镍铁生产工艺流程

日期: 2024-04-08 17:04:55|浏览: 130|编号: 44501

友情提醒:信息内容由网友发布,请自鉴内容实用性。

镍铁生产工艺流程

镍铁生产主要有两种工艺:火法和湿法。 含镍硫化矿主要采用火法处理。 金属镍是在反射炉(电炉或高炉)中熔炼铜、镍和硫,并通过电解镍精矿吹炼镍精矿而得到。 氧化矿主要是含镍红土矿,品位低,适合湿法处理; 主要方法有氨浸法和硫酸法。 氧化矿的火法处理是镍铁法。

镍铁生产工艺流程火法冶金镍铁是以C为还原剂,在高温条件下还原氧化矿石中的NIO和其他氧化物(Fe2O3)而获得的。 反应生成的NI与Fe溶解形成镍铁。 我国火法冶金主要包括:传统的高炉生产方法,以及最新的RKEF(回转窑+矿热炉)生产技术。

从我国目前镍金属生产工艺路线来看,镍铁生产工艺流程主要分为三大类:

第一种镍铁生产工艺是利用硫化镍矿资源,采用火法冶炼-电解精炼工艺生产电解镍。 这是目前国内最主流的电解镍生产方法。 甘肃金川、新疆新鑫矿业等公司均采用该工艺生产电解镍。

第二种镍铁生产工艺采用氧化镍矿石,采用湿法冶炼工艺生产电解镍。 目前国内江西江力科技、广西银亿科技矿冶有限公司均采用该湿法工艺生产电解镍。 电解镍,但目前该工艺在国内应用并不广泛。

第三种镍铁生产工艺采用进口氧化镍矿石,采用高炉或浸没式电炉生产含镍生铁(或镍铁)。 该工艺现已成为印尼、菲律宾国内加工氧化镍矿的主要方法。 中钢中宝滨海镍业、福建德盛镍业等东部沿海地区企业均采用该工艺生产镍铁。

镍铁生产工艺流程-回转窑和浸没炉工艺流程(简称RKEF):

镍铁生产-回转窑、矿热炉工艺流程为:原矿干燥、大块破碎--将煤和熔剂掺入回转窑进行彻底干燥、预还原--矿热炉还原熔炼--铁水浇铸和水淬炉渣——生产镍铁锭(或水淬成镍铁颗粒)和水淬炉渣。 粗镍铁再经过两步工艺去除S、P等杂质,得到精镍铁或直接生产300系列不锈钢产品。

RKEF工艺生产镍铁是目前快速发展的红土镍矿加工技术。 其技术成熟,设备简单易控制,生产效率高。 缺点是需要大量冶金焦和电能,能耗高,生产成本高,冶炼过程中炉渣过多,冶炼温度高(1500℃左右),有粉尘污染。 而且矿石的镍品位对烟火法生产成本影响较大。 矿石镍品位每下降0.1%,生产成本就会增加约3%至4%。 RKEF工艺流程为:矿石配料——回转窑干燥——回转窑焙烧——粗镍铁炉熔炼——LF炉精炼(或机械搅拌脱硫)——精镍铁水淬——生产合格镍铁颗粒。

2006年8月,巴西淡水河谷公司在帕拉州(PARA)开工建设奥卡普玛镍铁项目。 该项目采用RKEF工艺加工红土镍矿生产镍铁,由Demac设计。 项目配备Φ4.6×45m干燥窑2座、Φ6×135m回转窑2座、2kVA矩形潜水炉(目前全球功率最大),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年来也向规模化发展。 青山集团投资建设的福安鼎新镍铁公司由中国恩菲工程技术有限公司设计。该项目采用2座Φ5×40 m干燥窑、4座Φ4.8×100 m回转窑、4座33000 KVA圆形矿热炉年产镍2万吨。 两条生产线于2010年6月投产,到目前为止,生产稳定,指标良好,成本为全国最低。 这是国内最早采用大型矩形矿热电炉生产镍铁的RKEF工艺实例。 公司还在广东阳江建设了两台6万千伏安圆形潜水热电炉,已投入生产。 该工艺适用于加工A型镁硅酸盐红土矿和C1、C2型中间红土矿。 Ni品位>1.6%,优选1.8%,有利于节约生产成本。

