鎳鐵生產(chǎn)工藝課件(共76頁).ppt

1、鎳鐵生產(chǎn)工藝鎳鐵生產(chǎn)工藝1、鎳鐵的來歷、成分和消費市場、鎳鐵的來歷、成分和消費市場 我國不銹鋼和電池行業(yè)的快速開展，國內(nèi)鎳產(chǎn)品供給將面臨長期我國不銹鋼和電池行業(yè)的快速開展，國內(nèi)鎳產(chǎn)品供給將面臨長期短缺的局面。短缺的局面。2005年以來國際市場鎳價非理性的不斷上漲對國內(nèi)鋼鐵年以來國際市場鎳價非理性的不斷上漲對國內(nèi)鋼鐵業(yè)開展構(gòu)成了新的挑戰(zhàn)。我國民營企業(yè)使用火法冶煉從菲律賓和印度業(yè)開展構(gòu)成了新的挑戰(zhàn)。我國民營企業(yè)使用火法冶煉從菲律賓和印度尼西亞進(jìn)口的紅土鎳礦礦石，大量生產(chǎn)鎳鐵合金作為冶煉不銹鋼的配尼西亞進(jìn)口的紅土鎳礦礦石，大量生產(chǎn)鎳鐵合金作為冶煉不銹鋼的配料，成功狙擊了國際市場的瘋狂炒作，鎳價大幅下

2、降，市場將逐步恢料，成功狙擊了國際市場的瘋狂炒作，鎳價大幅下降，市場將逐步恢復(fù)理性。復(fù)理性。 我國鎳金屬生產(chǎn)技術(shù)已有重大突破，擁有自主知識產(chǎn)權(quán)，紅土鎳礦經(jīng)高爐冶煉鎳鉻生鐵，生產(chǎn)出大批鎳生鐵的實際成效。技術(shù)變革及其快速進(jìn)入生產(chǎn)應(yīng)用領(lǐng)域，成功狙擊了國際市場的瘋狂炒作，2007年6月國際市場鎳價大幅下降。在市場高鎳價的情況下，2005年開始，國內(nèi)民營企業(yè)開始利用煉鋼高爐轉(zhuǎn)產(chǎn)冶煉紅土鎳礦礦石生產(chǎn)鎳生鐵。我國民營企業(yè)開始大規(guī)模利用從菲律賓和印度尼西亞進(jìn)口的紅土鎳礦礦石冶煉鎳生鐵，此后進(jìn)口礦石量逐月增加，到2007年底利用進(jìn)口礦石約300多萬噸，產(chǎn)出鎳生鐵的含鎳量約3萬噸。2007年全國生產(chǎn)鎳生鐵的中小企

3、業(yè)到達(dá)100多家，l9月進(jìn)口礦石1200萬噸左右。 目前我國中小企業(yè)生產(chǎn)的鎳生鐵的含鎳量多在4 8，只能用作冶煉不銹鋼的配料，在冶煉不銹鋼時，尚需參加一定量的精煉純鎳。只有提高技術(shù)使鎳生鐵中的含鎳量到達(dá)l215，才能在冶煉不銹鋼時完全替代純鎳。這就是產(chǎn)生礦石積壓在港口的原因，也是今后民營企業(yè)需要攻克的技術(shù)難關(guān)。據(jù)最新資料，個別技術(shù)先進(jìn)的企業(yè)已經(jīng)可以生產(chǎn)出鎳含量10以上的鎳生鐵了。我國使用火法利用紅土鎳礦冶煉鎳生鐵，使不銹鋼生產(chǎn)原料構(gòu)成發(fā)生了重大變革，改變了全球不銹鋼生產(chǎn)原料鎳的供需格局，也改變了世界不銹鋼產(chǎn)業(yè)開展的格局。低本錢利用礦石質(zhì)量較差的紅土鎳礦資源，符合資源節(jié)約型的歷史開展趨勢，翻開了

