苏拉威西矿业公司年产30万吨镍铁项目

苏拉威西矿业公司年产30万吨镍铁项目设置2台回转窑2台Φ5.5*115m和2台45MVA矿热电炉，电炉给料量为60t/h一期：10万吨/年多元金属镍合金，粗镍铁合金含Ni：15％。每台回转窑烟气量为191153Nm3/h，每台矿热电炉烟气量3957Nm3/h；主要建设内容：1.8.1原料库和上料系统原料由码头通过汽车或皮带运入原矿库贮存，原料库贮存设计能力为7天。堆存于库房的原料再通过前装机从原料库送至上料系统进行上料。厂房主跨30m，长度90m。厂房内有加料平台，用以前装机上料；平台为钢筋混凝土结构，并布臵带格栅的两个矿石料仓和一个辅料仓，料仓下部布臵了矿石和辅料的输送胶带，将物料输送至破碎和筛分车间。1.8.2破碎和筛分车间破碎和筛分车间内分别布臵有140m3料仓、Q＝400t/h振动筛和双齿辊破碎机、Q＝400t/h板式给料机和胶带运输机。大块物料在该车间被破碎至50mm以下。1.8.3配料车间该车间内布臵有矿石、熔剂和还原剂胶带运输机、2个矿石料仓、2个石灰石料仓和2个还原剂料仓、圆盘给料机和计量胶带运输机等。料仓的支耳下均配有称重传感器，通过计量胶带运输机计量后卸入胶带运输机，完成矿石、还原剂和熔剂的混合及配料的过程。1.8.4回转窑工段该工段主要设备为2台Φ5.5×115m的回转窑。窑装料端设在配料车间内，卸料端设在矿热电炉熔炼车间内，并配有多通道燃烧器，用以加热窑内的物料。窑身露天配臵，窑体两侧均有露天操作平台，方便回转窑的操作和检修。焙砂从回转窑排放出来，温度为775℃～850℃，进入到焙砂缓冲仓。缓冲仓容量为30t，相对于额定电炉给料量为60t/h，其停留时间相对较短。中间料仓将炽热的焙砂排放到焙砂转运料罐，焙砂转运料罐位于转运车上（有轨转运车）。转运车随后将装满的焙砂转运料罐通过一条隧道运到提升井，装满的料罐在该处等待起重机提升。料罐排空后，起重机将空的料罐转运到提升井并下放到焙砂转运车上。该转运车可以同时运送一个空的、一个满的两个料罐。起重机将空的料罐放到转运车上后，该转运车在轨道上移动以使起重机将满的焙砂料罐提起。起重机在提起满的料罐后，转运车移动到回转窑缓冲仓下，将空的料罐装满。料罐装满后，转运车移回到提升井，又开始新的循环。电炉给料量为60t/h，其停留时间相对较短。1.8.5矿热电炉熔炼车间厂房内共设两台45MVA矿热电炉，焙砂罐由桥式起重机提升到电炉顶的料仓上（起重机和焙砂罐运输车采用全自动控制）自动、顺序将焙砂由回转窑下的焙砂缓冲仓加到电炉加料仓内，焙砂经加料管加到电炉内，采用气动滑板阀控制加料，加料仓设有盖板，防止热损失和烟尘损失，为了测量电炉的加料量和加料仓的焙砂量，加料仓采用称重料仓。电炉操作采用高电压模式。侧墙渣线部分采用铜水套冷却，提高电炉寿命，焙砂在电炉内熔化后分成渣和金属两相，焙砂中残留的碳将镍和部分铁还原成金属，形成含镍15%的镍铁。电炉渣通过位于电炉一端的两个排渣孔中的一个排渣孔排出，每2小时放出一次，放渣温度约1550℃，炉渣通过溜槽进行水淬后，由可移动式捞渣机捞出，通过汽车运到渣场堆存。用于水淬的水经过沉淀、冷却后，返回水淬系统。电炉烟气通过冷却后，进入回转窑燃烧器回收利用。1.8.6浇铸车间车间内主要设备为两台铸锭机，用以将熔体浇铸成锭。厂房内配有一台Q=50/10t冶金桥式起重机。浇成的铸锭为长方形，4块一组，每块重约8kg。铸锭堆存至厂房一侧缓冷。1.8.7动力中心空气压缩和净化处理系统设备布臵在动力中心主厂房内，压缩空气储罐布臵在室外。空气压缩机按3台设计，两用一备，单台供气能力为56m3/min。由于杂用压缩空气是间断使用，设臵一台杂用压缩空气及仪表压缩空气储罐。