国内外最新镍铁生产工艺介绍(精)

1、国内外最新镍铁生产工艺介绍根据红土镍矿成分的不同，镍生产厂可以选择不同的冶炼工艺。中国目前还没有一座大型镍铁生产工厂，为了少走弯路可以引进国外成熟的先进技术，在中国国内制造全部设备，以较少的投资，在最短的时间内，选择适宜的沿海地区建设一座大型镍铁生产厂。为此，比较详 细的介绍了乌克兰帕布什镍厂的火法冶炼镍铁的工艺流程和生产指标。文章还介绍了在镍铁精炼车间，直接冶炼 300系列不锈钢工艺的开发。1. 开发利用海外镍资源满足中国日益增长的镍需求：尽管中国镍资源的开发与利用近年来得到了快速的发展，但是，发展的速度远远跟不上冶金等行业对镍需求增长的速度。近几年，中国精炼镍产量在8万吨左右，受到资源的限

2、制，短时间内不大可能快速增长。合资在国外开发镍矿、建设镍生产厂的几个项目虽然已经 签约，但是项目产能有限、实施还需要时间。目前中国镍的年消费量已经快速的增加到14.6万吨，中国已经成为仅次于日本的世界第二大镍消费国，是近年来全球镍消费增长最快 的国家。随着国民经济的快速发展，人民生活水平的提高，不锈钢的消费量将上升，这将导致镍的需求量增长的速度大大超过目前可以预期的镍的产出量的增长速度。有色金属工业协会预计到2010年，中国镍消费量将达到24万吨。近年来，为了保证国民经济发展对镍的需求，中冶、五矿、太钢、宝钢等大企业实施 走出去”的发展战略，参与海外镍矿资源的开发，这将对中国镍的稳定供应发挥重

3、要作用。中 国的一些民营企业，也积极进行开发利用海外镍资源的探索，取得进展。利用红土镍矿生产的低镍含量的生铁已经广泛的用于200系列不锈钢的冶炼。目前中国镍冶炼工艺基本上处于以电解镍为主的单一产品的局面。研究开发利用红土型没有必要一定要镍矿，生产镍铁的技术是必要的。 红土型镍矿用来生产镍铁在经济上合理,占有更多优势矿产资生产电解镍。 这项技术的开发有利于中国企业参与海外镍矿资源开发， 源。2. 建设火法冶炼镍铁的工厂的条件分析：目前中国还没有大型的镍铁生产厂。 中国金川镍厂以中国产的硫化镍矿为原料， 适合于 湿法冶金工艺。 吉恩镍业和元江镍业镍虽然以红土镍矿为原料， 但是都采用了高压酸浸工艺

4、生产镍。中国目前有小的炼铁厂，采用传统的烧结技术处理进口红土镍矿， 生产镍渣， 再加 入高炉生产含镍量为 1%-3% 的低镍生铁，用于冶炼 200 系列的不锈钢。建设镍的冶炼工厂投资大，限制了中国镍业发展。有报道，国外采用湿法冶金生产镍， 每一公斤镍的投资在 20-24 美元。如果引进设备，在中国建设火法冶炼镍铁的工厂，投资 也相似。 所以本文主要想探讨利用国际先进的技术和设计， 在中国制造设备， 建设镍的生产 工厂的可行性。 这样可以规避风险， 收到高利润、 低风险的效果。 通过与乌克兰的专家近一 年的讨论， 利用原苏联的技术和设计， 采用国产设备建设一座年产镍 1.0 万吨 （ 镍铁 5

5、万吨 ） 的工厂，每一公斤镍的技资大约为 6 美元。 生产镍铁，能源消耗大。生产一吨含镍 20% 的镍铁，大约需要 80Nm3 氧气和 4000-6000kwh （矿石含镍为 1.2%-2.0% 时）电力。所 以厂区周边的电力供应状况很重要。在建设工厂以前必须落实矿石的来源。 理论上讲， 所有的红土镍矿石都可以用火法冶金 生产镍铁， 但是由于矿石的性质不同， 为了降低生产成本， 火法工艺优先选择以硅镁镍矿做 原料。而碱性镍矿可以选择还原焙烧一氨浸法处理； 褐镁矿型红土矿可以选择加压 （或常压） 酸浸处理工艺。有报道：约有 40 亿吨红土镍矿适于高温冶炼，平均纯度为1.55%, 含量约为 620