4、我國不銹鋼生產(chǎn)史的新篇章。目前，高爐法的低品位產(chǎn)品市場容量已經(jīng)飽和，加快開展10以上品位的回轉(zhuǎn)窯工藝，可以進(jìn)一步擴(kuò)大紅土礦火法鎳的市場容量。2、紅土鎳礦用回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)鎳鐵的工藝和技術(shù)、紅土鎳礦用回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)鎳鐵的工藝和技術(shù)大型焙燒復(fù)原回轉(zhuǎn)窯是整個紅土鎳礦冶煉工藝流程中關(guān)鍵設(shè)備之大型焙燒復(fù)原回轉(zhuǎn)窯是整個紅土鎳礦冶煉工藝流程中關(guān)鍵設(shè)備之一，礦石經(jīng)枯燥后進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯，在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)加熱到一，礦石經(jīng)枯燥后進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯，在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)加熱到800后去除礦石外后去除礦石外表水分及結(jié)晶水，并局部復(fù)原礦石中的鐵、鎳和鈷氧化物，進(jìn)入電爐表水分及結(jié)晶水，并局部復(fù)原礦石中的鐵、鎳和鈷氧化物，進(jìn)入電爐熔煉。熔煉。 回轉(zhuǎn)窯工藝與高爐法

5、或電爐法等工藝相比有如下優(yōu)點：回轉(zhuǎn)窯工藝與高爐法或電爐法等工藝相比有如下優(yōu)點： 1、熔煉的主要能源為煤、熔煉的主要能源為煤, 而不是昂貴的焦炭或電能。而不是昂貴的焦炭或電能。 2、原料的自由選擇、原料的自由選擇, 可用東南亞的各種紅土鎳礦?？捎脰|南亞的各種紅土鎳礦。 3、所產(chǎn)高鎳鎳鐵質(zhì)量高含、所產(chǎn)高鎳鎳鐵質(zhì)量高含Ni20%左右，可直接用作不銹鋼的左右，可直接用作不銹鋼的生產(chǎn)原料。生產(chǎn)原料。 4、同時可作為鋼水熔煉時的冷卻劑。、同時可作為鋼水熔煉時的冷卻劑。熔煉方法和工藝如下： 預(yù)處理步驟是將原料紅土鎳礦磨細(xì)后, 與含碳物料和熔劑石灰石混合, 然后連續(xù)給入回轉(zhuǎn)窯。在回轉(zhuǎn)窯中, 物料與煤燃燒所產(chǎn)生

6、的熱氣流逆流運動,經(jīng)受所有熔煉步驟枯燥, 脫水, 復(fù)原和金屬成長。金屬是在窯中半熔融條件下生成的。燒成的物料熔塊從回轉(zhuǎn)窯出來就將它水碎,磨細(xì)后, 用重選和磁選機將復(fù)原成的鎳鐵合金從排出的熔塊中別離出來。別離出來的鎳鐵呈直徑23毫米的沙狀顆粒, 并夾帶12%爐渣, 其化學(xué)組成為C 0.1%, Ni1822%, S 0.45%, P 0.015% 。此產(chǎn)品不管含硫多高均適用于煉鋼過程, 因煉鋼時有很好的脫硫能力。沙狀顆粒在煉鋼過程中相當(dāng)有利于連續(xù)加料和作為冷卻劑物料快速溶解?；剞D(zhuǎn)窯生產(chǎn)工藝鎳和鐵的回收率都很高，均在90%以上。3、財務(wù)分析、財務(wù)分析 目前鎳市場處于低谷，電解鎳大約目前鎳市場處于低谷

7、，電解鎳大約10萬元萬元/噸，相當(dāng)于鎳鐵為噸，相當(dāng)于鎳鐵為1000元元/噸度噸度1%Ni或稱一個或稱一個Ni，相當(dāng)于，相當(dāng)于10Kg鎳。當(dāng)前進(jìn)口紅土鎳礦國內(nèi)鎳。當(dāng)前進(jìn)口紅土鎳礦國內(nèi)港口價為港口價為400元左右元左右/濕噸低鐵高鎳礦，約濕噸低鐵高鎳礦，約2%左右左右Ni，10%左右左右Fe，相當(dāng)于相當(dāng)于200元元/噸噸Ni。 以上述紅土鎳礦為例，加工一噸紅土鎳礦可得以上述紅土鎳礦為例，加工一噸紅土鎳礦可得20%左右高鎳鎳鐵左右高鎳鎳鐵100Kg左右，生產(chǎn)總費用約左右，生產(chǎn)總費用約250元元/噸礦，礦石本錢噸礦，礦石本錢500元加運費，元加運費，噸成品約需噸成品約需10噸原礦，總本錢約噸原礦，總本