净化压缩空气的处理设备按2台设计，一用一备。停电时设臵一台0.80MPa螺杆式空气压缩机供仪表气专用，并设施一台压缩空气储罐，供停电时事故空压机投运前保证应急仪表10分钟用气。1.8.8事故柴油发电站为确保全厂特别重要一级负荷的供电，全厂设臵一套容量为2200kW，备用功率2420kW，10KV的事故柴油发电机组，在有特别重要一级负荷的焙烧、熔炼工段配电室等分别设臵了由应急柴油发电站供电的应急母线段。应急供电系统独立于正常供电系统。1.8.9煤气回收站煤气回收站用于回收两台矿热炉（含有可燃气体CO）烟气，矿热炉煤气接自F=8m2电收尘后的钟罩阀组，合格煤气通过风冷式煤气冷却器冷却到60℃以下回收并送至回转窑燃烧器使用，不合格煤气通过放散烟囱燃烧排放。1.8.10供配电系统全厂10kV用电设备总装机容量9038kW，工作容量8411kW，年耗电总量约为0.4703亿度。全厂特别重要一级用电负荷设备总装机容量估算为2951kW，工作容量2056kW；最大一台特别重要一级负荷设备为250kW的矿热炉本体冷却水供水泵。除特别重要一级负荷外，其他的全部生产性负荷为二级负荷。1.8.11自动化仪表及计算机本工程建成后装备水平即自动化水平与工程的总体水平相适应，选用先进的PLC控制系统，采用机电仪一体化的控制方案，配备进口或国产先进水平的检测元件及执行机构，确保仪表和控制系统工作的运转率和完好率，以实现生产过程的稳定，可靠运行。主生产系统的配料、焙烧、熔炼等均采用集散型控制系统PLC进行集中监控，其中矿热电炉的控制系统随设备配套；其他个别较为分散的设备、机组采用设臵盘装仪表或利用设备配套的控制柜就近监控。1.8.12电信本工程的电信设计内容有电话通信系统、计算机网络系统、有线电视系统、工业电视监控系统、火灾自动报警系统及厂区通信线路及管网。为满足现代化信息技术的需要，在生产区办公楼内建立一套星型拓扑结构的数据通信网，网络为100Mbps以太网，网络设备箱设在生产区办公楼电话站内。根据相关设计规定，在各车间变电所、生产火灾危险性等级丙类及以上各生产厂房等处设臵火灾自动报警系统。1.8.13给排水本工程根据用水设备对水质、水压、水温及供水安全性等不同要求，给水系统分为事故供水系统、生产水系统、生活供水系统、循环水供水系统、回用水供水系统五个部分。事故供水系统主要为一旦出现全厂停电断水，将发生重大生产事故的设备用水。正常生产时供水量为1600m3/h，事故时供水量为2008m3/h。生产水系统主要供给生产工艺、循环水系统补充水及用水量较少的生产设备用户，供水方式为直流给水系统。该系统最高日供水量能力为3830m3/d。生活供水系统主要供给办公楼、化验及新建生产车间配套的生活设施用水，供水方式为直流给水系统。该系统最高日供水量能力为100m3/d。回用水系统水源来自全厂的生产废水，水量为1290m3/d。生产废水排至回用水站，经沉淀处理后，由泵加压全部回用于矿热炉渣循环水。循环水系统主要供给生产设备冷却用水，根据用水户对水质、水压及用水点的位臵等不同要求，分为矿热炉循环水、回转窑循环水、矿热炉渣循环水、动力中心循环水设施共四座。循环水量为71620m3/d本工程生产污水主要为矿热炉冲渣水，冲渣水总量为1290m3/d，采用重力流排至回用水站经沉淀处理后压力送至矿热炉渣循环水。生活污水排水量为90m3/d，经一体化生活污水处理装臵处理后出水水质达到国家一级排放标准，拟采用重力流就近排至珠江；厂区雨水拟采用重力流就近排至珠江。6.2给水6.2.1用水量本工程生产总用水量为76740m3/d，其中:新水量为3830m3/d，回用水量为1290m3/d，循环水量为71620m3/d，工业用水重复利用率为95.01%;本工程生活用水量为100m3/d，各车间及各工段用水量情况详见表6－2。