镍的冶炼工艺

镍的冶炼工艺现代生产镍的方法主要有火法和湿法两种。根据世界上主要两类含镍矿物（含镍的硫化物和氧化物）的不同，冶炼方法各异。镍硫化矿目前主要采用火法处理，通过精矿焙烧反射炉（电炉或鼓风炉）冶炼铜镍硫吹炼镍精矿电解的金属镍。氧化矿主要是含镍红土矿，其褐铁矿层，含铁多、硅镁少，镍低、钻较高，一般采用湿法工艺处理，主要方法有氨浸法和硫酸法两种。下层是混有脉石的腐植土层（包括硅镁性镍矿），含硅镁高、低铁、镍较高、钻较低，这类矿一般采用火法工艺处理。2.1湿法工艺流程介绍目前成熟的湿法工艺流程有还原焙烧氨浸流程、高压酸浸流程和常压酸浸流程。2.1.1还原焙烧氨浸流程还原焙烧氨浸流程处理褐铁矿或褐铁矿和残积层矿的混合矿矿石先干燥然后矿石中的镍在700°C时选择性还原成金属镍钻和一部分铁被一起还原还原的金属镍经过氨浸回收。还原焙烧氨浸流程的缺点有矿石处理采用干燥、还原、焙烧等工序消耗能量大消耗多种化学试剂镍和钻的回收率比火法流程和高压酸浸流程低。2.1.2高压酸浸流程高压酸浸流程主要处理褐铁矿和一部分绿脱石或蒙脱石。加压酸浸一般在衬钛的高压釜中进行浸出，温度245°C-260r，通过液固分离、镍钻分离，生产电解镍、氧化镍或镍冠，有些工厂生产中间产品，如混合硫化镍钻或混合镍钻氢氧化物。高压酸浸流程处理的红土矿要求含MgO/Al2O3低，通常含MgOV4%（含MgO越高，耗酸越高）,含Al低的矿石。2.1.3其他湿法工艺流程有些湿法工艺流程正在进行试验和进一步评估如强化高压酸浸工艺、常压酸浸工艺、硫酸堆浸工艺和氯化浸出工艺。2.2火法工艺流程现有的火法工艺处理红土矿工艺流程有传统的回转窑—电炉工艺；多米尼加鹰桥竖炉一电炉工艺；日本大江山回转窑直接还原法。多米尼加鹰桥竖炉一一电炉工艺流程是红土矿经过干燥脱水、制团、采用竖炉煅烧生产部分还原煅烧团矿、电炉熔炼生产粗镍铁，粗镍铁在钢包炉中精炼。日本大江山回转窑直接还原法生产镍铁，该流程分为三个步骤：（1）物料预处理：磨矿、混合与制团，以提高回转窑操作效果；（2）冶炼工艺：回转窑煅烧、金属氧化物还原与还原金属的聚集；（3）分离处理：回转窑产出的熟料采用重选与磁选分离出镍铁合金。这是世界上唯一采用回转窑直接还原熔炼氧化镍的方法。RKEF流程是目前红土矿冶炼厂普遍采用的一种火法冶炼工艺流程，该工艺流程已在世界上被广泛地采用，技术成熟可靠，项目投资风险低。该工艺主要工序：干燥、煅烧和预还原一一电炉熔炼等。2.2.1回转窑一电炉工艺粒化和包装袋装镣帙1镣铁生产工艺流程图（此工艺图摘自《7200+kVA狂热电炉冶炼镍铁生产工艺》）