8、錢約7500元，售價約元，售價約2萬元左右萬元左右20%Ni，利潤利潤1萬元以上，利潤率萬元以上，利潤率100% 。有適合鎳鐵生產(chǎn)的回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)線，無。有適合鎳鐵生產(chǎn)的回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)線，無須固定資產(chǎn)投資，投資須固定資產(chǎn)投資，投資1000萬元流動資金即可租賃生產(chǎn)線生產(chǎn)租金萬元流動資金即可租賃生產(chǎn)線生產(chǎn)租金極其低廉。該生產(chǎn)線年加工能力為原礦極其低廉。該生產(chǎn)線年加工能力為原礦10萬噸，可生產(chǎn)高鎳鎳鐵萬噸，可生產(chǎn)高鎳鎳鐵1萬萬噸，產(chǎn)值噸，產(chǎn)值2億元，利潤億元，利潤1億元。億元。一、鎳、鎳鐵與鎳礦一、鎳、鎳鐵與鎳礦 鎳是略帶黃色的銀白色金屬，是一種具有磁性的過渡金屬。鎳的應(yīng)用在于鎳的抗腐蝕性，合金中添加鎳可增

9、強合金的抗腐蝕性能。不銹鋼與合金生產(chǎn)領(lǐng)域是鎳最廣泛應(yīng)用領(lǐng)域。全球約23的鎳用于不銹鋼生產(chǎn)，因此不銹鋼行業(yè)對鎳消費的影響居第l位。鎳在不銹鋼中的主要作用在于它改變了鋼的晶體結(jié)構(gòu)。在不銹鋼中增加鎳的一個主要原因就是形成奧氏體晶體結(jié)構(gòu)，從而改善諸如可塑性、可焊接性和韌性等不銹鋼的屬性，所以鎳被稱為奧氏體形成元素。目前全球有色金屬中，鎳的消費量僅次于銅、鋁、鉛、鋅，居有色金屬第5位。因此，鎳被視為重要戰(zhàn)略物資，一直為各國所重視。 鎳鐵主要成分為鎳與鐵，同時還含有Cr、Si、S、P、C等雜質(zhì)元素。根據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)ISO鎳鐵按含鎳量分為FeNi20Ni 1525、FeNi30Ni 2535、FeNi40Ni

10、3545和FeNi50Ni 4560。又再分為高碳C 1.02.5、中碳C 0.0301.0和低碳C 0.03；低磷P 0.02與高磷P CoOFeO，Ni比鐵優(yōu)先復(fù)原，所以合金中鎳的品位高。隨焦粉用量增加，更多地鎳、鈷、鐵的氧化物被復(fù)原，金屬回收率增加。鎳的回收率在焦粉用量超過一定值后增長平緩，說明焦粉用量到達(dá)一定值后再增加，對提高鎳的回收率作用不大，要想繼續(xù)增加鎳的回收率，應(yīng)該從減少渣中鎳的損失方面考慮。金屬回收率增加的同時，由于被復(fù)原的鐵的量比鎳多，因此合金中鎳的品位降低，下降的趨勢先快后慢，焦粉用量超過一定值以后，鎳的品位降低，且焦粉用量多導(dǎo)致合金中的C含量明顯增加，合金質(zhì)量變差。焦粉

