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1、生产环保部关于“金川集团印尼镍铁项目”的2015年世界镍铁生产现状调研(镍钴院信息情报室 杜光1、2015年世界原生镍生产现状表1 世界镍研究组织(INSG)2015年世界各洲/国原生镍产量洲/国家(地区)2015年镍产量,万t备注世界合计197.2非洲8.83其中:马达加斯加4.73 南非4.1美洲30.54其中:加拿大16.08 巴西7.77 哥伦比亚3.67 古巴1.56 危地马拉1.06 委内瑞拉0.4亚洲89.34其中:中国59.77中国国家统计局66,其中电镍23.21,镍铁38.5,镍盐等4.3 日本19.23 印度尼西亚4.24 韩国3.7 缅甸2.1

2、6 印度0.24欧洲47.6其中:俄罗斯23.19 挪威9.12 芬兰4.35 英国4 马其顿2.02 乌克兰1.74 希腊1.71 塞尔维亚0.72 法国0.65 奥地利0.1大洋洲20.89其中:澳大利亚13.14 新喀里多尼亚7.752、世界镍铁生产现状2015年世界镍铁产能产量及主要镍铁工厂见表2。镍主要用于不锈钢的生产,2015年世界用于不锈钢的镍占镍总消费量的70%,而中国这一比例为85%。镍铁可替代金属镍用于不锈钢的生产,世界镍铁主要消费国家为:中国、日本、韩国,占世界镍铁消费量的90%以上。在中国,由于镍铁价格低于电解镍,而且铁不计价,因此自2006年后迅速发展,2010年中国

3、镍铁产量、消费量超过电解镍,成为最主要的不锈钢生产原料。2015年太钢、宝钢镍铁使用率占60%,青山鼎信更是超过90%。世界主要镍铁生产商(项目)产能产量统计见表2。表2 世界主要镍铁生产商(项目)产能产量统计国家所属公司镍铁厂名称2015年镍产能(万t)2015年镍产量(万t)生产工艺产品主要设备备注新喀里多尼亚埃赫曼(Eramet)子公司SLN Doniambo精炼厂65.33回转窑+电炉25%镍铁(约占总量的80%)+78%高冰镍(约占总量的80%)电炉10.5MVA8台,33MVA3台,48MVA矩形3台淡水河谷(Vale)VNC(Gero)60高压酸浸+电炉氧化亚镍因2014年酸厂泄

4、露及低镍价停产嘉能可Koniambo精炼厂60.91竖炉电炉镍铁2014年12月26日1号电炉金属泄露影响产量中国德龙、青山、鑫海汇等13538.5RKEF、烧结机-电炉、高炉高(占比80%)、中、低镍铁以33MVA为主以进口红土镍矿为原料日本住友金属日向、日本冶金大江山、太平洋金属八户、日本镍公司敦贺、东京镍公司松阪氧化镍等1712RKEF、一步还原-磁选Ni1325%镍铁(大江山21.9%),Ni80%氧化亚镍,翁山98%通用镍以40MVA、60MVA电炉为主韩国浦项光阳、韩国镍公司翁山8.65RKEF光阳15%镍铁,翁山98%通用镍印尼安塔姆(Antam)波马拉、淡水河谷索罗阿科、中国青

5、山等64.24RKEF为主10%镍铁,4%高炉镍铁缅甸中冶达贡山2.22.16RKEF26%镍铁72MVA矩形电炉2台基本达产马其顿费尼-马克22.02烧结-电炉35%镍铁85MVA电炉2台希腊拉瑞姆纳2.81.71RKEF25%镍铁塞尔维亚科索沃1.20.72RKEF39%镍铁45MVA电炉2台乌克兰波布日斯克21.72RKEF32%镍铁巴西淡水河谷(Vale)奥卡普马5.32.4RKEF35%镍铁韦尔梅柳4.6RKEF35%镍铁必和必拓巴罗阿尔托4.14.02RKEF35%镍铁英美资源科德明10.7RKEF29%镍铁哥伦比亚英美资源塞罗马托莎43.67RKEF35%镍铁多米尼加嘉能可博纳阿

