電爐鎳锍熔煉車間設計(design of electric furnace smelter of nickel matte)

以硫化鎳礦為原料，采用電爐熔煉工藝，產出供下一步吹煉用低鎳锍的鎳冶煉廠車間設計。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，蘇聯彼仟加鎳廠首先采用電爐煉鎳，蘇聯的大部分鎳冶煉廠、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。中國金川有色金屬公司鎳冶煉廠設計的第一個電爐熔煉車間于1967年投產，以后又設計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，熔煉強度比較高。含水分比較高的鎳精礦進電爐熔煉以前必須先經過干燥或制粒后干燥。含硫高的爐料須先經半氧化焙燒脫硫后再進電爐熔煉。熔煉生成低鎳锍和爐渣，在爐內沉淀分離后，低鎳锍送轉爐吹煉，爐渣廢棄，爐氣經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，對原料適應性強，銅、鎳、鈷的回收率高，棄渣含有價金屬低。但電爐脫硫率亦低，煙氣含SO2不高，對SO2的回收不利，且電能價格高，只在電價低廉地區或熔煉含氧化鎂高的難熔物料時才采用電爐熔煉。

主要設備 電爐規格以功率表示，功率主要根據原料的處理量確定。單臺電爐的額定功率P(kV?A)由下式計算：

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；K2為工時利用系數；cosφ為功率因數。

設計主要參數包括變壓器的二次電壓及電壓級數，電極直徑及電極間距，單位爐床面積的功率等。(見表)

 
    設計參數
 
 
 

諾里爾
斯克
 
(蘇聯)
 

湯姆遜
冶煉廠
 
(加拿大)
 

金川有
色金屬
  公司
 
(中國)

 
吉林鎳
業公司
(中國)
 

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、出渣等設施，按生產流程的要求，配置在一個多層廠房內，并與下一工序的轉爐廠房相連。(見圖)

主要技術經濟指標 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成分。