湿矿传统的回转窑一电炉工艺生产镣铁的工艺流程见图一1。炉渣到沌Y湿矿传统的回转窑一电炉工艺生产镣铁的工艺流程见图一1。炉渣到沌Y圾图11-1传统的回转窑一电炉工艺生产镣铁的工艺流程焙砂|粗锲铁L1炉回转窑一电炉工艺是目前红土矿冶炼厂普遍采用的一种火法冶炼工艺流程该工艺主要分为几个工序干燥、焙烧一预还原、电炉熔炼、精炼等工序简述如下：1.干燥采用回转干燥窑主要脱出矿石中的部分自由水。2.焙烧一一预还原采用回转窑主要是脱出矿石中剩余的自由水和结品水预热矿石选择性还原部分镍和铁。3.电炉熔炼还原金属镍和部分铁将渣和镍铁分开生产粗镍铁。4.精炼一般采用钢包精炼脱出粗镍铁中的杂质如硫、磷等满足市场要求。如果生产镍铳需要在焙烧回转窑的出料口喷入硫磺将镍转变成低铁的镍铳。2.1.2多米尼加鹰桥竖炉一电炉工艺多米尼加鹰桥竖炉一电炉工艺流程包括红土矿干燥脱水、制团、竖炉焙烧生产部分还原焙烧团矿、电炉熔炼生产粗镍铁、粗镍铁在钢包炉中精炼。高炉生产镣铁的流程主要是：矿石「燥筛分（大块破碎）——配料——烧结——烧结矿加焦炭块及熔剂入高炉熔炼——镣铁水铸锭和熔渣水淬——产出镣铁锭和水淬渣。高炉生产镣铁与生产生铁在技术上大同小异，但生产成木却差异巨大。生铁生产有一个说法是：原料含铁量每降低一个百分点，焦比将上升两个百分点，产量将下降三个百分点。生铁原料含铁一般都在60%以上，而红土裸矿最鬲含铁在50%左右，还有含铁不足20%的低铁保矿，这将造成生产成本的巨大差别。目前国内用高炉生产低裸铁较多，所用原料为含铁50%左右和含竦1%左右的红土镣矿，生产含镣2%左右的低锲生铁。通常生铁的焦比为0.5左右（500Kg焦炭/吨生铁），以上镣铁的焦比在0.8左右（800Kg焦炭/吨镣铁），当前该种产品吨镣铁的总成本3000余元，售价3400元左右，有300元左右的纯利润。

正在出铁的128方高炉（生产1.8%®铁）小高炉生产的中竦铁铁锭（含镣7.8%）较大高炉（200立方以上）用高铁锲矿生产低探生铁没有太大问题，但生产中高镣铁时渣量巨大，原来用来生产生铁的高炉其排渣口和排渣量都满足不了要求，同时炉料性质与生铁不同，还有其它一系列技术问题需要创新和解决。目前100立方以下的小高炉生产中操铁还算顺利。（摘自资料3）3、还原造铳工艺I最初在鼓风炉内进行生产，由于能耗高遭到淘汰.目前有些企业在电炉内进行造铳熔炼,得到低钢冰裸。该工艺与传统硫化锹处理工艺相同。由于红七矿品位低，低冰棵产品含镣少，浒量巨大，井旦能耗高，使得该工艺无法与硫化镣矿传统处理流程进行竞争,采用该工艺的企业不多。（摘自资料2）2、冷料入炉“烧结机-矿热炉”镣铁"艺由于焦炭涨价和用户要求高含镣量的镣铁，国内建设了一些用烧结机生产红土糅矿烧结矿，冷却后入矿热炉冶炼镣铁的工—其中很多是改造旧的铁合金电炉来生产镣铁,变用器容底多为6.3MVA、9MVA和12.5MVA,最大的为25MVA。该工艺不用焦炭，原料适福性比小高炉好，产品锲含量更高，但仍存在能耗高、效率低的缺陷，某厂用2%品位的镣矿，生产含镣11〜14%的粗镣铁，每吨粗棵铁冶炼电耗（1-1.2）X104kWh/t,折合吨金展镣旧耗"万kWh,是RKEF「艺的2倍多…加大"作于-："烧结机-矿热炉”工无法为矿热炉提供预还原的时.:温.料。25MVA矿热炉4h出次铁,每次出铁八约15t,折合IMW功率年产镣金属章仅140t°高电耗和低效率与冷料入炉相关，大量时间和电力用于炉料升温。笔者所见的“烧结机（•有的还采川土法烧结工艺和烧结锅工艺准备矿热炉川原的）-矿热炉”I艺的产镣铁厂都没有完善的环保设备，特别是矿热炉为敞开式或者半密闭的小烟罩式,不能网收煤气，不但污染环境，还造成煤气浪费。烧结机也全部没有安装余热网收利用设施，这类T!不具备现代化、大规模的镣铁生产条件。有的工厂利用电孤炉处理烧结矿，生产镣铁，效益更差，基本上己停产，—,、（摘自资料2）2.2.3日本大江山回转窑直接还原法日本大江山回转窑直接

还原法生产镍铁该工艺包括物料预处理、回转窑焙烧和还原、回转窑产出的熟料采用重选与磁选分离出镍铁合金。这是世界上唯一的采用回转窑直接还原熔炼氧化镍的方法。该工艺基本流程是：原矿干燥（大块破碎和磨矿）——配加还原煤和熔剂——入回转窑还原和熔炼国内某厂试生产回转窑（2.2x50m）磁铁作用下的产品（粒状生铁，未分级）该工艺不用焦炭、不用大量耗电，流程短环节少也省人工，吨干矿综合加工成本400元左右（视含铁量多少配加更多或更少的还原剂煤造成成本略有增加