6、3.270RKEF42%镍铁2013年10关闭危地马拉依萨巴尔1.121.06RKEF75%高冰镍委内瑞拉英美资源洛马1.50.4RKEF古巴尼加罗2.31.56氨浸-回转窑-烧结机86%烧结氧化亚镍切.格瓦拉3.2世界合计225.193、2015年中国镍铁生产综述据安泰科统计数据,2015年我国含镍生铁产量为38.5万吨,同比减少18%(2014年为47万吨)。其中高镍铁产量为31万吨(占镍铁总量的80.52%),同比减少18%,中镍铁产量为1.2万吨(占镍铁总量的3.12%),同比减少29%,低镍铁产量为6.3万吨(占镍铁总量的16.36%),同比减少15%。2015年,受镍价格低迷,进口

7、高品质红土镍矿减少(印尼禁矿政策实施)成本上升、亏损面增大,以及环保要求严格,检查力度加大等因素影响,镍铁行业发展呈两极发展:一些生产工艺技术水平较高,效益好的企业扩大产能,而一些生产工艺技术水平较低,处于亏损的企业停产、转产增多。2015年末,中国镍铁总产能达到135万吨,其中高镍铁占85%,RKEF占75%。自2013年以来,新建镍铁项目全部为RKEF。2015年,中国主要的镍铁企业产量见表3。表3 中国镍铁生产商2015年产量统计序号企业名称项目2015年产能(Ni,万t/a)2015年产量(Ni,万t/a)1江苏德龙镍业有限公司响水德龙镍业862青山控股集团有限公司广青金属科技有限公司

8、35.5(+印尼2)阳江世纪青山3福建鼎信镍业有限公司(福安)2印尼广青镍业有限公司(GCNS)63山东鑫海科技有限公司莒南鑫海科技63.24宿迁翔翔实业(惠然)宿豫开发区惠然实业21.55北海诚德镍业有限公司北海诚德51.56江苏宝通镍业有限公司连云港宝通7.51.57广西金源镍业有限公司51.18辽宁宝铂科技有限公司10.99福建联德企业有限公司30.710辽宁晟运实业发展有限公司20.62015年前十企业产量合计53.5172015年中国镍铁产量合计38.52015年前十企业产量占比63.38%数据来源:镍钴院信息情报室根据(1)各企业年报,月报统计数据;(2)镍铁行业监测数据算出。 2

9、015年,中国镍铁进口量为65.34万吨,同比增长131.4%,主要货源国为印尼、新喀里多尼亚、日本、哥伦比亚、马其顿、缅甸等。见表4。表4 2015年中国镍铁进口统计数据序号国家数量,万吨1印度尼西亚21.38 2新喀里多尼亚9.85 3日本7.21 4哥伦比亚6.25 5缅甸5.94 6巴西4.90 7马其顿4.54 8韩国1.76 以上国家进口合计61.83 进口总量65.34 数据来源:海关总署。2015年从以上各国进口镍铁数量基本都大于该国当年的镍铁产量。4、中国企业印尼建厂概况中企印尼建厂进度见表5。表13 印尼镍生产企业一览分类公司名称地理位置镍铁品位,Ni%炉子大小/工艺产能(

10、实物量,万t/a)产能(Ni,万t/a)投产时间(或预期)已投产 项目厦门建发一期81325m³高炉*410.132014年6月投产 青山控股印尼工业区(SMI)一期中苏拉威西省Morowali县912RKEF工艺,5*45m干燥窑*4,4.5*110m回转窑*4,电炉33MW*4(孤网机组65MW*2)242.42015年1月投产青山控股印尼工业区(SMI)二期中苏拉威西省Morowali县912RKEF工艺,5*45m干燥窑*8,4.5*100m回转窑*8,电炉33MW*8(孤网机组150MW*2)484.82016年3月投产联福达(厦门)4680m³高炉*33.60.