镍铁生产工艺流程-回转窑直接还原熔炼工艺流程:

回转窑直接还原熔炼工艺几乎是一个古老的工艺。 日本采用这种工艺生产镍铁(粒状镍铁,直接用于冶炼不锈钢)已有60多年的历史。 它被公认为是能耗和成本最低的生产方法。 该工艺流程的基本流程为:原矿干燥(大块破碎磨细)——添加还原煤和熔剂——回转窑还原熔炼——熔块水淬——水淬渣和镍铁破碎磨细颗粒矿石和磁选——生产镍铁颗粒和细矿渣。 回转窑直接还原法与高炉法、镍铁生产工艺流程矿石电炉法和回转窑+矿石电炉法相比具有以下优点:

(1)设备工艺简单,维护方便;

(2)投资少、见效快;

(3)能耗低,降低生产成本;

(4)生产成本低,投资回收期短;

(5)冶炼的主要能源是煤炭,而不是昂贵的电力。

(6)原料自由选择,可采用东南亚各种红土镍矿。

(7)生产的高镍镍铁品质高(当原矿Ni=2%,Fe=15%,回收率90%时,镍铁含Ni=11.8%左右),可直接使用作为生产不锈钢的原料。

(8) 该工艺首先是在电力严重短缺的国家开发的。

此工艺不使用焦炭,不消耗大量电力,步骤短,节省人工。 但目前国内尚无该工艺大规模生产的先例。

镍铁生产工艺流程-转底炉+熔炼炉工艺流程:

一种以煤改气或天然气为燃料的转底炉冶炼红土镍矿的新方法。 它以煤制气或天然气为燃料,非焦煤为还原剂,红土镍矿为原料。 一种炉与还原熔炼炉联动生产镍铁的熔炼方法。

红土镍矿原料中镍含量为0.8~3.0%,红土镍矿、还原剂、熔剂的重量比为100:8~15:8~15。 该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,最适合在电力资源中使用。 在煤炭资源稀缺和丰富的地区投资建厂。 该工艺适用于加工镁硅酸盐型红土矿A型和中间型红土矿C1、C2型。 Ni品位0.8~3.0%,铁含量15~20%。

目前国内多数厂家采用转底炉直接还原铁矿石或冶金粉尘(泥)生产海绵铁。 产品用于高炉或直接作为炼钢转炉原料。 目前还没有加工红土镍矿生产镍铁的应用实例。 主要原因是转底炉热效率低。 原料必须磨细造粒,生球必须干燥。 球的强度和含水量对于转底炉的运行稳定性至关重要。 同时,在投资生产成本方面,与成熟的RKEF工艺相比,并无明显优势。 因此,有必要进一步研究转底炉的关键控制点,实现珍珠镍铁的一步法生产工艺,体现转底炉的优势。

镍铁生产工艺流程-还原硫化熔炼冰镍工艺流程:

硫化物熔炼生产冰镍的工艺首先用于加工红土镍矿,早在20世纪20年代和1930年代就得到应用。 印度尼西亚索罗阿科、新喀里多尼亚 SLN 等

其他则采用湿法和火法相结合的工艺生产氧化镍或冰镍(高冰镍),如古巴的Maua、珊瑚湾、、新喀里多尼亚、Verme、巴西柳州和马达加斯加的均采用此工艺; 古巴尼加罗和切格瓦拉兹、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镍或镍盐。