表6－2用水量平衡表序号用户名称给水（m3/d）排水（m3/d）（至回用水站）损耗水量（m3/d）总用水量新水量回用水量循环水量1原料库及配料车间1010102回转窑车间994635695901082483熔炼车间63984300612905968896333334空压站240058234218405未预见水量4004001912096合计767403830129071620129038303.5工艺过程叙述3.5.1工艺流程概述通过江海联运送至码头的氧化镍矿，和通过公路运输送来的石灰石及原煤送至厂外的原料堆存仓库，并按功能分区分别贮存。生产过程中，由轮胎式前装机将各种物料从矿石储备区运至在生产区内的上料系统，物料在该区通过矿石胶带和辅料胶带将物料运往破碎工段进行破碎和筛分。破碎后的物料被运往配料工段，在该工段矿石、熔剂（石灰石）和还原剂（原煤）分别按照84.5%、11.5%、4.0%的比例进行混合配料后经由大倾角胶带运输机送至回转窑内进行干燥焙烧和镍的预还原。回转窑产出的热焙砂随即通过卸料小车运输并提送至矿热电炉车间加料平台进行焙砂的卸料，焙砂通过炉顶料仓和溜槽进入矿热电炉内还原熔炼。熔炼后的热炉渣水淬后运至渣选场进行镁的剔除，选后渣售至附近的水泥厂作为水泥生产原料，而产出的液态镍合金由转运钢包车，进行炉外精炼，然后送入浇铸工段浇铸得到镍锭产品。3.5.2上料系统由前装机将物流贮存区的氧化镍矿石、石灰石（熔剂）、无烟煤（还原剂）分别送入上料系统的3个容积为20m3的受料仓。进入受料仓的氧化镍矿石块度200mm，石灰石块度≤50mm，煤块度≤6mm。然后通过胶带运输机将物料运送至破碎和筛分厂房。3.5.3破碎和筛分车间在破碎和筛分车间，矿石经过140m3的料仓中称量后，通过能力为Q=400t/h的板式給料机送至振动筛，矿石在振动筛上筛分成块度50mm以下和50～300mm两种料。块度50mm以下的料直接供给大倾角胶带运输机，而块度在50～300mm之间的料则送至双齿辊破碎机破碎至50mm以下再通过大倾角胶带运输机送至胶带运输机转送至配料车间的矿石料仓内。还原剂和石灰石分别在120m3的料仓中称重后无需破碎，分别通过两台能力为Q=55t/h的圆盘给料机送至一台大倾角胶带运输机，通过共用一条供料生产线，由一台大倾角胶带运输机送至胶带运输机转送至配料车间的还原剂、石灰石料仓内。3.5.4配料车间从破碎工段输送来的矿石通过胶带运输机上的犁式卸料机分别卸至备料工段的两个114m3的料仓内，而还原剂和熔剂则通过另一条胶带运输机上的犁式卸料机依次卸至配料车间的两个60m3的还原剂料仓和两个60m3的熔剂料仓内。所有料仓均配有称重传感器，称量后的矿石、石灰石和还原剂通过各自料仓下的圆盘给料机、计量胶带运输机，分别按照84.5%、11.5%、4.0%的比例进行混合配料，混合后物料的计量可通过调整圆盘给料机的转速来控制，然后经由两台大倾角胶带运输机送至对应的回转窑内进行干燥和预还原焙烧。3.5.5回转窑工段配完料后的混合炉料加入回转窑干燥和还原焙烧，回转窑设有两台，每台回转窑直径Φ5.5m（内径），长115m，每台回转窑生产能力按炉料计为97t/h，按焙砂计为65t/h。回转窑为连续运转，转速范围0.5~1.5r/min，窑内物料与烟气流向互为逆流，回转窑筒体旋向从卸料端看为顺时针旋转。炉料在回转窑内的停留时间为1.5~3h，按其发生过程的特性，回转窑可依次划分为三个区：1）烘干区——距回转窑冷端48～53m长度段；2）加热区——32～35m的长度段；还原焙烧区——22～26m长度段。