6、0 万吨 , 约占红土镍矿总数的 38% ：约有 86 亿吨的红土镍矿适于湿法冶金， 平均纯 度为 1.15%, 含量约为 9900 万吨，占红土镍矿总数的 62% 。但是，乌克兰国家冶金学院的 专家怀疑这组数据 , 根据他们在帕布什镍厂工作的经验,适合于火法冶金的矿石很容易购买，而且价格便宜。目前全球镍矿供求基本处于动态平衡。 2004 年全球镍矿产总产量为 1 28 万吨，约有 60%的镍矿产量来源于硫化镍矿石，约 25% 源自高温冶炼的红土镍矿石，约15% 为水冶红土镍矿石。 渣子数量大，要考虑炉渣的处理和利用。在生产镍铁时，主要是 回收了矿石中的镍和铁。 同时结晶水蒸发掉了。 理论上渣

7、子可以用来作为建筑材料， 但是由 于数量巨大，建筑材料的市场容量要研究。 如果堆存将占用土地。 由于这种炉渣不会对环境 造成化学污染，可以用来填海造地。 由于原料量大，运输是重要的问题。乌克兰帕布什镍 铁厂虽然不临海，但是通过第聂伯尔河，原料可以方便的运输到工厂的料场。3. 这是一个符合中国产业政策的好项目： 中国有色金属工业长期发展规划 (20062020 年)指出：“世界己查明镍资源量 1.3 亿吨，其中硫化镍矿占 40% ，红土镍矿占 60% 。 由于硫化镍矿资源紧缺， 开发镍红土矿具有重要意义。 针对不同类型镍红土矿， 研究火法工 艺处理硅镁镍矿；还原焙烧 氨浸法处理碱性镍矿：加压或常

8、压酸浸处理褐镁矿型红土 矿。”另外，镍是各国重要的战略物质， 开发红土镍矿冶炼技术， 将强化中国企业参与海外镍 矿资源开发的能力，占有更多的矿产资源。4. 乌克兰帕布什镇铁厂生产工艺流程介绍 ：4.1 概况：乌克兰帕布什镍厂建设于苏联时代，于 1972 年投产。工厂位于乌克兰著名的冶金和航 空航天城的第聂伯尔市的西南部。 工厂不临海，但是可以通过第聂伯尔河将进口红土镍矿运 到工厂料场。这项工程由苏联的国立镇工业设计院承担总体设计， 乌克兰国家冶金学院等大 学和研究院为这项工程提供了技术支持。 这个工厂投产以后的十几年间，利用苏联境内的 红土镍矿为原料生产含镍 14%20% 的镍铁。红土镍矿石含

9、镍量在 1.0%左右，矿石含较 高的氧化镁和氧化硅。 为了提高镍铁的产量和提高经济效益， 近年来从南太平洋的新克林顿 岛购入镍含量比较高的红土镍矿石， 进口的红土镍矿石含镍量波动在 1.5%2.0% 。这个工 厂设计年产纯镍 2.0 万吨。 2004 年这个工厂生产了 8.5 万吨镍铁 ( 含镍 20%) , 折合纯镍1.7 万吨，在世界上镍价大约为 1.2 万美元 / 吨时，工厂生产的镍的销售额达到 2.04 亿美元/ 年。有乌克兰的冶金专家称这个企业2004 年利润率达到 200% 以上，是乌克兰效益最好的企业。 2005 年因为设备检修和技术改造，镍铁产量降低到 6.8 万吨。这个工厂在

10、 1972 年投产后进行了多次的技术改造，保持了镍铁冶炼工艺的最佳配置， 工艺上的创新使这个工厂保持了青春。为了扩大工厂的生产能力， 这个工厂正在筹划进行扩大生产能力的技术改造。 规划在原 有设施的基础上再建设一条相似的镍铁冶炼生产线，使年产镍铁的能力提高一倍。帕布什镍厂建设之初立足于使用含氧化硅和氧化镁高的红土镍矿。 独立开发了多项专有 技术。 乌克兰冶金专家指出；从整体的工艺流程上看，这个工厂似乎少有特殊之处，但是一 些具体的工艺技术进步和技术诀窍， 保证了这个工厂的生产工艺能更好的适应目前多变的原 料条件，保证技术经济指标在同行业中处于领先水平， 这样才取得了现在这样好的经济效益。4.2

