1 引言
鎳火法冶煉過程會產生大量冶煉爐渣，僅金川公司鎳冶煉系統的爐渣產出量約為，160萬噸/a，除少量用于回填外，主要以堆存方式處理，不僅占用場地，污染環境，而且沉淀了大量的有價金屬(主要是鐵)無法有效利用[1-3]。
由于鎳銅冶煉爐渣中的鐵主要以硅酸鐵的形式存在，難以通過直接還原或熔融還原直接提鐵[2，3，4]。從提鐵的角度出發，希望爐渣成分中的鐵越高越好，SiO2越低越好，即鐵硅比越高越好。即使不能提高渣的鐵含量，采用堿性爐渣組元替代酸性的SiO2也將有利于爐渣中鐵氧化物的還原。本文將沿著這一思路，對新渣型進行應用的可行性進行分析。
2 爐渣成分范圍的可選擇性分析
利用FactSage6.1計算了對應的FeO-SiO2-CaO-MgO四元系相圖。其中MgO含量為9%的四元相圖如圖1所示。
由以圖1可以看出，在要求爐渣熔點不高于1200℃，對氧化鎂含量9%的爐渣而言，在保持爐渣中鐵含量不降低或鐵硅比(1.3)不變的情況下，在爐渣中氧化鈣含量可提高到15%左右。如果保持渣中的氧化鐵含量不變，氧化鈣含量可提高到約9%的水平。在不添加氧化鈣的條件下，鐵硅比的極限值應為1.8左右。如能進一步提高冶煉溫度，則可以將鐵硅比提高到更高的水平。
圖1 CaO -SiO2-FeO-MgO系相圖(MgO(wt%)=9)
(注：以上各相圖中綠色區域代表熔點在1100℃以下的爐渣組成，橙色區域代表熔點在1100-1200℃之間的爐渣組成。)
金川公司閃速爐入爐精礦的成分見表1，在考慮爐渣中的鐵、鎂、硅全部以低價氧化物存在，且不添加熔劑的情況下，原始的鐵硅比應為4.52，位于圖1中A點的位置，實際冶煉中不斷添加熔劑SiO2，生成爐渣位于圖1中B點的位置，成渣曲線如曲線AB所示，在保證鐵含量不變的情況下，如果將爐渣中CaO質量分數提高到15%，其成分點應該位于圖中C點的位置，則成渣曲線如曲線AC所示?？梢钥闯?，C點爐渣熔點仍然處于1200℃附近。
表1 精礦和爐渣組成
注：不添加熔劑的爐渣成分計算考慮鎳銅100%還原，且未考慮添加硫化鐵的影響。
相圖分析表明，在鎳冶煉過程適當提高爐渣中的CaO含量，同時降低爐渣中的SiO
聲明：
“基于后續提鐵的鎳冶煉新渣型研究” 該技術專利(論文)所有權利歸屬于技術(論文)所有人。僅供學習研究，如用于商業用途，請聯系該技術所有人。
我是此專利(論文)的發明人(作者)
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編輯：中冶有色網
來源：西安建筑科技大學冶金工程學院、金川集團公司鎳鈷研究院
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2025年07月09日 ~ 11日 
