鎳的冶煉工藝

鎳的冶煉工藝現(xiàn)代生產(chǎn)鎳的方法主要有火法和濕法兩種。根據(jù)世界上主要兩類含鎳礦物（含鎳的硫化物和氧化物）的不同，冶煉方法各異。鎳硫化礦目前主要采用火法處理，通過精礦焙燒反射爐（電爐或鼓風(fēng)爐）冶煉銅鎳硫吹煉鎳精礦電解的金屬鎳。氧化礦主要是含鎳紅土礦，其褐鐵礦層，含鐵多、硅鎂少，鎳低、鉆較高，一般采用濕法工藝處理，主要方法有氨浸法和硫酸法兩種。下層是混有脈石的腐植土層（包括硅鎂性鎳礦），含硅鎂高、低鐵、鎳較高、鉆較低，這類礦一般采用火法工藝處理。2.1濕法工藝流程介紹目前成熟的濕法工藝流程有還原焙燒氨浸流程、高壓酸浸流程和常壓酸浸流程。2.1.1還原焙燒氨浸流程還原焙燒氨浸流程處理褐鐵礦或褐鐵礦和殘積層礦的混合礦礦石先干燥然后礦石中的鎳在700°C時選擇性還原成金屬鎳鉆和一部分鐵被一起還原還原的金屬鎳經(jīng)過氨浸回收。還原焙燒氨浸流程的缺點有礦石處理采用干燥、還原、焙燒等工序消耗能量大消耗多種化學(xué)試劑鎳和鉆的回收率比火法流程和高壓酸浸流程低。2.1.2高壓酸浸流程高壓酸浸流程主要處理褐鐵礦和一部分綠脫石或蒙脫石。加壓酸浸一般在襯鈦的高壓釜中進(jìn)行浸出，溫度245°C-260r，通過液固分離、鎳鉆分離，生產(chǎn)電解鎳、氧化鎳或鎳冠，有些工廠生產(chǎn)中間產(chǎn)品，如混合硫化鎳鉆或混合鎳鉆氫氧化物。高壓酸浸流程處理的紅土礦要求含MgO/Al2O3低，通常含MgOV4%（含MgO越高，耗酸越高）,含Al低的礦石。2.1.3其他濕法工藝流程有些濕法工藝流程正在進(jìn)行試驗和進(jìn)一步評估如強(qiáng)化高壓酸浸工藝、常壓酸浸工藝、硫酸堆浸工藝和氯化浸出工藝。2.2火法工藝流程現(xiàn)有的火法工藝處理紅土礦工藝流程有傳統(tǒng)的回轉(zhuǎn)窯—電爐工藝；多米尼加鷹橋豎爐一電爐工藝；日本大江山回轉(zhuǎn)窯直接還原法。多米尼加鷹橋豎爐一一電爐工藝流程是紅土礦經(jīng)過干燥脫水、制團(tuán)、采用豎爐煅燒生產(chǎn)部分還原煅燒團(tuán)礦、電爐熔煉生產(chǎn)粗鎳鐵，粗鎳鐵在鋼包爐中精煉。日本大江山回轉(zhuǎn)窯直接還原法生產(chǎn)鎳鐵，該流程分為三個步驟：（1）物料預(yù)處理：磨礦、混合與制團(tuán)，以提高回轉(zhuǎn)窯操作效果；（2）冶煉工藝：回轉(zhuǎn)窯煅燒、金屬氧化物還原與還原金屬的聚集；（3）分離處理：回轉(zhuǎn)窯產(chǎn)出的熟料采用重選與磁選分離出鎳鐵合金。這是世界上唯一采用回轉(zhuǎn)窯直接還原熔煉氧化鎳的方法。RKEF流程是目前紅土礦冶煉廠普遍采用的一種火法冶煉工藝流程，該工藝流程已在世界上被廣泛地采用，技術(shù)成熟可靠，項目投資風(fēng)險低。該工藝主要工序：干燥、煅燒和預(yù)還原一一電爐熔煉等。2.2.1回轉(zhuǎn)窯一電爐工藝?；桶b袋裝鐐帙1鐐鐵生產(chǎn)工藝流程圖（此工藝圖摘自《7200+kVA狂熱電爐冶煉鎳鐵生產(chǎn)工藝》）