11、 粗制镍铁的生产工艺：从船上卸下的矿石，运入工厂的原料场。在原料场红土镍矿被清洁、破碎、筛分、中和 混匀。然后按工艺要求进行配料，通过胶带输送机送入下一工序。 红土镍矿石一般含有 3 0% 左右的水分 （ 结晶水 ） , 需要在还原焙烧阶段将其去除。 这个任务是在回转窑中完成的。 矿石在料场破碎、中和混匀以后，向其中加入炭素还原剂 （ 焦粉或煤粉 ）和熔剂，将其充分 混匀后加入到回转窑中， 在回转窑中， 矿石被焙烧脱水， 重量减少 30% 左右。在回转窑中 , 氧化镍被加入的炭素还原剂还原。回转窑内形成温度为600700 C镍渣，这些镍渣在隔热的状态下，被送入到矿热炉的供料料仓 （内衬耐火保温

12、层 ），根据生产工艺的要求，镍渣通 过一个密封的管状布料装置，均匀的分配到矿热炉内。在这种工艺流程中， 矿热炉是投资最大的设备。 为了环保、 工业卫生和回收粉尘的需要， 炉子被密封起来。在矿热炉中通过电弧冶炼，分离出粗制镍铁和电炉炉渣，同时产生含C075% 的还原性气体， 这种气体经过净化以后返回到回转窑中作为燃料进行燃烧，提供回转窑但是所需要的热能，除尘灰返到矿热炉继续参与冶炼。电炉炉渣是一种很好的建筑材料目前仅利用于道路的建设。从矿热炉中得到的镍铁含高的硫、硅、炭、磷等杂质，不适合冶炼高级不锈钢，还需要进行精炼以后才能作为成品出厂。镍铁生产工艺一、镍、镍铁与镍矿*镍是略带黄色的银白色金属，

13、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。不锈钢与合金生产领域是镍最广泛应用领域。全球约2/3的镍用于不锈钢生产，因此不锈钢行业对镍消费的影响居第I位。镍在不锈钢中的主要作用在于它改变了钢的晶体结构。在不锈钢中增加镍的一个主要原因就是形成奥氏体晶体结构，从而改善诸如可塑性、可焊接性和韧性等不 锈钢的属性，所以镍被称为奥氏体形成元素。目前全球有色金属中，镍的消费量仅次于铜、铝、铅、锌， 居有色金属第5位。因此，镍被视为重要战略物资，一直为各国所重视。*镍铁主要成分为镍与铁，同时还含有Cr、Si、S、P、C等杂质元素。根据国际标准(ISO )镍铁按含镍

14、量分为 FeNi20 (Ni 15 %25 %)、FeNi30 ( Ni 25 %35%)、FeNi40 ( Ni 35 %45%)和 FeNi50(Ni 45 %60 %)。又再分为高碳(C 1. 0 %2.5 %)、中碳(C 0.030 %1.0 %)和低碳(C 0.03 %); 低磷(P 0.02 %)与高磷(P 0.030 %)镍铁。目前国内厂家生产的镍铁品位主要集中在1.62.0 %、48 %以及1015 %，同时也有小部分厂家能生产含镍量在 20 %以上的镍铁。*世界上可开采的镍资源有二类，一类是硫化矿床，另一类是氧化矿床。由于硫化镍矿资源品质好，工艺技术成熟，现约60 %70 %

15、的镍产量来源于硫化镍矿。而世界上镍储量的65 %左右贮存在氧化镍矿床中，由于其因含有氧化铁的缘故而呈红色，因此也俗称红土镍矿。目前发现的红土镍矿多分布在南、北回 归线一带，如澳大利亚、巴布亚新几内亚、新喀里多尼亚、印度尼西亚、菲律宾和古巴等地。二、工艺原理*虽然红土镍矿处理工艺主要分为湿法冶炼工艺和火法冶炼工艺，但目前世界范围内比较成熟的利 用红土镍矿冶炼镍铁合金的工艺方法仍旧以火法冶炼为主。*火法冶炼镍铁是在高温条件下，以C (或Si)作还原剂，对氧化镍矿中的NiO及其他氧化物(如FeO )进行还原而得。同时采用选择性还原工艺，合理使用还原剂，按还原顺序NiO、FeO、Cr2o3、SiO2进