11、用量還影響渣中FeO的量，焦粉用量越多，被復(fù)原的鐵越多，渣中FeO的量就越少。FeO對熔渣的反響能力及物理性能有重要的影響，它能大大降低爐渣熔化溫度和粘度，起著稀釋爐渣的作用，對冶煉有一定好處。FeO的含量還決定爐渣的氧勢，從而決定鎳鐵中碳、硅、鉻、磷等雜質(zhì)的含量，熔渣FeO過低，造渣困難，爐渣的反響能力低，F(xiàn)eO過多又會增加金屬損失及爐襯侵蝕。因此，焦粉用量應(yīng)適當(dāng)。焦粉用量直接影響復(fù)原熔煉的氣氛，決定鎳的品位和金屬回收率。鎳鐵的品位是鎳鐵生產(chǎn)的重要參數(shù)，影響產(chǎn)品價格、鎳的回收率、電爐的產(chǎn)量、運輸本錢等。焦粉用量少時，鎳的品位高，由于熔煉過程中，鎳在合金和渣中存在一個平衡，鎳鐵中Ni品位高，渣

12、含鎳也高，而且渣的化學(xué)損失(鎳的氧化物)和物理損失(渣中夾帶)也增加，鎳的回收率降低。但鎳鐵品位過低那么不能滿足不銹鋼廠用鎳鐵合金替代電解鎳的要求，且低的鎳品位需要復(fù)原較多的鐵，增加焦粉用量和能量消耗。焦粉用量對合金中S含量的影響渣中FeO含量對LS的影響隨著焦粉用量的增加，合金中S含量減少。焦粉用量對S分布的影響一方面是通過影響渣FeO含量來實現(xiàn)，另一方面，合金中C含量增加有利脫S。另外，不可無視的是，隨焦粉用量增加，合金質(zhì)量大大增加，在進(jìn)入合金中的總S改變不大的情況下，合金中的S質(zhì)量分?jǐn)?shù)會下降。隨著渣中FeO含量增加，硫分配比呈下降趨勢。隨焦粉用量增加，被復(fù)原的鐵就會增加，因此渣中FeO含

13、量減少，對脫硫有利，從而合金中S含量降低。焦粉用量對合金中P含量的影響渣中FeO含量對LP的影響焦粉用量對P分布的影響主要是通過影響合金質(zhì)量，其次是影響渣中FeO含量來表達(dá)的，隨渣中FeO含量增加LP增加。此外，在一定的條件下，增加爐渣中FeO含量會使?fàn)t渣的粘度顯著降低，流動性增強。因此爐渣中FeO含量越高，越有利于脫磷反響的進(jìn)行?？偟膩碚f，由于酸性渣中脫磷效果不明顯，在渣量很大的情況下仍有相當(dāng)一局部P進(jìn)入合金，且LP隨焦粉用量增加、渣中FeO含量減少而減少時對進(jìn)入合金的總P的改變不大，但隨焦粉用量增加，被復(fù)原的金屬增加，合金質(zhì)量的相對增加量大，導(dǎo)致合金中P含量降低。 紅土鎳礦中有一局部Fe2

14、03未被復(fù)原為金屬，而是復(fù)原為FeO進(jìn)入渣，渣中一定量FeO的存在使得CaO一MgO一SiO2相圖中CaOMgO2SiO2的初晶區(qū)擴(kuò)大，并能稀釋爐渣。參加一定量石灰石使渣的組成進(jìn)入CaOMgO2SiO2的初晶區(qū)。當(dāng)爐渣組成在這一初晶區(qū)時，爐渣的熔點最低，低熔點使得熔煉條件易于到達(dá)并能節(jié)省能源。 所用紅土鎳礦含SiO2高達(dá)43.9%，MgO含量為17.01%，CaO只有2.44%，爐渣的自然堿度低，粘度大，對于金屬與渣的別離和金屬回收率的提高十分不利，需往爐料中參加石灰石作為熔劑造渣，增加渣中所必需的成分氧化鈣，降低渣的熔化溫度，降低粘度，增加堿度，還可減少渣的比重，這對熔煉操作很有價值，因為爐

15、渣可以在更低的溫度下保持良好的流動性。鎳的硅化物較碳化物和硫化物穩(wěn)定，因此當(dāng)合金中硅含量增高時，碳含量和硫含量低。爐渣與合金成分關(guān)系說明：增加渣中CaO含量能抑制硅的復(fù)原。石灰石用量對熔煉的影響僅供參考石灰石用量對熔煉的影響僅供參考石灰石用量對合金質(zhì)量的影響 石灰石用量對鎳品位的影響 石灰石用量對金屬回收率的影響 結(jié)果說明，假設(shè)不加石灰石或石灰石參加量少于一定值時，渣的熔點高，粘度大，流動性差，被復(fù)原的鎳鐵不能沉降和渣別離，而是夾雜在渣中；隨著石灰石用量的增加，渣的組成趨于合理，性能得到改善，保證了熔煉過程的順利進(jìn)行，金屬在渣中的傳質(zhì)更為充分，夾雜損失少，因此所得合金質(zhì)量增加，金屬回收率上升。