11、182015年5月投产浙江桐乡振石集团FBLN马鲁古省格贝岛684*80m³高炉+6座立式烧结炉、2座带式烧结炉20.142015年7月-12月相继投产宁波明辉集团东南苏拉威西省Konawe Selatan10128m³高炉20.22015年8月投产上海泛太平洋集团(一期)北马鲁古省镍工业园10132条一次性还原生产线40.45已建成,预计2016年择机投产印尼亨泰源冶金万丹省Cilegon9-101*128m³2.40.242015年8月投产上海华迪(温州迈拓)一期南苏拉威西省Bantaeng县8-15竖窑(5.6m*3)+16.5WW*260.62016年3月

12、投产已投产项目产能合计9.14(2015年中资企业实际产量合计2.35万t)在建 项目青岛恒顺众昇一期中苏拉威西省Morowali县高炉56,电炉1024*50m³,6*80m³高炉;RKEF工艺,5*45m干燥窑*3,4.5*110m回转窑*3,电炉33MW*3(孤网机组65MW*2)181.8预计2016年下半年投产(高炉2016年3月18日试生产)新兴铸管(一期)(MSP )北马古鲁省OBI岛103*33MVA(孤网机组38MW*3)191.9预计2017年7月投产金麟(佛山尊贤行不锈钢)东南苏拉威西省肯达里8-1225m³高炉*21.20.122015年9

13、月试生产,2016年根据市场情况不定期宁波明辉矿业东南苏拉威西省南科纳威9-1080m³*3+烧结机1012015年8月试生产(第一套),2016年根据市场情况不定期衡山工贸子公司Ifishdeco东南苏拉威西省帕兰加1080m³高炉*25.80.582016年根据市场情况不定期江苏德龙一期东南苏拉威西省肯达里11电炉33MW*12,总装机150MW303.32017年初投产青岛金鳞贸易东南苏拉威西省帕兰加1080m³高炉*25.80.582016年根据市场情况不定期江苏名铸国际(协鑫)东南苏拉威西省科纳威10RKEF工艺,电炉33MW*4242.4预计2016年

14、二季度投产罕王集团一期东南苏拉威西省北科纳威朗马马克富域工业园10RKEF工艺,4.4*105m回转窑*2,电炉33MW*2101.1预计2018投产在建项目产能合计12.78规划中项目青山集团(SMI)三期中苏拉威西省Morowali县9-128*33000KVA(三期)+不锈钢(三期)484.8预计2018年投产上海华迪(温州迈拓)二期南苏拉威西省Bantaeng县103*33000KVARKEF3032018年投产上海华迪(温州迈拓)无缝钢管(三期)不确定泰州永兴合金苏拉威西8分两期分别为:高炉和RKEF60万吨/年4.8不确定福建泛华马鲁古省西塞兰县4680m³高炉*67.2

15、0.36不确定宁夏华源冶金实业(一期)92*80m³(一期)4.80.43不确定宁夏华源冶金实业(二期)10RKEF,2*16500kva60.6不确定福建吴航不锈钢制品(一期)96*80m³(一、二阶段)11.61.4不确定福建吴航不锈钢制品(二期)96*80m³,6*39000KVA605.4不确定福建吴航不锈钢制品(三期)94*39000KVA141.26不确定江苏大丰港和顺镍业9富氧顶吹熔炼炉+86m³高炉*4151.452018年预计投产新华联矿业(&COR)一、二、三期(浙江丰邦贸易、印尼央大资源等)810每期80m³高炉*

16、4,70m2烧结机*215MW电厂100.952017年一期投产新兴铸管(二期)(MSP )北马古鲁省OBI岛109*33MVA(孤网机组38MW*9)575.7预计2017年7月投产罕王二期东南苏拉威西省北科纳威朗马马克10RKEF505一、二期合计6万吨Ni宁波银亿矿业6高炉31.8预计2017年投产陕西华泽镍钴一期、二期6/910高炉、RKEF30025规划项目,无具体日期上海福良实业66*80m³31.82015年7月出铁连云港黑石国际贸易4*30m³2014年10月投产沾化县炜烨镍业(一、二期)9124*33000kva151.52016年年底投产浙江保利矿业东南