濕礦傳統(tǒng)的回轉(zhuǎn)窯一電爐工藝生產(chǎn)鐐鐵的工藝流程見圖一1。爐渣到沌Y濕礦傳統(tǒng)的回轉(zhuǎn)窯一電爐工藝生產(chǎn)鐐鐵的工藝流程見圖一1。爐渣到沌Y圾圖11-1傳統(tǒng)的回轉(zhuǎn)窯一電爐工藝生產(chǎn)鐐鐵的工藝流程焙砂|粗鍥鐵L1爐回轉(zhuǎn)窯一電爐工藝是目前紅土礦冶煉廠普遍采用的一種火法冶煉工藝流程該工藝主要分為幾個工序干燥、焙燒一預(yù)還原、電爐熔煉、精煉等工序簡述如下：1.干燥采用回轉(zhuǎn)干燥窯主要脫出礦石中的部分自由水。2.焙燒一一預(yù)還原采用回轉(zhuǎn)窯主要是脫出礦石中剩余的自由水和結(jié)品水預(yù)熱礦石選擇性還原部分鎳和鐵。3.電爐熔煉還原金屬鎳和部分鐵將渣和鎳鐵分開生產(chǎn)粗鎳鐵。4.精煉一般采用鋼包精煉脫出粗鎳鐵中的雜質(zhì)如硫、磷等滿足市場要求。如果生產(chǎn)鎳銃需要在焙燒回轉(zhuǎn)窯的出料口噴入硫磺將鎳轉(zhuǎn)變成低鐵的鎳銃。2.1.2多米尼加鷹橋豎爐一電爐工藝多米尼加鷹橋豎爐一電爐工藝流程包括紅土礦干燥脫水、制團(tuán)、豎爐焙燒生產(chǎn)部分還原焙燒團(tuán)礦、電爐熔煉生產(chǎn)粗鎳鐵、粗鎳鐵在鋼包爐中精煉。高爐生產(chǎn)鐐鐵的流程主要是：礦石「燥篩分（大塊破碎）——配料——燒結(jié)——燒結(jié)礦加焦炭塊及熔劑入高爐熔煉——鐐鐵水鑄錠和熔渣水淬——產(chǎn)出鐐鐵錠和水淬渣。高爐生產(chǎn)鐐鐵與生產(chǎn)生鐵在技術(shù)上大同小異，但生產(chǎn)成木卻差異巨大。生鐵生產(chǎn)有一個說法是：原料含鐵量每降低一個百分點，焦比將上升兩個百分點，產(chǎn)量將下降三個百分點。生鐵原料含鐵一般都在60%以上，而紅土裸礦最鬲含鐵在50%左右，還有含鐵不足20%的低鐵保礦，這將造成生產(chǎn)成本的巨大差別。目前國內(nèi)用高爐生產(chǎn)低裸鐵較多，所用原料為含鐵50%左右和含竦1%左右的紅土鐐礦，生產(chǎn)含鐐2%左右的低鍥生鐵。通常生鐵的焦比為0.5左右（500Kg焦炭/噸生鐵），以上鐐鐵的焦比在0.8左右（800Kg焦炭/噸鐐鐵），當(dāng)前該種產(chǎn)品噸鐐鐵的總成本3000余元，售價3400元左右，有300元左右的純利潤。

正在出鐵的128方高爐（生產(chǎn)1.8%?鐵）小高爐生產(chǎn)的中竦鐵鐵錠（含鐐7.8%）較大高爐（200立方以上）用高鐵鍥礦生產(chǎn)低探生鐵沒有太大問題，但生產(chǎn)中高鐐鐵時渣量巨大，原來用來生產(chǎn)生鐵的高爐其排渣口和排渣量都滿足不了要求，同時爐料性質(zhì)與生鐵不同，還有其它一系列技術(shù)問題需要創(chuàng)新和解決。目前100立方以下的小高爐生產(chǎn)中操鐵還算順利。