在烘干区，炉料加热至120℃，可除去物料的表面水和游离水气；在加热区，炉料逐渐加热升温至700℃，除去结晶水（结晶水属矿物化合物成分）；在焙烧区，炉料加热至850～1000℃，炉料中的铁、镍氧化物被部分还原。焙砂从回转窑排放出来，温度为900℃～950℃，进入到焙砂中间料仓。中间料仓容量为30t，因此，相对于额定电炉给料量为60t/h，其停留时间相对较短。中间料仓将热的焙砂排放到焙砂转运料罐，焙砂转运料罐位于转运车上（有轨转运车）。转运车随后将装满的焙砂转运料罐通过一条隧道运到提升井，装满的料罐在该处被起重机提升起来。起重机将料罐放臵到电炉给料仓上部。通过打开料罐底部排料阀门将热的焙砂排入电炉加料仓内。料罐排空后，起重机将空的料罐转运到提升井并下放到焙砂转运车上。该转运车可以同时运送一个空的、一个满的两个料罐。起重机将空的料罐放到转运车上后，该转运车在轨道上移动以使起重机将满的焙砂料罐提起。起重机在提起满的料罐后，转运车移动到回转窑中间料仓下，将空的料罐装满。料罐装满后，转运车移回到提升井，又开始新的循环。回转窑窑尾（卸料端）设有回转窑复合燃烧器。燃烧器伸入回转窑高温焙烧段，所处炉温区段为1200～1350℃，压力（-50Pa）～（-100Pa）。为满足燃料选择的适应性，燃烧器考虑选用多通道，可用的复合燃料为来自调压站的天然气和矿热电炉炉顶煤气，各种燃料的特性见表3-10。表3-10燃烧器复合燃料的构成性能单位天然气矿热炉炉顶煤气燃料形态-气体气体燃料入口温度℃15~2050入口压力kPa阀组前200阀组前20燃烧能力Nm3/h70003500上述可选用的燃料燃烧量（即供热量）正常运行时，首先以保证矿热炉炉顶煤气全部用完为前提，供热不足部分再由天然气或粉煤燃烧提供；粉煤做为主燃料时，天然气还可作为冷窑启动和作为粉煤燃烧时的稳定剂。要求火焰长度调节范围35~55m。复合燃料的助燃空气为当地常温常压空气。燃烧器上设有一次、二次风口，通过调节二次风量来控制窑内的还原性气氛。从回转窑排出的烟气温度为~260℃，通过收尘净化后达标排放。详见收尘、环保专业说明。3.6主要技术经济指标3.6.1综合技术经济指标表3-11综合技术经济指标表序号项目单位数量备注1设计规模t/a100000多元镍合金其中：金属镍含量t/a15000镍金属2年工作日d/a310.53金属镍回收率%93.2氧化镍矿至镍合金4产品产量t/a100000产品含镍15%3.6.2分项技术经济指标见表3-12表3-12分项技术经济指标表序号项目单位指标备注一上料系统1每天处理矿石量（平均）t/d4428湿基2每天处理石灰石量（平均）t/d6123每天处理还原剂量（平均）t/d2114矿石含镍品位（平均）%1.8干基5矿石含品位（平均）%0.1干基6矿石堆比重t/m31.2～1.47石灰石堆比重t/m31.58还原剂堆比重t/m31.19矿石块度mm≤30010石灰石块度mm≤5011还原剂块度mm≤612矿石自然堆角º4013石灰石自然堆角º4014原剂自然堆角º4015料仓容积m320二破碎和筛分工段1矿石料仓容积m31402石灰石料仓容积m31203还原剂料仓容积m31204矿石破碎后块度mm≤50三配料工段1混合配制炉料量（平均）t/d5251湿基矿2矿石料仓容积m31143还原剂料仓容积m3604石灰石料容积m360四回转窑工段1回转窑生产能力（按炉料）t/h·台100（按焙砂）t/h·台502天然气消耗量Nm3/h·台51003回转窑排出烟气量Nm3/h·台1576194回转窑烟气温度℃～2605回转窑烟气含尘g/Nm373.26矿热炉炉顶煤气消耗量Nm3/h·台31007回转窑日工作时间h/d248