17、苏拉威西省Palangga6高炉3.60.4预计2016年择机投产新兴铸管(二期)(MSP )北马古鲁省OBI岛103*33MVA(孤网机组38MW*3)575.7预计2017年后新兴铸管(三期)(MSP )炼钢 轧钢内蒙古商都祥云冶金有限公司102*80m³+烧结机50.5预计2016年投产规划中项目产能合计71.85印尼其他镍生产企业Vale Inco索罗阿科冶炼厂(Soroako)78%高冰镍RKEF,产品送日本、韩国、中国生产通用镍91978年投产Antam东南苏拉威西省波马拉18RKEF172.72015年实际产量为:1.65万tNi东哈马黑拉18RKEF2.24预计201

18、8年建成Morden Group南苏拉威西省Bantaeng县8-1525m³*41.20.122013.12 已经投产Morden Group(扩建项目)南苏拉威西省Bantaeng县65m³*43.60.36预计2016投产Morden Group(扩建项目)南苏拉威西省Bantaeng县912RKEF,电炉33MW*4242.4设计中,预计2017年投产Indoferro万丹省Cilegon5-6450m³*1100.552015年6月投产Indoferro(扩建项目)万丹省Cilegon9-10 16500kva*260.6预计2016投产Century

19、Metalindo152*6300kva1.11.652015年10月投产PT.BTS(Pt.Bintang Timur steel)121*12500kva 1*6300kva30.32015年8月底试生产印尼其他镍生产企业合计产能21.68 由于镍价低迷,预计2018年后为中资印尼镍铁项目才进入投产、达产高峰期,届时从印尼生产(进口)的镍铁将占国内镍铁消费的50%以上。5、镍铁行业准入条件及行业政策2005年2015年,国家发改委和工信部共批准符合铁合金(含电解锰)准入条件的企业共七批;撤消一批,拟公告的撤消符合铁合金行业准入条件的企业名单(第一批)(2013年8月)。5.1 铁合金准入条

20、件铁合金(含含电解锰)行业准入条件(2015年修订)(征求意见稿)5.2 产业政策2008年中国制订的关于组织实施2008年度重大产业技术开发整改的通知,将“高效利用低品位红土镍矿关键技术”列为国家重大产业技术开发专项内容之一。2009年5月国家出台有色金属产业调整和振兴规划将推动技术进步,促进企业重组,调整产业布局,鼓励开发境内外资源,增强资源保障能力,鼓励发展循环经济,搞好再生资源利用等列为有色行业发展的主要任务,此后连续四年国家出台各类专项扶持计划予以资金支持。2011年国家在产业结构调整指导目录(2011年本)中明确将“高效利用红土镍矿炼精制镍铁的回转窑矿热炉(RKEF)工艺技术”列为

21、鼓励类产业。通过宏观政策分析可以明显看出,中国政府高度重视优势产业发展,对有色企业的国内外资源开发、红土镍矿冶炼技术、资源综合利用项目的鼓励扶持逐年加强。产业结构调整指导目录(2011年本,2013年修正)中规定:400M3以下高炉和25000KVA以下电炉属于铁合金(镍铁)落后产能。5.3、国家对新建镍铁项目的环保要求新建镍铁项目建设内容应包括:回转窑车间、矿热炉车间、转炉精炼车间等主体工程;煤粉制备间、粉尘制粒系统、机修车间、中转渣场、制氧站等配套工程;供电系统、供水系统、办公及生活设施等公辅工程;矿石堆场、煤堆棚、煤气储柜、天然气(煤气)储配站、污水处理站等环保和储运工程。新建项目符合新

22、环保法(2015年1月1日起实施)。项目应符合国家产业政策和清洁生产要求,建设地点符合城市总体规划和土地利用规划,在落实报告书提出的环境保护措施后,污染物可达标排放,主要污染物排放总量符合当地环境保护部门核定的总量控制要求。国内新建镍铁项目必须符合以下标准:铜、镍、钴工业污染物排放标准(GB25467-2010)城市污水再生利用 工业用水水质(GB/T 19923-2005)污水综合排放标准(GB8978-2002)大气污染物综合排放标准(GB16297-1996)工业企业厂界环境噪声排放标准(GB12348-2008)一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准(GB 18599-2001)项目