16、金屬回收率:鎳鈷鐵，符合選擇性復(fù)原原理，鎳優(yōu)先復(fù)原。 如前所述，合金質(zhì)量少時，鎳的品位高，而隨著金屬的回收率增加，被復(fù)原的鎳的質(zhì)量比鐵少，鎳在合金中的品位有所下降。但當(dāng)石灰石用量超過一定值以后，石灰石的分解產(chǎn)生的CO2增加，這些CO2在高溫下和焦粉反響，消耗局部復(fù)原劑，使得熔煉的有效復(fù)原劑減少，因而造成合金質(zhì)量下降，金屬回收率下降，鎳的品位上升，這與焦粉用量少時鎳鐵品位高而金屬回收率低的規(guī)律一致。另外，參加石灰石太多造成渣量過大，對耐火材料侵蝕嚴(yán)重，且機械夾雜和溶解損失多，導(dǎo)致Ni的回收降低。 綜上所述，石灰石的參加不僅調(diào)整了堿度，降低了爐渣的熔點和粘度，也影響著金屬的回收率和合金中鎳的品位。

17、綜合考慮鎳鐵品位和金屬回收率，選擇最正確的石灰石用量。用石灰石脫硫，碳酸鈣受熱分解，形成的CaO有很高的活性，脫硫能力強，并且放出的C02能起到攪拌作用，加強傳質(zhì)，CaO脫硫時，在固體石灰外表生成的CaS是多孔質(zhì)的，利于S2-向其內(nèi)的CaO外表擴(kuò)散。石灰石用量對S分布的影響主要是通過影響渣中CaO含量和堿度來實現(xiàn)。石灰石在熔煉的時候分解為CaO和C02，CaO在熔煉溫度下不會被復(fù)原，因此隨石灰石用量增加，渣中CaO含量就增加。石灰石用量對合金中S含量的影響渣中CaO含量對LS的影響隨著渣中CaO含量增加，硫分配比呈上升趨勢。按照分子理論，石灰石分解產(chǎn)生的氧化鈣(CaO)是脫硫反響的反響物，爐渣

18、中(CaO)增多，能大大地促進(jìn)在金屬爐渣界面上進(jìn)行的脫硫反響，此外，石灰石降低渣的熔點，減少粘度，有利于脫硫。而根據(jù)離子理論，CaO帶入脫S反響所需的02-，雖然所有的堿性氧化物都能提供02-，但Ca2+帶入的02-的作用最大，又因S2-的半徑比02-的半徑大，所以Ca2+主要集中在S2-的周圍，形成弱離子對，降低rs2-，硫分配比增大。此外，在其他條件不變的情況下，(CaO)增加還使?fàn)t渣堿度提高，渣中02-濃度提高，復(fù)雜的硅氧復(fù)合陰離子解體分裂形成較簡單的硅氧復(fù)合陰離子，故爐渣的脫硫能力提高。但是CaO含量增加到一定程度后，Ls增加的趨勢不再明顯，這是因為石灰石用量到達(dá)一定值后，分解產(chǎn)生的C

19、O2會削弱體系中的復(fù)原氣氛，對脫S不利，因此Ls改變不大，合金中S含量下降變緩。石灰石用量對合金中P含量的影響渣中CaO含量對LP的影響石灰石用量對P分布的影響主要是通過影響渣中CaO含量和堿度來實現(xiàn)。隨著渣中CaO含量增加，P分配比呈上升趨勢。依分子理論，CaO的脫磷能力表現(xiàn)在它與P2O5結(jié)合成2CaOP2O5，3CaOP2O5和4 CaOP2O53種磷酸鹽而使P2O5固定于爐渣中，CaO還會與SiO2結(jié)合消除其對脫磷的有害作用，因此隨石灰石用量增加，合金中P含量降低。根據(jù)離子理論，參加CaO能提高堿度，引入的Ca2+能與PO43-形成弱離子對，提高PO43-的穩(wěn)定性，降低其活度系數(shù)，同時C