16、行还原反应。420lC(1)FeO-H3-*Fe-H20 fCrEQ3-K：-*-Cr+ CO t7=6501C(2)*因不同产地的镍矿成分不同，NiO及各种氧化物之间组成的化合物也有所不同，因而，在镍铁冶炼过程中，其实际反应较复杂。反应生成的Ni和Fe能在不同比例下互溶，生成镍铁。从上述（1 ）、（ 2）反应式中可看出：NiO、FeO还原反应开始温度较低，而且， NiO的开始反 应温度比FeO约低200 C；因而，火法冶炼镍铁过程中，尽管所采用的镍矿NiO含量较低，但NiO 90 %以上被还原，而且，在 Ni/Fe很低的情况下，可通过不同的工艺操作，使产品含Ni量提高到较高水平，与铁合金其他

17、产品（如高碳铬铁、锰硅合金等）相比，电炉粗镍冶炼难度相对较低。三、红土镍矿预处理红土镍矿属非结晶型矿种。不同镍矿类型，成分波动范围为：Ni 0.87 %3.85 %，Fe 6 %50 %，MgO 1.5 %32 %，Si0 2 5 %58 %，AI203 1 %15 %，P 0.000 4 %0.000 2 %，S 0.001 %0.08 %。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 3035 %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

18、种预处理方式：回转窑烘干-造块-回转窑高温脱水、预热。回转窑烘干-造块-竖炉烧结、预还原。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。四、数种工艺流程1、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

19、绵状夹渣镍铁。熔炼过程热能来自煤粉（或重油）燃烧放岀的热量，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。2、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

20、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。3、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

21、限制400 m 3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。4、电碳热法4镍矿T脱水、造块T配入焦炭、熔剂T电炉冶炼T粗镍铁T降C、Si、P、S精炼T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 岀镍铁，因而，在电炉冶炼过程中，调整合适的配炭量，限制FeO还原，可生产岀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

22、炉结构相似的电炉生产（其设备最大容量为9MVA ），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。5、电硅热法镍矿T烘干T破碎T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。五、镍

23、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

24、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。镍铁生产工艺 18 小时前一、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。 不锈钢与合金生产领域是镍最广泛应用领域。 全球 约 2 3的镍用于不锈钢生产，因此不锈钢行业对镍消费的影响居第l 位。镍在不锈钢中的主要作用在于它改变了钢的晶体结构。 在不锈钢中增加镍的一个主要

25、原因就是形成奥氏体晶 体结构， 从而改善诸如可塑性、 可焊接性和韧性等不锈钢的属性， 所以镍被称为奥氏体形成 元素。目前全球有色金属中， 镍的消费量仅次于铜、 铝、铅、锌，居有色金属第 5 位。因此， 镍被视为重要战略物资，一直为各国所重视。镍铁主要成分为镍与铁，同时还含有Cr、 Si、S、P、C等杂质元素。根据国际标准(IS0)镍铁按含镍量分为 FeNi20 ( Ni 15 %25%)、 FeNi30 (Ni 25 %35%)、FeNi40 ( Ni 35 %45%)和 FeNi50 ( Ni 45 %60%)。又再分为 高碳( C 1.0%2.5%)、中碳( C 0.030%1.0%)和低

26、碳( C 0.03%) ；低磷( P 0.02%) 与高磷( P 0.030%)镍铁。目前国内厂家生产的镍铁品位主要集中在 1.62.0%、 48% 以及 1015%，同时也有小部分厂家能生产含镍量在 20%以上的镍铁。世界上可开采的镍 资源有二类，一类是硫化矿床， 另一类是氧化矿床。由于硫化镍矿资源品质好，工艺技术成 熟，现约 60%70%的镍产量来源于硫化镍矿。 而世界上镍储量的 65%左右贮存在氧化镍矿 床中， 由于其因含有氧化铁的缘故而呈红色， 因此也俗称红土镍矿。 目前发现的红土镍矿多 分布在南、北回归线一带，如澳大利亚、巴布亚新几内亚、新喀里多尼亚、印度尼西亚、菲 律宾和古巴等地。

