紅土鎳礦冶煉工藝分析

《紅土鎳礦冶煉工藝分析》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在應用文檔-天天文庫。

1、萬方數(shù)據(jù)第4l卷第1期2013年2月現(xiàn)代冶金ModernMetallurgyV01．41No．1Feb．2013紅土鎳礦冶煉工藝分析劉安治，李韓璞(江蘇省冶金設(shè)計院有限公司，江蘇南京210007)摘要：介紹了紅土鎳礦冶煉工藝類型，并對火法冶煉工藝與轉(zhuǎn)底爐鎳鐵冶煉工藝進行了比較。關(guān)鍵詞：紅土鎳礦；火法冶煉；轉(zhuǎn)底爐冶煉中圈分類號：TF815；TFS03．1引言鎳是一種白色金屬，主要用于生產(chǎn)不銹鋼。鎳的資源類型通常分為硫化鎳礦和氧化鎳礦二類。從世界范圍看，約有70％的鎳是從硫化鎳礦中提取的，但賦存在氧化礦床中的鎳卻占鎳儲量的65％～70％[1’2]。隨著硫化鎳礦資源的日益枯竭，大量存在的紅土鎳礦成

2、為開發(fā)的重點。含鎳紅土礦是由含鎳橄欖巖在熱帶或亞熱帶地區(qū)經(jīng)長期風化淋濾變質(zhì)而成的。1中國紅土鎳礦現(xiàn)狀目前，中國的紅土礦主要依賴印尼與菲律賓等國家的進口。這些紅土礦的特點是鎳含量低、鎂含量高，屬于硅鎂鎳礦，適宜采用火法冶煉工藝。根據(jù)印尼政府發(fā)布的2012年第07號“關(guān)于通過加工與提煉來提高礦產(chǎn)附加值的規(guī)定”，鎳礦必須加工成w(Ni)>4％的鎳鐵塊出口，所以尋找一種更加經(jīng)濟、靈活、工藝簡單、回收率高、處理量大的冶煉手段就顯得迫在眉睫。目前紅土鎳礦的處理工藝如表1所示。裹1紅土鎳礦處理工藝2火法冶煉工藝2．1燒結(jié)一鼓風爐法燒結(jié)一鼓風爐法工藝流程：將紅土鎳礦配入適量的CaO和SiO：后，在1100。

3、C下燒結(jié)成塊(或擠壓成團、自然晾干)，再配人20％左右的黃鐵礦(FeS)和約20％"-30％的焦炭，在鼓風爐內(nèi)約1350oc的溫度下熔煉，產(chǎn)出含鎳8％～15％的低冰鎳產(chǎn)品。鎳回收率通?？梢赃_到85％以上。該法原料適應性差，鎳回收率低，只適用于處理含鎳量大于1％的高鐵低鎂型紅土鎳礦；同時需要需要大量的黃鐵礦資源和優(yōu)質(zhì)焦炭；產(chǎn)出的低濃度SO：煙氣治理困難。隨著人們對環(huán)保的日益重視、優(yōu)質(zhì)煉焦煤資源的日益減少，該工藝的推廣受到了嚴重的限制。2．2燒結(jié)一高爐法燒結(jié)一高爐還原熔煉工藝利用高爐生產(chǎn)含鎳3％～5％的鎳生鐵。從技術(shù)層面講，燒結(jié)一高爐還原熔煉工藝存在著高爐體積利用率低、焦炭消耗量大、燒結(jié)污染嚴重