20、aO供給的O2-促進(jìn)PO43-的形成的同時還與Fe2+形成Fe2+O2-對，提高FeO(Fe2+O2-)的活度。因此，石灰石用量越多，LP越大，合金中P含量越低。鎳鐵狀態(tài)圖溫度對熔煉的影響溫度對熔煉的影響從鐵鎳狀態(tài)圖可知，F(xiàn)e與Ni組成的任何比例的固溶體其熔點均在1400以上，而含Ni20%的鎳鐵的熔點在1460左右，因此冶煉溫度必須控制在此溫度以上，考慮到需一定的過熱度，可將冶煉溫度選擇在1550一1600左右。溫度對合金質(zhì)量的影響溫度對合金中Ni品位的影響溫度對金屬回收率的影響 當(dāng)溫度為1400時，在渣中發(fā)現(xiàn)鑲嵌的鎳鐵珠，但沒有鎳鐵合金塊沉積在坩堝底部。說明在1400的溫度下，渣的粘度很大

21、，被復(fù)原的鎳鐵不能順利沉降，渣鐵別離不好。 溫度為1450和1500時，有鎳鐵合金出現(xiàn)，且合金的質(zhì)量較大，但合金中Ni的品位較低，這是因為合金和渣別離不好，渣在合金中的夾雜比較嚴(yán)重，導(dǎo)致合金的質(zhì)量不佳。溫度為1550和1600時，合金與渣別離良好，合金質(zhì)量略有減少，但鎳的品位增加，合金外表光滑并有一定的金屬光澤。 從溫度對金屬回收率影響的圖中可以看出，溫度高于1500時對金屬回收率的影響不明顯。兼顧合金的產(chǎn)品質(zhì)量和節(jié)能降耗、設(shè)備要求等，選擇最正確熔煉溫度為1550，溫度低于1500時，渣在合金中的夾雜嚴(yán)重，影響合金質(zhì)量，溫度過高那么增加爐子的升溫負(fù)擔(dān)且對耐火材料的消耗加大。時間對熔煉的影響時間

22、對熔煉的影響時間對合金質(zhì)量的影響時間對金屬中Ni品位的影響時間對金屬回收率的影響 由圖可知，時間對熔煉影響不大，合金中鎳的品位保持在20%左右，Ni的回收率隨熔煉時間增加而增加，繼續(xù)延長時間，鎳的回收率增加速度變緩。鈷和鐵的回收率隨時間增加略有增加，但一定時間后，回收率反倒有下降的趨勢。 試驗說明，當(dāng)復(fù)原溫度一定時，由于金屬相和渣相的傳質(zhì)更充分，鎳、鐵回收率隨著復(fù)原時間的延長而提高;但是隨著時間的延長，復(fù)原劑逐漸被消耗至盡，爐內(nèi)的復(fù)原氣氛逐漸減弱，局部會出現(xiàn)氧化性氣氛，可能會出現(xiàn)鎳和鐵的重新氧化，導(dǎo)致合金質(zhì)量減少，金屬回收率降低，而且冶煉時間越長，生產(chǎn)效率越低，電耗也越高。綜合考慮能耗和生產(chǎn)效

23、率等因素，應(yīng)控制適宜的冶煉時間。最正確熔煉條件下渣的化學(xué)成分分析成分TFeFeOSiO2Al203CaOMgOCONi含量6.455.0251.070.899.5427.080.00160.048電爐冶煉鎳鐵使用的鎳礦NiO、FeO含量低。多數(shù)廠家由于對FeO存在不同程度的選擇性復(fù)原，造成爐料配焦量少，料層導(dǎo)電能力差，爐渣堿度低，使電極容易深插；而鐵水量少，造成爐底鐵水層薄，導(dǎo)電強，極容易造成電弧高溫區(qū)對爐底極心圓區(qū)域的熔蝕和鐵水對該區(qū)域耐火材料的沖刷及滲透性侵蝕。在對多家鎳鐵廠拆爐現(xiàn)場觀察中，可以看到，不管是以碳磚或鎂磚砌筑爐底還是鎂質(zhì)材料打結(jié)爐底，在爐底的中下部磚縫或打結(jié)料冷熱收縮縫處，均