27、 二、工艺原理虽然红土镍矿处理工艺主要分为湿法冶炼工艺和火法冶炼工 艺，但目前世界范围内比较成熟的利用红土镍矿冶炼镍铁合金的工艺方法仍旧以火法冶炼为 主。火法冶炼镍铁是在高温条件下，以C (或Si)作还原剂，对氧化镍矿中的NiO及其他氧化物(如FeO)进行还原而得。同时采用选择性还原工艺，合理使用还原剂，按还原顺序 NiO、 FeO、 Cr2o3、 SiO2 进行还原反应。因不同产地的镍矿成分不同， NiO 及各种氧化物之间组成的化合物也有所不同，因而， 在镍铁冶炼过程中，其实际反应较复杂。反应生成的Ni和Fe能在不同比例下互溶， 生成镍铁。从上述(1)、(2)反应式中可看出：NiO、FeO还

28、原反应开始温度较低，而且， NiO的 开始反应温度比 FeO约低200C ;因而，火法冶炼镍铁过程中，尽管所采用的镍矿NiO含量较低，但NiO 90 %以上被还原，而且，在Ni / Fe很低的情况下，可通过不同的工艺操作， 使产品含 Ni 量提高到较高水平，与铁合金其他产品(如高碳铬铁、锰硅合金等)相比，电 炉粗镍冶炼难度相对较低。三、红土镍矿预处理红土镍矿属非结晶型矿种。不同镍矿类型， 成分波动范围为： Ni 0.87%3.85%， Fe 6%50%， MgO 1.5%32%， Si02 5%58%， Al2o3 1 %15%， P 0.000 4%0.000 2%， S 0.00l% 0.

29、08%。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 3035%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：回转窑烘干t造块t回转窑高温脱水、 预热。回转窑烘干t造块t竖炉烧结、预还原。回转窑烘干t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。四、数种工艺流程 1、回转窑直接

30、还原法镍矿 T烘干T破碎T配入焦炭、熔剂混合制团T预热T回转窑脱水、 还原T固融态渣铁混合物T 水淬T磨碎T跳汰、强磁选等多级渣铁分离T细粒镍铁T电炉重熔T精炼脱硫T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。2、鼓风炉法镍矿t回转窑烘干t制块t配入焦炭t鼓风炉冶炼t粗镍铁t精炼降Si、C、P、St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

31、 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。3、高炉法镍矿t脱水、烧结、造块T配入焦炭、熔剂T高炉冶炼t粗镍铁t精炼降Si、C、P、St镍铁。在国内，近年采

32、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。4、电碳热法镍矿t脱水、造块t配入焦炭、熔剂t电炉冶炼t粗镍铁t降C、Si、P、S精炼t

33、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。5、电硅热法镍矿t烘干t破碎T高温脱水煅烧成块T配入熔剂T矿热电炉熔化TNiO熔体t倒人

34、反应包T向反应包加入45%硅铁T倒包反应T粗镍铁T降p、Si精炼T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。五、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，镍铁与金属镍的生产工艺简介镍的主要物理化学性质为：相对原子质量58.71密度 /(g/cm3 )8.91熔点/c1455沸点/ C2910摩尔热容(25C 时)/(J/(mol.C)25

35、.51电阻率(0C 时)/( Q ?cm) 6.14 X 10-6纯镍呈银白色，镍能与一些元素形成化合物。镍与碳可以形成Ni3C,在380C以上时分解成镍和碳。但是看来液体中的 Ni3C，直至U 2000C以上是稳定的。镍与硅可形成一系列硅化物,如 Ni3Si 、Ni5Si2 、Ni2Si 、Ni3Si2 、NiSi 和NiSi2 。镍和氧能形成NiO, NiO系菱面体晶，加热至200C以上时则变成立方晶。 氧在固态镍中的熔解度，随温度的升高而下降。镍与硫可以形成Ni3S2、Ni6S5、Ni7S6、NiS、Ni3S4和NiS2等硫化镍。在 工业镍铳中，找不到存在于自然界中的硫化镍NiS和NiS2,因为这两种硫化镍在熔点以下就早已分解了。镍和铁在丫区内形成连续固溶体。液相线在1436C下，含镍65% 72%寸， 出现一个不很明显的最低点。镍可以扩大 丫区，在固态时，分成数个相，回火时 从这数个相中，都可形成FeNi3。在图29- 1中可以看出镍铁合金中的居里点的变化，a 一镍在360 C以下为面心立方晶，B 镍在1130 C以下为六方晶，丫 一 镍