回转窑筒体内径m

5.5

9

回转窑内衬厚度mm

250

10

回转窑筒体长度m

115

11

回转窑筒体中心线倾角º3

12

装料室储料仓容积m37.8

13

卸料室储料仓容积m310.5

14

回转窑筒体转动速度r/min

0.5～1.5

15

装料室负压Pa

60～120

16

卸料室负压Pa

50～100

17

回转窑焙砂温度℃

850～950

18焙砂量t/h·台～65

19

天然气单耗量Nm3/t焙砂156

20

LOI残留（剩余烧损）％（质量）0.2

湿基矿石

21

自行卸料小车满载量m35.3

22

自行卸料小车平均作业量m34.2

23

自行卸料小车运行速度m/s

0～0.7

五粗镍铁熔炼工段1

镍合金产量t/h

13.4

2

镍回收率％95

3

合金含镍品位％15

4

金属放出温度℃1450

5

金属排放制度每2小时排放一次6

合金比重（锭块）t/m38

7

矿热电炉烟气量Nm3/h

3000～3200

8

矿热电炉烟气温度℃900～950

9

矿热电炉烟气含尘g/Nm335～40

10

矿热电炉日工作时间h/d

24

11

矿热炉功率MVA/台4512

变压器功率MVA/个15

13

变压器数量个/台3

14一次电压kV

110

15

二次线性电压范围V

二次绕组串联800～320

二次绕组并联400～160

16

变压器调压级数、挡位25

17

电极

电极类型自焙式电极数量根3

电极直径mm

1500

电极极心圆直径mm

4200～4500

电极移位速度mm/min

200～300

电极行程mm

～1000

18

炉膛形状圆形

炉膛直径mm

～18000

自炉底至炉盖的高度mm

～8000

出渣口数量个2

出渣口直径mm

70

出镍口数量个2

出镍口直径mm

70

出铁口轴水平线mm

150

金属熔炼水平线mm

350～450

出渣口轴水平线mm

600～650

炉渣熔炼水平线mm

1000～1100

固态炉料水平线mm

4500～4900

炉盖下空间高度mm

1500～2000

19

炉膛衬体

衬体温度℃金属熔池内（炉壁、炉底）≤1500

渣带≤1650

固态炉料≤1200

炉盖下空间≤1000

20

炉壳形式平面

炉盖下工作负压Pa

-5

炉顶气温度（炉膛焰口）℃1000

21

炉盖上短管

排烟口数量个1

上料口数量个27～30

观测口数量个2～3

六浇铸工段

1

浇铸机生产能力t/h

60

2

浇铸熔体温度℃1400

3

输送距离m

30

4

链速m/min

3～16

5

倾斜角度º7.5

6

铸模单耗量kg/t产品0.3

7

传动形式链条传动

3.7

在熔体区域紧贴炉壳设臵一圈铜水套，分为80块，每块厚100mm、高3m、宽695mm。冷却水用量：280t/h；水质要求：净化水，PH值为6.9～7.8，悬浮物<20mg/l，氯离子浓度<30mg/l,硬度<8德国度。6、把持器电极把持器的主要功能是：焙烧电极和将电能转变为热能。电极把持器采用组合式电极把持器形式，主要部件有导电元件，底部环、保护屏、集电环铜管、上下把持筒，底部环、导电元件吊挂，绝缘材料等。其中底部环、导电元件、集电环铜管为铜件，保护屏、下把持筒及吊挂等材质为防磁钢。7、电极升降装臵电极升降的主要作用是：调整电极在炉料中的位臵（高低）及承载整个电极系统的重量。电极升降装臵采用目前先进的液压座缸方式控制电极的升降。每相电极采用两个液压活塞缸。8、电极压放装臵电极压放装臵的主要作用是：夹紧电极系统中的电极和压放电极，补充电极在正常生产中的消耗，确保电极工作端具有一定的长度。因在电极系统上，采用了组合式把持器，因此，电极压放装臵也必须与其配套，即组合式压放装臵，它的主要特点是对电极进行分散多点夹紧方式。此电极压放装臵安全、可靠，检修维护非常方便。3.9配臵说明3.9.1上料系统上料系统为非露天设计，厂房为钢结构，占地面积90×30m2。厂房内设有加料平台，用以前装机上料，平台为钢筋混凝土结构，并布臵带格栅的两个矿石料仓和一个辅料仓，料仓下部布臵了矿石和辅料的输送胶带。在上料系统至破碎和筛分工段厂房之间建有两个皮带廊，从上料系统的▽±0.000面起始，至破碎和筛分工段的▽19.500止，用以皮带运输矿石、石灰石和还原剂，皮带廊角度为16º。3.9.2破碎和筛分车间破碎和筛分车间为钢结构厂房，厂房占地面积24×48m2。厂房内分别设有▽19.580、▽18.400、▽18.300、▽15.800、▽9.500、▽6.500、▽3.100钢平台，部分平台错开布臵。②～④柱线，～间▽18.000平台上安装两个140m3矿石料仓、一个石灰石和一个还原剂料仓。▽19.580小操作平台设在▽18.000平台上，从原料库来的矿石、石灰石和还原剂胶带运输机安装在▽19.580上。矿石料仓下配臵两台板式给料机，安装在▽9.500平台上，石灰石、还原剂料仓下配臵两台圆盘给料机，安装在▽6.500平台上。振动筛、锤式破碎机均配臵在▽3.100平台上。两台矿石大倾角胶带运输机和一台石灰石、还原剂大倾角运输机配臵在②～⑧柱线，～区域内，尾部安装在▽±0.000，头部安装在▽18.300平台上。在原料破碎工段至配料车间厂房间建有两个皮带廊，从原料破碎工段的▽15.800平台起始，至配料车间的▽28.40