三井物产和住友商事合资的菲律宾珊瑚湾项目是最经济的项目。 全球氧化镍矿产镍量约为15万吨。 其工艺流程为:红土镍矿——干燥——破碎筛分——硫化物熔炼——低镍硫——转炉吹炼——高镍硫。 采用硫化物熔炼加工红土镍矿生产冰镍的优点是工艺成熟、易于操作,其产品高冰镍具有很大的灵活性,可以进一步加工生产各种形态的镍产品。 可生产不锈钢工业通用镍,也可作为常压羰基法精炼镍的原料,生产镍球团和镍粉。 缺点是镍回收率低,只有70%,而且能耗高,污染大。 该工艺适用于加工A型镁硅酸盐红土矿和C1、C2型中间红土矿。 可加工镍含量较低的红土矿石。 目前国内朝阳五天集团采用该工艺生产低镍冰铜产品。 低镍冰铜产品镍品位为5%~8%,镍金属回收率大于90%。

镍铁生产工艺流程——烧结——高炉还原熔炼工艺流程:

烧结-高炉还原熔炼工艺是我国近年来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以下炼铁高炉被淘汰。 但由于国内不锈钢用镍紧缺,红土镍矿大量进口。 此外,为了解决就业问题、创造税收,这些淘汰的高炉被用来加工红土镍矿,生产含镍3%~5%的镍铁。 。 其工艺流程为:红土矿——脱水、烧结球团——添加焦熔剂——高炉冶炼粗镍铁——精炼——镍铁。

目前,小高炉冶炼镍铁面临政策淘汰,而大型高炉冶炼镍铁6%~8%,效率低下; 焦炭价格影响高炉镍铁成本,导致高炉镍铁冶炼技术进展缓慢,利润不可避免地萎缩。 这影响了国内高炉镍铁生产商的积极性。 从技术角度看,烧结-高炉还原熔炼工艺存在高炉容积利用率低、焦炭消耗大、烧结污染严重、镍生铁磷含量高、镍回收率低等缺点。 该工艺适用于处理Fe>30~40%的褐铁矿B型红土矿。

镍铁生产工艺流程-电硅热工艺流程:

美国汉纳矿业公司利德冶炼厂主要采用电硅热法生产镍铁。 由于硅铁价格高、电耗高,工厂在20世纪90年代后停产。 从附近矿山运来的氧化镍矿石经过干燥和筛选,除去含镍量较低(Ni约为0.65%)的硬橄榄石矿石。 实际使用矿石含Nn1.6~1.7%、Fe10~15%、~58%、MgO24~32%、Cr0.8~1.2%、~3%,烧失量6~8%。 矿石直径3m,长80m。 在回转窑中用热气体加热至650~700℃。 在窑内停留时间约为1.5小时,可除去全部附着水和60%~70%的结合水。 每座回转窑每小时处理矿石45至50吨。 热矿石在电炉中熔化形成矿石熔体。 随后的操作程序为:将电炉中约11t的矿熔体释放到反应袋中; 将反应袋放置在渣袋搅拌机的一侧,另一侧放置装有9~14t熔融粗镍铁的袋子; 将装有熔融粗镍铁的袋子提起,将粗镍铁快速倒入装有矿熔体的袋子中,同时加入硅铁(45%Si); 放下空袋子,取出装有反应物的袋子。 快速倒入空袋子中。 从一袋倒入另一袋,重复5次; 将装有反应物的袋子镇静 3 小时,使金属颗粒落下。 然后将袋子提起,将炉渣放入旁边的渣袋中。 每个反应周期为15至16分钟,生产镍铁约400公斤。 当包内镍铁重量超过12.7~13.6t时,将部分粗镍铁倒出,送入三相电炉精炼。 精炼电炉分两次装载粗镍铁共计3.6~4.1吨。 精炼过程中加入铁矿石和石灰进行脱磷,除渣后加入石灰和萤石造渣。 达到炉温后,加入硅铁进行脱氧。 出口温度约为1482℃。 使用铸造机铸造重约15kg的铸锭。 精炼后的镍铁成分为:Ni48.5%、Co0.5%、S0.005%、P0.01%、C0.02%、Cr0.02%、Si0.9%; 镍回收率90%; 耗电量62.7kw·h/kg。