（摘自資料3）3、還原造銃工藝I最初在鼓風(fēng)爐內(nèi)進(jìn)行生產(chǎn)，由于能耗高遭到淘汰.目前有些企業(yè)在電爐內(nèi)進(jìn)行造銃熔煉,得到低鋼冰裸。該工藝與傳統(tǒng)硫化鍬處理工藝相同。由于紅七礦品位低，低冰棵產(chǎn)品含鐐少，滸量巨大，井旦能耗高，使得該工藝無法與硫化鐐礦傳統(tǒng)處理流程進(jìn)行競爭,采用該工藝的企業(yè)不多。（摘自資料2）2、冷料入爐“燒結(jié)機(jī)-礦熱爐”鐐鐵"藝由于焦炭漲價和用戶要求高含鐐量的鐐鐵，國內(nèi)建設(shè)了一些用燒結(jié)機(jī)生產(chǎn)紅土糅礦燒結(jié)礦，冷卻后入礦熱爐冶煉鐐鐵的工—其中很多是改造舊的鐵合金電爐來生產(chǎn)鐐鐵,變用器容底多為6.3MVA、9MVA和12.5MVA,最大的為25MVA。該工藝不用焦炭，原料適福性比小高爐好，產(chǎn)品鍥含量更高，但仍存在能耗高、效率低的缺陷，某廠用2%品位的鐐礦，生產(chǎn)含鐐11?14%的粗鐐鐵，每噸粗棵鐵冶煉電耗（1-1.2）X104kWh/t,折合噸金展鐐舊耗"萬kWh,是RKEF「藝的2倍多…加大"作于-："燒結(jié)機(jī)-礦熱爐”工無法為礦熱爐提供預(yù)還原的時.:溫.料。25MVA礦熱爐4h出次鐵,每次出鐵八約15t,折合IMW功率年產(chǎn)鐐金屬章僅140t°高電耗和低效率與冷料入爐相關(guān)，大量時間和電力用于爐料升溫。筆者所見的“燒結(jié)機(jī)（?有的還采川土法燒結(jié)工藝和燒結(jié)鍋工藝準(zhǔn)備礦熱爐川原的）-礦熱爐”I藝的產(chǎn)鐐鐵廠都沒有完善的環(huán)保設(shè)備，特別是礦熱爐為敞開式或者半密閉的小煙罩式,不能網(wǎng)收煤氣，不但污染環(huán)境，還造成煤氣浪費(fèi)。燒結(jié)機(jī)也全部沒有安裝余熱網(wǎng)收利用設(shè)施，這類T!不具備現(xiàn)代化、大規(guī)模的鐐鐵生產(chǎn)條件。有的工廠利用電孤爐處理燒結(jié)礦，生產(chǎn)鐐鐵，效益更差，基本上己停產(chǎn)，—,、（摘自資料2）2.2.3日本大江山回轉(zhuǎn)窯直接還原法日本大江山回轉(zhuǎn)窯直接

還原法生產(chǎn)鎳鐵該工藝包括物料預(yù)處理、回轉(zhuǎn)窯焙燒和還原、回轉(zhuǎn)窯產(chǎn)出的熟料采用重選與磁選分離出鎳鐵合金。這是世界上唯一的采用回轉(zhuǎn)窯直接還原熔煉氧化鎳的方法。該工藝基本流程是：原礦干燥（大塊破碎和磨礦）——配加還原煤和熔劑——入回轉(zhuǎn)窯還原和熔煉國內(nèi)某廠試生產(chǎn)回轉(zhuǎn)窯（2.2x50m）磁鐵作用下的產(chǎn)品（粒狀生鐵，未分級）該工藝不用焦炭、不用大量耗電，流程短環(huán)節(jié)少也省人工，噸干礦綜合加工成本400元左右（視含鐵量多少配加更多或更少的還原劑煤造成成本略有增加