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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 杜光焱)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.
2、7缅甸2.16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,
3、2010年中国镍铁产量、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SLNDoniambo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
4、 )VNC (Gero)60高压酸浸+电炉氧化亚镍因 2014 年酸厂泄露 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
5、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%镍铁塞尔科索沃1.20.72RKEF39%镍铁45MVA电炉 2维亚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
6、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 8
7、0.52%), 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
8、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( GCN)S63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
9、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。2015 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21.382新喀里多尼亚9.853日本7.214哥伦比亚6.255缅甸5.946巴西4.
10、907马其顿4.548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(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,
11、电炉 33MW*(4 孤网机 组 65MW*)2242.42015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*)2484.82016年 3月投产联福达(厦门)4680m3高炉*33.60.182015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
12、 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*1
13、10m 回转 窑*3,电炉 33MW*(3 孤网机181.8预计 2016 年 下半年投产 (高炉 2016 年 3月 18 日试 生产)组 65MW*)2新兴铸管(一期)(MSP )北马古鲁省 OBI 岛103*33MV(A孤网机组 38MW*)3191.9预计 2017年 7月投产2015年 9月试金麟(佛山尊贤行不锈钢)东南苏拉威西省肯达里8-1225m3高炉*21.20.12生产,2016年 根据市场情况 不定期2015年 8月试宁波明辉矿业东南苏拉威西省南科纳威9-1080m3*3+烧结机101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
14、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*1,2 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 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青山集团( SMI)
15、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 年投产规划上海华迪(温州迈拓)二期南苏拉威西省 Bantaeng 县103*33000KVARKEF3032018年投产中上海华迪(温州迈拓)无缝钢管(三期)不确定项目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*67.20.36不确定宁夏华源冶金实业(一92*80m3(一期)4.80.43不确定期)宁夏华源冶金实业(二期)福建吴航不锈钢制品 (一期)109RKEF,2*16500kva 6*80m
16、3(一、二 阶段)611.60.61.4不确定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、810每期 80m3高炉*4 ,70m2烧结机100.952017年一期投产印尼央大资源等)*215MW电厂新兴铸管(二期)(MSP )北马古鲁省 OBI 岛109*33MV(A孤网机组 38MW*)9575.7预计 2017年 7月投产罕王二期东南苏拉威西省
17、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*33MV(A孤网机组 38MW*)3575.7预计 2017 年后新兴铸管(三期)
18、(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年投产他 镍 生 产 企 业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 2018 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
19、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 Cilegon9-1016500kva*260.6预计 2016 投产Century Metalindo152*6300kva1.11.652015年 10月投产PT.BTS(Pt.BintangTimur steel )121*12500kva1*6300k
20、va30.32015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
21、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、
22、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
23、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) 项目建设必须严格执行配套建设
24、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 年
25、中试结果)原料化学成分,%NiFeCSCoSiO2MgOAl2O3Cr2O3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、
26、生产效率高。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 (OncaPum)a 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6135
27、m回转窑、 2台120000 kVA矩型矿热 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540 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
28、型红土 矿A型、中间型红土矿 C1、C2型。且Ni品位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
29、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 0.7 1.2%,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
30、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0.8 3.0%,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,
31、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 C1、C2型。 Ni品位 0.8 3.0%,含铁15 20%。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
32、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
33、: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
34、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
35、 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, Fe30 40%。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0.65 ) 的硬橄榄石矿。 实际使用矿 石含Nn1.61.7%,Fe1015%,SiO24558%,MgO2432%,Cr0.81.2%,A12O3l 3%,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
36、水和 60 70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 (45 Si) ;(4) 空包 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
37、 400kg。包中镍铁重量超过 127 13.6t 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3.6 4.1t 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%;镍的回收率为 90%;电耗62.7kw?h/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+Co2.7 3.5%
38、,Fe2O31620%,SiO23845%,MgO20 25%,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%,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%,C
39、0.15%,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
40、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
41、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炉最大已经达到 72MVA,国外已达到 144MVA。
42、 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开熔池操作, 控
43、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 0.55 0.65 ,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, 可以通过氢氧化
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