镍铁生产工艺流程--Krupp-Lunen工艺流程:

克虏伯-伦法将生产粒状铁的方法应用于镍铁的生产。 以硅镍矿(含Ni+Co2.7~3.5%、~20%、~45%,MgO20~25%、.5~2.1%,水分10%左右)为原料,还原剂为无烟煤(固定采用碳约80%、S0.24~0.51%、P约0.02%)、石灰和砂作为熔剂。

将氧化镍矿加入适量熔剂和煤,粉碎、混合,放入回转窑中进行熔融还原焙烧。 大部分镍和一定量的铁被还原成海绵状金属。 放入水槽中,使炉渣变脆。 经球磨机破碎后,矿渣与金属分离; 然后通过磁选精选金属,得到粒状镍铁。 成分为:Ni+Co22%、S0.25%、P0.08%、C0.5%、Si0.1%。 然后在电炉中熔化,除去杂质,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90%左右。

镍铁生产工艺流程-高炉工艺流程:

高炉法主要将氧化镍矿石在回转窑中预热、干燥,然后形成型煤,与焦块一起加入高炉冶炼。 生产粗镍铁。 然后用纯碱脱硫生产高碳镍铁。 其成分为:Ni+Co20%、S0.05%、P0.03%、C3%、Cr、Si2%。 如需生产低碳镍铁,可采用转炉进行精炼。

镍铁生产工艺流程-高炉工艺流程:

高炉生产镍铁的工艺流程主要为:矿石干燥筛分(大块破碎)——配料——烧结——烧结加焦炭块和熔剂(石子)进入高炉冶炼——熔融镍铁锭和渣水淬火- 生产镍铁锭和水淬渣。

中国主要采用高炉生产低镍铁。 采用含铁50%左右、镍1%左右的红土镍矿为原料,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),上述镍铁的焦比为0.8左右(800Kg焦炭/吨镍铁)。 与电炉相比,高炉污染(氟化物)严重,能耗高。 小型高炉(300M3以下)近年来已逐步被淘汰。

镍铁生产工艺的生产成本计算如下:

1、红土镍矿:红土镍矿含有30%左右的结晶水和吸附水。 每吨镍铬铁产品需要湿法红土镍矿9.8吨。 每吨运到工厂的售价为600元。 每吨红土产品镍矿成本为600×9.8=5880元/吨。

2、电费:按每干吨红土镍矿的用电量计算,吨产品电耗为:9.8*0.7*650=/h。 按工业电价0.68元/千瓦时计算,每吨产品电费为0.7×4459=3032元/吨。

3、各种燃料消耗:生产1吨镍铁产品约需1吨煤,成本720元/吨。

4、还原焦:在红土镍矿中,镍以NiO的形式存在于镍矿中。 采用选择性还原工艺,合理使用还原剂,按照NiO、Fe2O3的还原顺序进行还原。 缩减公式为:

NIO+C=NI+CO↑---------------------------------根据化学方程式计算,还原镍所需碳:25kg

Fe2O3+3C=2Fe+3CO↑------------------------------------根据化学方程式计算,碳为需还原铁:273kg

焦炭的成分中,80%是固定碳。 考虑到焦炭利用率约为90%,还原剂中所需焦炭为450kg。 费用为750元。

5、助熔剂:每吨产品消耗石灰1.9吨,成本约760元。

6、电极糊、精气/剂:每吨产品消耗电极40kg,成本80元; 精气/剂150元/吨。

7、工资:每吨产品200元。

8、折旧及维修费用每吨2100元。

9、生产成本:

5880+3032+720+750+760+80+150+200+2100=13672元/吨,折合镍吨成本约为1090元/镍。 等值LME镍价约为15,000美元/吨。 传统工艺生产每吨镍的成本比RKEF工艺高出100元/镍左右。

提醒:请联系我时一定说明是从浚耀商务生活网上看到的!