24、出現(xiàn)滲鐵現(xiàn)象，特別是碳磚砌筑爐底，開爐不到2個月，鐵水已滲入第二層碳磚底部；因而，鎳鐵冶煉宜采用高二次電壓、大電極直徑、降低極心圓和爐底功率密度，緩解上述現(xiàn)象的發(fā)生并減輕爐渣對爐襯耐火材料的侵蝕。表3-1 冶煉鎳鐵不同功率礦熱爐使用參數(shù)供冶煉技術(shù)分析用電爐功率/MVA12.524.027.045.05163.0電極直徑/mm125015001380200018001500極心圓直徑/mm3150400038504150468050406400爐膛直徑/mm90009700125001250013200168001900016750爐殼直徑/mm1100015000150001800021000

25、18000爐膛濕度/mm2800300021005750極心圓功率密度/(KVA/m2)16051910214926651959爐底功率密度/(KVA/m2)160196196197222180291二次電壓范圍/V1802702005002605204901090從表3-1數(shù)據(jù)可以看出，與生產(chǎn)硅鐵、錳硅、高碳鉻鐵同等功率礦熱電爐參數(shù)相比，鎳鐵礦熱電爐電極直徑偏大，極心圓功率密度、爐底功率密度明顯偏低，而使用的二次電壓較高。4、電硅熱法、電硅熱法 鎳礦鎳礦烘干烘干破碎破碎高溫脫水煅燒成塊高溫脫水煅燒成塊配入熔劑配入熔劑礦熱電爐熔化礦熱電爐熔化NiO熔體熔體倒人反響包倒人反響包向反響包參加向反響

26、包參加45硅鐵硅鐵倒包反響倒包反響粗鎳鐵粗鎳鐵降降P、Si精煉精煉鎳鐵。鎳鐵。電硅熱法工藝是以電硅熱法工藝是以Si作復(fù)原劑，在高溫條件下，對作復(fù)原劑，在高溫條件下，對NiO、FeO等氧等氧化物進(jìn)行復(fù)原，生成鎳鐵?；镞M(jìn)行復(fù)原，生成鎳鐵。 據(jù)資料介紹，國外電硅熱法工藝是在爐外，通過倒包操作，使參加據(jù)資料介紹，國外電硅熱法工藝是在爐外，通過倒包操作，使參加的的Si對熔體中的對熔體中的NiO進(jìn)行復(fù)原，生成鎳鐵，與熱兌法生產(chǎn)微碳鉻鐵的反進(jìn)行復(fù)原，生成鎳鐵，與熱兌法生產(chǎn)微碳鉻鐵的反響機理和工藝操作根本相同，因而，可稱之為熱兌法工藝。響機理和工藝操作根本相同，因而，可稱之為熱兌法工藝。 火法冶煉工藝火法冶

27、煉工藝硅鎂鎳礦通常采用火法冶金工藝處理?；鸱ㄖ饕袃煞N：一種是用硅鎂鎳礦通常采用火法冶金工藝處理?；鸱ㄖ饕袃煞N：一種是用鼓風(fēng)爐或電爐復(fù)原熔煉得到鎳鐵，又稱鎳鐵法；另一種是添加硫化劑鼓風(fēng)爐或電爐復(fù)原熔煉得到鎳鐵，又稱鎳鐵法；另一種是添加硫化劑進(jìn)行硫化熔煉生產(chǎn)鎳硫，又稱鎳锍法。進(jìn)行硫化熔煉生產(chǎn)鎳硫，又稱鎳锍法。鎳鐵法是采用電爐熔煉，可以到達(dá)較高的溫度，爐內(nèi)的氣氛也比較鎳鐵法是采用電爐熔煉，可以到達(dá)較高的溫度，爐內(nèi)的氣氛也比較容易控制。但為了保證礦石處理的經(jīng)濟(jì)性，通常要求礦石到達(dá)一定品容易控制。但為了保證礦石處理的經(jīng)濟(jì)性，通常要求礦石到達(dá)一定品位，所以在開始熔煉前，首先需對礦石進(jìn)行篩選，排除風(fēng)化程