23、建设必须严格执行配套建设的环境保护设施与主体工程同时设计、同时施工、同时投产使用的环境保护“三同时”制度。认真撰写新建镍铁项目环境影响报告,并提交所在地环境保护部门审批,并按规定接受各级环境保护行政主管部门的监督检查。5.4 建设工业先进的镍铁生产项目(三废处理)(1)烟尘制粒后返回生产系统。红土矿冶炼过程产生的烟尘以制粒的方式返回冶炼系统,烟尘制粒方法较多。(2)镍铁冶炼炉渣可以作为钢铁工业炼铁熔剂。典型化学成分见表6。(3)镍铁冶炼中水使用率为85%,冲洗水等经离子吸附、溶剂萃取,重金属达标后排放。 典型镍铁渣化学成分见表6。 表6 RKEF工艺镍铁炉渣典型化学成分(沈阳有色研究院2013

24、年中试结果)原料化学成分,%NiFeC SCoSiO2MgOAl2O3Cr2O3菲律宾0.1996.890.270.042.9153.9726.782.252.37印尼0.0765.980.140.052.4756.1226.31.791.96缅甸0.0946.510.140.130.01660.4927.513.451.136、镍铁生产工艺进展根据红土镍矿的工业处理工艺可将矿石划分为五种类型:A,B1,B2,C1,C2,各类型成分见表7。表7 红土镍矿的矿石分类6.1 回转窑一矿热炉工艺(简称RKEF)RKEF工艺生产镍铁是目前发展较快的红土镍矿处理工艺。其工艺成熟、设备简单易控、生产效率高

25、。不足是需消耗大量冶金焦和电能,能耗大、生产成本高、熔炼过程渣量过多、熔炼温度(1500左右)较高、有粉尘污染等。而且,矿石含镍品位的高低对火法工艺的生产成本影响较大,矿石镍品位每降低0.1%,生产成本大约增加34%。RKEF工艺流程为:矿石配料回转窑干燥回转窑焙烧炉熔炼粗镍铁LF炉精炼(或机械搅拌脱硫)精制镍铁水淬产出合格镍铁粒。巴西淡水河谷公司于2006年8月在帕拉(PARA)州开工建设奥卡普马(OncaPuma)镍铁项目,该项目采用RKEF工艺处理红土镍矿生产镍铁,由德玛克公司设计。项目配置2条4.6×45m干燥窑、2条6×135 m回转窑、2台120000 kVA矩

26、型矿热炉(目前世界最大功率),年产合金22万吨(品位25%),镍5.2万吨。国内RKEF工艺处理红土镍矿近几年也向大型化发展。青山集团投资建设的福安鼎信镍铁公司,由中国恩菲工程技术有限公司设计,项目采用2条5×40 m干燥窑、4条4.8×100 m回转窑、4台33000 KVA圆型矿热炉,年产镍2万吨。两条线于2010年6月投产,到目前为止,生产稳定、指标良好,成本国内最低,是国内最早采用大型矩形矿热电炉生产镍铁的RKEF工艺的典范。该公司又在广东阳江建设2台60000 kVA圆形矿热电炉,已投产。该工艺适合处理镁质硅酸盐型红土矿A型、中间型红土矿C1、C2型。且Ni品位&

27、gt;1.6%,最好1.8%,这样有利于节约生产成本。6.2 回转窑一磁选 回转窑磁选工艺又名直接还原工艺,目前世界上采用此工艺的只有日本冶金公司大江山冶炼厂。主要工艺过程为原矿磨细与粉煤混合制团,团矿在回转窑中经干燥和高温还原焙烧,焙烧矿再磨细,矿浆进行重选和磁选分离得到镍铁合金产品。此产品不管含硫多高均适用于AOD炼钢过程,因为AOD法有很好的脱硫能力。该工艺被公认为是目前最为经济的处理红土镍矿的方法,其最大特点是生产成本低,能耗中85%能源由煤提供,吨矿耗煤160180 kg。而电炉熔炼镍铁工艺能耗80%以上由电能提供,吨矿电耗560600 kwh。但是该工艺存在的主要问题是回转窑的结圈

