容量35萬千瓦。先后進行了蘭新鐵路復線金昌段建設和金昌火車站建設，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、快捷暢通的交通運輸網(wǎng)絡。</