4、、鎳生鐵含磷高、鎳回收率低等缺點；同時，由于鎳生鐵出售時鐵、鈷均不計價，加之最近海運費用和冶金焦價格飚升，燒結(jié)一高爐還原熔煉法已經(jīng)很難維持。2．3回轉(zhuǎn)窯法回轉(zhuǎn)窯火法冶煉工藝包括回轉(zhuǎn)窯一電爐收稿日期：2012-09-25作者簡介：劉安治(1974一)，男，工程師。電話：13851579635萬方數(shù)據(jù)Z現(xiàn)代冶金第41卷(RKEF)和回轉(zhuǎn)窯一磁選(日本大江山法或KRP)工藝。2．3．1回轉(zhuǎn)窯一電爐工藝含水30％的紅土鎳礦在800。C送入回轉(zhuǎn)窯干燥和預還原，再送人礦熱電爐在約15501600。C的溫度下還原熔煉得到含鎳8％,--20％的鎳鐵供給給不銹鋼生產(chǎn)廠家。該工藝又稱RKEF法，是目前回轉(zhuǎn)窯冶煉

5、的主流工藝，但是該工藝仍然存在著以下幾個問題：(1)回轉(zhuǎn)窯結(jié)圈問題一直未能徹底解決，維修費用高、作業(yè)率低；(2)該法預還原過程需要很大的還原劑量，并且還原氣氛難以控制；(3)還原熔煉階段，渣量大，爐渣結(jié)構(gòu)和性能不穩(wěn)定，能耗高。2．3．2回轉(zhuǎn)窯一磁選工藝將原料磨細后與含碳物料和熔荊石灰石混合，然后制團，接著通過預熱器將團塊連續(xù)給人回轉(zhuǎn)窯。在回轉(zhuǎn)窯中將團塊還原成熔塊，接著將熔塊水淬，磨細后進行磁選，可以得到含鎳8％～12％的鎳鐵合金粒。該法又被稱為日本大江山法n]，雖然該法在能耗上是很廉價的方法，但是對回轉(zhuǎn)窯操作要求苛刻，回轉(zhuǎn)窯難以穩(wěn)定運行。該法的核心技術(shù)要求控制窯內(nèi)的溫度要達到1lOO。C以上

6、，原料供給速度恒定和窯內(nèi)的溫度分布穩(wěn)定等，但目前這些核心技術(shù)仍掌握在外國人手中。從上述情況可以看出，目前由于受到環(huán)保和冶金焦炭資源短缺的雙重制約，鼓風爐和高爐工藝面臨淘汰的地步?；剞D(zhuǎn)窯工藝雖然是目前的主流工藝，但是其回轉(zhuǎn)窯易結(jié)圈、溫度控制困難、核心技術(shù)尚掌握在外國人手中等問題，所以仍然需要發(fā)展新的更經(jīng)濟的火法工藝。3轉(zhuǎn)底爐鎳鐵冶煉工藝為了解決目前紅土鎳礦冶煉能耗高，鎳回收率低，設(shè)備利用率低等問題，神霧集團利用自己在轉(zhuǎn)底爐直接還原技術(shù)上的優(yōu)勢，結(jié)合多年工程實踐經(jīng)驗，自主研發(fā)了轉(zhuǎn)底爐鎳鐵冶煉技術(shù)。該技術(shù)具有原料要求低、原輔料適應廣、自動化控制水平高、能耗低、環(huán)境污染小等優(yōu)點。3．1工藝流程轉(zhuǎn)底爐

7、處理紅土鎳礦的基本流程：將紅土礦經(jīng)過破碎、烘干、篩分之后配人石灰和還原煤，混合均勻后壓制成球，通過特殊的裝料裝置連續(xù)不斷的將球團送入轉(zhuǎn)底爐中，通過控制合適的反應溫度和反應時間，將球團還原成鎳鐵球團。3．2轉(zhuǎn)底爐鎳鐵冶煉工藝根據(jù)后續(xù)處理可以將轉(zhuǎn)底爐處理紅土鎳礦技術(shù)分為轉(zhuǎn)底爐+熔分和轉(zhuǎn)底爐+磁選兩種工藝。轉(zhuǎn)底爐+熔分工藝是將球團從轉(zhuǎn)底爐輸出熱裝進熔分爐，在熔分爐中實現(xiàn)渣鐵分離，鐵水經(jīng)脫硫后進入鑄鐵機鑄成鎳鐵合金。