28、及回收率问题,大江山冶炼厂虽经多次改进,工艺技术仍不够稳定,经过几十年其生产规模仍停留在年产镍1万t左右。该工艺的技术关键是粉煤与矿石混合和还原焙烧过程的温度控制。该工艺适合处理镁质硅酸盐型红土矿A型,原矿镍品位0.71.2%,含铁8 11%。国内近几年对回转窑直接还原红土镍矿工艺研究较多,典型的如:港禾公司设计的上海其昌不锈钢公司在江苏南通采用此工艺生产镍精矿;昆明理工大学肖军辉发明的一种硅酸镍矿回转窑直接还原制备镍铁的方法;山西长治潞城宏祥化冶厂建2.2×45 m回转窑直接还原镍铁,年产4000 t镍铁项目等。这些试生产厂不是生产成本过高就是操作难度大,都无法规模化生产,好多还只

29、是停在理论研究阶段,没有工业化生产。所以回转窑一磁选工艺还需要不断的探索向前推进。6.3 转底炉+熔分炉一种新型的以煤制气或天然气为燃料用转底炉冶炼红土镍矿的方法,它是由煤制气或天然气作为燃料,非焦煤为还原剂,以红土镍矿为原料,用转底炉与还原熔分炉联动生产镍铁的冶炼方法。红土镍矿原料中镍的含量为0.83.0%,红土镍矿、还原剂和熔剂按照重量比例为100:815:815配比。此冶炼方法工艺流程短,操作简单,易于控制,原料适应性强,能耗低,燃料热价比高,污染少,设备投资少,生产成本低,镍回收率高,最适合于在电力资源紧缺、煤炭资源丰富的地区投资建厂。该工艺适合处理镁质硅酸盐型红土矿A型、中问型红土矿

30、C1、C2型。Ni品位0.83.0%,含铁1520%。国内目前大多采用转底炉直接还原铁矿或冶金粉尘(泥)生产海绵铁,产品用于高炉或直接用于炼钢转炉原料,在处理红土镍矿生产镍铁方面还没有应用实例。主要原因是转底炉热效率低,必须对原料进行细磨、造球处理,还必须对生球烘干,而球的强度、水分含量对转底炉的运行稳定性至关重要,同时从投资和生产成本来看,和成熟的RKEF工艺相比,并无明显的优势。所以还需进一步的研究转底炉的关键控制点,实现一步法生产珠镍铁工艺,体现转底炉的优势。6.4 还原硫化熔炼镍锍硫化熔炼生产镍锍的工艺是最早用来处理红土镍矿的,早在上世纪二三十年代就得到了应用。印度尼西亚索罗阿科、新喀

31、里多尼亚埃赫曼SLN等。另外一些采用湿法和火法结合的工艺生产氧化亚镍或造镍锍(高冰镍),如古巴毛阿、菲律宾珊瑚湾、塔甘廷托、新喀里多尼亚戈罗、巴西韦尔梅柳、马达加斯加安巴托维均采用该工艺;古巴尼加罗和切.格瓦拉则、中国元江镍业和青海平安采用氨浸还原焙烧生产烧结氧化亚镍或镍盐。三井、住友合资菲律宾珊瑚湾项目是最经济的项目。全世界由氧化镍矿生产镍锍的镍量在l5万t左右。工艺流程为:红土镍矿干燥破碎筛分硫化熔炼低镍硫转炉吹烧高镍硫,采用硫化熔炼处理红土镍矿生产镍锍的工艺的优点是工艺成熟、易于操作,其产品高镍锍具有很大的灵活性,可以进一步处理生产各种形式的镍产品。既可以生产用于不锈钢工业的通用镍,也可

32、以作为常压羰基法精炼镍的原料生产镍丸和镍粉,缺点是镍回收率低,仅为70%,且能耗高、污染大。该工艺适合处理镁质硅酸盐型红土矿A型、中间型红土矿C1、C2型。可处理含镍较低的红土矿。目前国内朝阳吴天集团采用该工艺生产低镍锍获得的低镍锍产品镍品位为58%,镍金属回收率大于90%。6.5 烧结高炉还原熔炼烧结高炉还原熔炼工艺是国内近几年发展起来的红土矿冶炼工艺。随着国家产业政策的调整,大量500m以下的炼铁高炉被淘汰。但由于国内不锈钢用镍紧张,红土镍矿大量进口,加之当地政府为了解决就业问题和创造税收,这些被淘汰的高炉又被用于红土镍矿的处理,生产含镍35%的镍铁。工艺流程为:红土矿脱水烧结造球配入焦炭

