国内外最新镍铁生产工艺介绍

国内外最新镍铁生产工艺介绍内容摘要：

～ 32％， Si02 5％～ 58％，Al2o3 1％～ 15％， P 4％～ 2％， S ％～ ％。 红土镍矿另一个特点是水分较高，尤其是目前我国红土镍矿主要进口国菲律宾和印尼两国气候多雨潮湿，镍矿中水分基本在 30~35％范围波动。 为确保镍铁冶炼炉况稳定，镍矿在入炉前必须进行脱水，造块处理。 不同的镍铁生产厂家对入炉前镍矿的脱水烧结处理普遍使用如下几种预处理方式： ① 回转窑烘干 → 造 块 → 回转窑高温脱水、预热。 ② 回转窑烘干 → 造块 → 竖炉烧结、预还原。 ③ 回转窑烘干 → 脱水、烧结 (包括预还原 )。 不同的镍矿处理工艺的投资费用及工艺操作难度不同，对整个镍铁冶炼工艺综合能耗及产品质量的影响也有所不同，因而，随着我国镍铁生产的规模化，选择何种镍矿预处理方式，值得分析。 数种工艺流程 回转窑直接还原法 镍矿 → 烘干 → 破碎 → 配入焦炭、熔剂混合制团 → 预热 → 回转窑脱水、还原 → 固融态渣铁混合物 → 水淬 → 磨碎 → 跳汰、强磁选等多级渣铁分离 → 细粒镍铁 → 电炉重熔 → 精炼脱硫 → 镍铁。 该工艺利用回转窖全程对镍团矿进行脱水、 焙烧， NiO、 FeO 等氧化物还原，金属物聚集，最后生成融态海绵状夹渣镍铁。 熔炼过程热能来自煤粉 (或重油 )燃烧放出的热量，其是火法冶炼镍铁生产中，设备最简单、生成金属流程最短、综合能耗最低的生产工艺。 鼓风炉法 镍矿 → 回转窑烘干 → 制块 → 配入焦炭 → 鼓风炉冶炼 → 粗镍铁 →精炼降 Si、 C、 P、 S→ 镍铁。 该工艺在冶炼设备结构方面与高炉法冶炼镍铁有相似之处。 冶炼过程中以焦炭燃烧放热作为热源，但反应机理有所不同。 高炉直接冶炼出的镍铁，其含 Ni 量基本取决于入炉镍矿中的 Ni／ Fe 比值，而鼓风炉法生产的粗镍，其含 Ni 量，不只受 限于该比值的大小。 鼓风炉工艺是最早出现的红土镍矿冶炼镍铁的技术， 1875 年，在新喀里多尼亚小高炉就已应用，后法国也有采用，但该法因消耗大量优质焦炭、污染严重而为人诟病。 最终该工艺在市场竞争和环保压力下停止， 1985 年日本矿业公司佐贺关冶炼厂的最后一座镍铁高炉熄火，标志着鼓风炉冶炼镍铁技术在欧美、日本等发达国家寿终正寝。 高炉法 镍矿 → 脱水、烧结、造块 → 配入焦炭、熔剂 → 高炉冶炼 → 粗镍铁→ 精炼降 Si、 C、 P、 S→ 镍铁。 在国内，近年采用的火法冶炼镍铁较为普遍，主要是借用于现有炼铁小高炉直接转产，具体操作与小高 炉生产生铁操作相似，特别适合于使用低 Ni、高 Fe 镍矿生产低 Ni 镍铁 (含镍生铁 )。 该工艺仍以焦炭燃烧放热作为冶炼热能，入炉镍矿中 FeO 可被焦炭中的 C 充分还原，故粗镍铁中的 Ni 含量高低基本受限于入炉镍矿 Ni／ Fe 的比值大小。 由于国家限制 400 m3 以下小高炉的使用，而使用矿热电炉，利用低镍高铁镍矿，直接生产低 Ni 镍铁，其工艺的合理性和易操作性，似乎不及高炉法，因而采用大容量高炉冶炼低 Ni 镍铁值得关注和研究。 电碳热法 镍矿 → 脱水、造块 → 配入焦炭、熔剂 → 电炉冶炼 → 粗镍铁 → 降 C、Si、 P、 S 精炼 → 镍铁。 电碳热 法是以 C 作还原剂，在电能高温条件下，对镍矿中的 NiO、FeO 等氧化物进行还原，冶炼出镍铁，因而，在电炉冶炼过程中，调整合适的配炭量，限制 FeO 还原，可生产出 Ni 含量较高的电炉镍铁。 国外火法冶炼镍铁主要采用此工艺，国内厂家生产含 Ni 大于10％的产品时亦普遍采用。 主要冶炼设备为矿热电炉，国内个别厂家也有使用与电弧炉结构相似的电炉生产 (其设备最大容量为 9 MVA)，其镍矿预处理方式，冶炼工艺的具体操作，精炼工艺设备配套情况及精炼效果均不尽相同，各项指标对比也存在一定差异。 电硅热法 镍矿 → 烘干 → 破碎 → 高温脱水煅 烧成块 → 配入熔剂 → 矿热电炉熔化 →NiO 熔体 → 倒人反应包 → 向反应包加入 45％硅铁 → 倒包反应→ 粗镍铁 → 降 P、 Si 精炼 → 镍铁。 电硅热法工艺是以 Si 作还原剂，在高温条件下，对 NiO、 FeO等氧化物进行还原，生成镍铁。 据资料介绍，国外电硅热法工艺是在炉外，通过倒包操作，使加入的 Si对熔体中的 NiO 进行还原，生成镍铁，与热兑法生产微碳铬铁的反应机理和工艺操作基本相同，因而，可称之为热兑法工艺。 镍铁产业的意义 随着我国经济的发展和人民生活水平提高，不锈钢生产消费快速增长。 铬镍系不锈钢是消费镍的主要不锈钢品种，由于其 优异的综合性能，得到广泛应用，占不锈钢总产量的 60％～ 75％。 不锈钢产量的增长将拉动镍金属消费量增长。 随着金融危机影响的渐渐消退，镍价重回 2 万美元以上，镍铁合金对降低不锈钢冶炼成本的优势逐渐得到体现，镍铁在不锈钢原料中占据了重要的地位，国内的镍铁冶炼行业在经历了 08 年的萧条衰败后重新迎来了另一个发展良机。 此外，由于电解镍主要是由硫化镍矿冶炼所得，而硫化矿提取工艺成熟，长时间的大量开采使得世界近期可供开发的硫化矿资源已经不多，加之硫化矿资源勘探周期和建设周期均较长，开发和利用相对比较困难，与硫化镍矿情况相反 的是红土镍矿资源丰富，贮存在红土矿中镍金属量占据了镍储量的 65％，而每年从氧化镍矿中提取的镍只占世界镍产量的 30％，因此随着世界上硫化镍矿资源的逐步减少，从氧化镍矿中提取镍金属将具有极大的发展前景。 3 镍 铁 生产工艺 镍、镍铁与镍矿 镍是略带黄色的银白色金属，是一种具有磁性的过渡金属。 镍的应用在于镍的抗腐蚀性，合金中添加镍可增强合金的抗腐蚀性能。 不锈钢与合金生产。