28、度低，位，所以在開始熔煉前，首先需對礦石進(jìn)行篩選，排除風(fēng)化程度低，品位低的礦石。品位低的礦石。 爐料需預(yù)先在回轉(zhuǎn)窯中枯燥脫水，在700800條件下進(jìn)行預(yù)焙燒。所得焙砂與粒度在1030mm的揮發(fā)性煤混合一起參加電爐進(jìn)行復(fù)原熔煉，產(chǎn)出粗鎳鐵合金。在電爐復(fù)原熔煉的過程中幾乎所有鎳和鈷的氧化物都被復(fù)原成金屬，而鐵那么不必全部復(fù)原成金屬，鐵的復(fù)原程度可通過復(fù)原劑的參加量加以調(diào)節(jié)。粗鎳鐵合金再經(jīng)過精煉產(chǎn)出成品鎳鐵合金，鎳鐵合金主要供生產(chǎn)不銹鋼。采用該法生產(chǎn)鎳鐵合金的工廠主要有法國的新喀里多尼亞多尼安博冶煉廠、哥倫比亞塞羅馬托莎廠和日本住友公司的八戶冶煉廠，鎳鐵產(chǎn)品中含鎳2030%，全流程回收率為9095%

29、，鈷進(jìn)入合金?；鸱üに囍饕獞?yīng)用于處理硅鎂鎳礦，適合于處理鎳含量1%，鐵含量30%左右，鈷含量低的紅土鎳礦。其最大特點是處理工藝簡單，流程短。缺點是鈷也進(jìn)入鎳鐵合金或鎳锍中，失去了鈷應(yīng)有的價值。火法工藝處理氧化鎳礦生產(chǎn)鎳鐵合金具有流程短、效率高等優(yōu)點，但能耗較高，其操作本錢中的最大構(gòu)成項是能源消耗，如采用電爐熔煉，僅電耗就約占操作本錢的50%，再加上氧化鎳礦熔煉前的枯燥、焙燒等預(yù)處理過程的燃料消耗，能耗本錢可能要占65%以上。而礦石含鎳品位的上下對火法工藝的生產(chǎn)本錢起著重要的作用，低品位的礦由于冶煉時礦石量大，能耗高，冶煉本錢就高，礦石含鎳提高0.1%，生產(chǎn)本錢大約可以降低3-4%，因此目前火法

30、工藝主要處理高品位的紅土鎳礦。濕法工藝本錢上比火法低，但處理氧化鎳礦工藝復(fù)雜、流程長、工藝條件對設(shè)備要求高，因此從投資、建設(shè)周期、技術(shù)成熟的角度出發(fā)，火法仍將是鎳鐵冶煉的主導(dǎo)工藝，火法冶煉鎳鐵還可以同時回收鎳和鐵，用于不銹鋼生產(chǎn)，具有較強的價格競爭及產(chǎn)能優(yōu)勢。綜上所述，解決火法工藝能耗高的難題以及開發(fā)新的濕法工藝處理中低品位鎳紅土礦將是今后鎳冶煉的開展方向。存在的問題和展望存在的問題和展望(1) 紅土鎳礦是鎳資源的主要形式紅土鎳礦是鎳資源的主要形式,因此以紅土鎳礦為原料生產(chǎn)鎳鐵因此以紅土鎳礦為原料生產(chǎn)鎳鐵將成為未來開展趨勢。目前的鎳鐵冶煉工藝都存在一定的問題將成為未來開展趨勢。目前的鎳鐵冶煉工藝都存在一定的問題,中國現(xiàn)中國現(xiàn)有的鎳鐵生產(chǎn)工藝多為高爐冶煉或礦熱電爐等高能耗高污染的落后工有的鎳鐵生產(chǎn)工藝多為高爐冶煉或礦熱電爐等高能耗高污染的落后工藝藝,而