33、熔剂高炉冶炼粗镍铁精炼镍铁。目前小高炉镍铁冶炼面临政策性淘汰,大高炉冶炼68%的镍铁又效率低下;焦炭价格影响高炉镍铁成本,造成高炉冶炼镍铁技术进展缓慢,利润的削薄难以避免地会打击到国内高炉镍铁生产商的积极性。从技术层面讲,烧结高炉还原熔炼工艺存在着高炉体积利用率低、焦炭消耗量大、烧结污染严重、镍生铁含磷高、镍回收率低等缺点。该工艺适合处理褐铁矿B 型红土矿,Fe>3040%。6.6 电硅热法美国汉纳(Hanna)矿业公司所属利得(Riddle)冶炼厂生产镍铁的工艺流程见图4,该厂由于硅铁价格高、电耗高,20世界90年代后停产。将从其附近矿山运来的氧化镍矿烘干、筛分,去掉含镍低(Ni约0.

34、65)的硬橄榄石矿。实际使用矿石含Nn1.61.7%,Fe1015%,SiO24558%,MgO2432%,Cr0.81.2%,A12O3l3%,烧损68%,矿石在直径3m,长80m的回转窑内,用热煤气加热至650700。窑内停留时间约1.5h,可去除全部附着水和6070的结合水。每台回转窑每小时处理矿石4550t。热矿石在14000kVA电炉内熔化成矿熔体,以后操作程序为:(1)从电炉内放出约11t矿熔体于反应包内;(2)将反应包放在渣包混合器的一侧,另一侧放有一个装有914t熔融粗镍铁的包;(3)将装有熔融粗镍铁的包升起,把粗镍铁迅速倒入装有矿熔体的包内,同时加入硅铁(45Si);(4)空

35、包下落,提取装有反应物的包,迅速倒入空包内。从一个包倒入另一个包反复5次;(5)装有反应物的包镇静3小时,使金属粒下降。然后将包提起,将炉渣放入旁边的渣包中。每个反应周期为1516min,产镍铁约400kg。包中镍铁重量超过12713.6t时,便倒出一部分粗镍铁送2500kVA三相电炉内精炼。精炼电炉分两次装料共装3.64.1t粗镍铁。精炼过程加铁矿石和石灰脱磷,扒渣后再加石灰、萤石造渣。达到出炉温度后,加硅铁脱氧。出炉温度约1482。用浇铸机铸成重约15kg的锭。精炼后镍铁成分为:Ni48.5%,Co0.5%,S0.005%,P0.01%,C0.02%,Cr0.02%,Si0.9%;镍的回收

36、率为90%;电耗62.7kwh/kg。6.7克虏伯一伦恩法这是将生产粒铁的方法应用于镍铁生产。工艺流程见图5。用硅镁镍矿(含Ni+Co2.73.5%,Fe2O31620%,SiO23845%,MgO2025%,A12O30.52.1%,水分约10%)作原料,还原剂用无烟煤(固定碳约80%,S0.240.51%,P约0.02%),石灰与沙作熔剂。将氧化镍矿加入适当的熔剂和煤,经粉碎、混合、装入回转窑中,进行熔融态还原焙烧。使大部分镍及一定量的铁被还原成海绵状金属。放入水槽中使渣变脆。经球磨机粉碎,使渣和金属分离;再经磁选选出金属,得到粒状镍铁。成分为:Ni+Co22%,S0.25%,P0.08%

37、,C0.5%,Si0.1%。然后在电炉内熔化,除去杂质,得精炼镍铁成分为:Ni+Co26%,S0.03%,P0.03%,C0.15%,Cr0.1%,Si0.01%和Cu0.1%;镍回收率约90%。6.8鼓风炉法    把氧化镍矿在回转窑内预热、干燥后,制成团块,与焦炭块一起加进鼓风炉内冶炼。生产出粗镍铁。再用苏打脱硫,制出高碳镍铁。其成分为:Ni+Co20%,S0.05%,P0.03%,C3%,Cr和Si2%。如需要生产低碳镍铁,可再用转炉精炼。6.9 高炉法高炉生产镍铁的流程主要是:矿石干燥筛分(大块破碎)配料烧结烧结矿加焦炭块及熔剂(英石)入高炉熔炼

38、镍铁水铸锭和熔渣水淬产出镍铁锭和水淬渣。国内用高炉生产低镍铁较多,所用原料为含铁50%左右和含镍1%左右的红土镍矿,生产含镍2%左右的低镍生铁。通常生铁的焦比为0.5左右(500Kg焦炭/吨生铁),以上镍铁的焦比在0.8左右(800Kg焦炭/吨镍铁)。相对于电炉来讲,高炉污染严重(氟化物),能耗高,小高炉(300M3以下)近年来逐步被淘汰。6.6金川印尼镍铁项目介绍金川印尼镍铁项目采用世界先进的RKEF工艺。RKEF生产工艺是镍铁合金行业红土矿冶炼(粗制镍铁合金)中采用的一种工艺流程,属于国家鼓励类的工艺。RKEF粗制镍铁合金生产工艺主要分为三个工序:湿红土镍矿干燥、 回转窑焙烧预还原、全封闭

39、电炉熔炼(粗炼)。其工艺特点是:将电炉熔炼过程产生的含有大量CO气体(过量的C氧化还原中产生大量的CO)的高温烟气经管道输送至回转窑,含有CO的高温烟气在回转窑中进一步燃烧;燃烧后的高温烟气输送至干燥窑,用于湿红土矿干燥。大量利用了烧结冶炼过程中产生的余热,具有节能环保的功效。(1)RKEF工艺优点原料适应性强。适合处理硅酸盐型镍矿,通过配矿或加入熔剂也可处理褐铁矿型氧化镍矿。回收率高、技术成熟、工程化风险小。由于近几年大批采用RKEF工艺的镍铁冶炼厂投产,促进了RKEF工艺的发展和完善,目前,包括冶炼工艺、设备制造以及配套的控制、收尘、余热回收技术等均已成熟。可以大型化。国内目前设计的矿热电

40、炉最大已经达到72MVA,国外已达到144MVA。铁品位高,有害元素少。该工艺的精炼工序能够将镍铁的有害元素降低到ISO6501标准所要求的范围内。(2)RKEF工艺缺点能耗相对较高。由于需要将所有矿石熔化并加热至15001600,炉渣、镍铁显热回收困难。正常情况下不能回收钴,大多作为杂质进入不锈钢系统。由于使用大量价格昂贵的电,使得RKEF工艺加工成本相对较高。建厂条件受限制。对于电力资源匮乏的地区,采用RKEF工艺必须自建电厂,孤网运行。(3) 对原料的适应性 从技术角度来说,RKEF工艺可以处理所有类型的红土镍矿,但最适宜的是硅镁镍矿型和含硅镁较高的过渡层红土镍矿,单独处理褐铁矿时采用敞

41、开熔池操作,控制低电压和较深的电极插入深度使镍铁的放出温度大于放渣温度100左右(如希腊拉瑞姆纳冶炼厂采用该工艺处理褐铁矿生产电解镍并回收钴),但因其品位低,一般都通过与高品位硅镁矿配矿后处理。原料的Fe/Ni在610为最佳,如果原料中Fe过高,很难得到高品位的镍铁,原因是对于Fe/Ni一定的原料,提高镍铁中镍品位的方法只有在保证镍还原度较高的情况下降低铁的还原度,但很难精确控制,控制不当的情况下,会造成镍的回收率下降。原料的MgO/SiO2最好在0.550.65,不加或少量加入熔剂就可以得到低熔点的炉渣。从经济性的角度来讲,RKEF工艺原料的Ni品位在1.6%以上较好,最好1.8%以上,一般来说,原料品位1.5%左右是RKEF工艺盈亏平衡点。在RKEF工艺中钴也被还原进入镍铁中,但因其含量较低一般销售时不计价,如果针对特定的含钴高的矿床,对镍铁进行转炉吹炼,再电解

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