国内红土镍矿冶炼镍铁主流工艺技术
RKEF火法冶炼镍铁介绍
1 镍、镍铁和镍矿
1.1镍
镍是略带黄色银白色金属，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。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一位。捏镍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，镍的消费仅次于铜、铝、铅、锌，居有色金属第五位。因此，镍被称为战略物资，一直被各国所重视。
1.2镍铁
镍铁主要成分为镍与铁，同时还含有Gr、Si、S、P、C等杂质元素。根据国际标准（ISO）镍铁按含镍量分为FeNi20(Ni15~25%)、FeNi30(Ni25~35%)、FeNi40(Ni35~45%)、FeNi50(Ni45~60%),又再分为高碳（1.0~2.5%）、中碳（0.030~1.0%）和低碳（1＜0.030%）；低磷（P＜0.02%）与高磷（P＜0.02%）镍铁。目前国内生产厂家生产的镍铁品位10~15%，也有部分厂家生产20%或25%以上的镍铁。
1.3 镍矿
世界上可开采的镍资源主要有两类，一类是流化矿床，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%的镍来源于硫化镍
矿。而世界上镍的储量80%为氧化镍矿，矿物组成主要是含水镍镁硅酸盐（xNi.yMgO）2Si2n H2O,以及针铁矿Fe2O3.H2O、赤铁矿Fe2O3和磁铁矿Fe3O4，由于铁的氧化，矿石呈红色，所以通称红土镍矿。
世界上的红土镍矿分布在赤道线南北纬30°以内的热带国家，其可开采部分一般由三层组成：褐铁矿层、过渡层和腐殖土层。其化学成分组成见表1.
褐铁矿层，含铁多、硅镁少、镍低、钴较高，一般采用湿法工艺回收金属；再下层是混有脉石的残积层（过渡层和腐殖土层）矿，含硅镁高、铁较低、钴较低、镍较高，这类矿一般采用火法工艺处理。具体情况见表2?。
2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、钴较高，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、钴较低，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℃时选择性还原成金属镍钴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钴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℃-260℃，通过液固分离、镍钴分离，生产电解镍、氧化镍或镍冠，有些工厂生产中间产品，如混合硫化镍钴或混合镍钴氢氧化物。
高压酸浸流程处理的红土矿要求含MgO/Al2O3低，通常含MgO＜4%（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—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——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——电炉熔炼等。
2.2.1回转窑—电炉工艺
（此工艺图摘自《7200+kVA狂热电炉冶炼镍铁生产工艺》）
回转窑—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—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——预还原采用回转窑主要是脱出矿石中剩余的自由水和结晶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。如果生产镍锍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锍。
2.1.2 多米尼加鹰桥竖炉—电炉工艺
多米尼加鹰桥竖炉—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。
（摘自资料3）
（摘自资料2）
（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。
（插入资料来自（3）《钢铁冶炼》）
3镍铁产品方案研究
镍铁品位介绍镍铁品位是镍铁生产厂的重要参数镍铁品位主要影响以下几个方面镍回收率、电炉产量、精炼成本、运输成本、镍铁中铁的价格、市场因素等。镍铁品位在27~30之间是非铁磁体而生产厂一般不选择生产非铁磁体即不选择生产品位在27~30之间的镍铁。从表11—2可以看出世界上大部分镍铁厂的镍铁品位在18~27之间，部分镍铁厂生产含Ni35以上的镍铁。矿石品位是影响镍铁品位选择的一个重要因素矿石品位越高适合生产高品位镍铁。另外矿石成分也影响镍铁品位的选择。镍铁中铁是否计价也是影响确定镍铁品位的一个重要因素。根据对国内厂家的咨询目前镍铁中的铁有的计价。另外我国铁资源缺乏宜尽量回收矿石中的铁。
表11—2全世界主要镍铁厂的产量及镍铁品位
4 RKEF工艺介绍
1、对原料的要求
?对于“回转窑(RK)-矿热炉(EF)”流程，矿石成分很重要，有3个指标是采用RKEF工艺应该关心的：
(1)Ni品位，希望在1.5以上，最好2.0以上。
(2)?(2)?Fe／Ni，希望在6～10，最好接近6，中Ni品位高；如果Fe
／Ni>10，则很难冶炼出含20％的镍铁，因为原料中Fe过高，很
难在回转窑中控制氧化铁的还原度。
(3)?(3)?MgO/SiO2，在0.55～0．65较合适，少量加入熔剂就可以得
到低熔点的炉渣结构。
以上3个条件只是合适的条件，而不是必须的条件，在矿石条件不符合上述要求时，可以生产品位较低的镍铁，技术经济指标将受到影响。
还原剂（烟煤或无烟煤均可)和石灰石也是RKEF工艺所必需的，这两种原料在我国资源丰富，容易得到。
2、典型工艺流程、主体设备结构
(1)?生产流程：原料场→筛分、破碎和混匀配料→回转窑→矿热炉→铁包脱硫→精炼转炉→浇铸。在这个基础上，发展了对原料预干燥、原料制球、回转窑节能和余热发电、矿热炉高效冶炼和低熔点渣系配料、采用底吹或侧吹精炼转炉替代顶吹转炉、镍铁粒化等技术，适用于不同条件的工厂。?(2)?典型工艺装备组成
2台5.0×100m回转窑、2台63MVA的密闭矿热炉、40t的底吹精炼转炉，造粒和铸块设备。年产镍铁10.12万t(镍金属2～2.2万t)。
(3) 工艺概述
矿石、石灰石、还原剂在原料场、备料间加以筛分破碎后，混匀配料送入回转窑。在回转窑中，原料经干燥、焙烧、预还原，制成约1000℃的镍渣，回转窑烟气经余热锅炉、除尘、脱硫化后排放，粉尘与原料混合后再次入窑。
镍渣在封闭隔热状态下(高架送料小车)加入矿热炉料仓(内衬耐火砖)，根据工艺要求通过不同位置的下料管分配到矿热炉内。矿热炉为全封闭式，自焙电极，埋弧冶炼，还原并熔分粗制镍铁和炉渣，同时产生含Co 约75％的矿热炉荒煤气，荒煤气经过净化送到回转窑烧嘴，与煤粉一起作
为燃料，除尘灰经处理后，返回到原料场。矿热炉炉渣经过水淬后可作为建筑材料，用于道路建设、制砖。
矿热炉的产品是粗制镍铁，出铁前预先在铁水包加脱硫剂，出铁同时脱硫，粗制镍铁含Si、C、P等杂质，需要继续精炼，扒渣后，兑入酸性转炉，吹氧脱硅，同时加入含镍废料以防铁水温度偏高，脱硅后扒渣(或者挡渣出铁)，兑入碱性转炉，吹氧脱磷、脱碳，同时加入石灰石造碱性渣，碱性转炉精炼后的镍铁水送往浇注车间，铸成合格的商品镍铁块或者制成粒状镍铁。
主机设
备：1.烘干干燥窑2台：Φ5.0×40m
2.焙烧回转窑2台：Φ5.5×115m 采用了中间加煤技术
3.交流矿热炉2台：72000kVA
(4) 工艺特点
①原料适应性强。可适用镁质硅酸盐矿和含铁不高于30％的褐铁矿型氧化镍矿，以及中间型矿。最适合使用湿法工艺难以处理的高镁低铁氧化镍矿石。
②镍铁品位高，有害元素少。同样的矿石，RKEF工艺生产的镍铁品位高于高炉法和“烧结矿-矿热炉”工艺。该工艺的脱硫和转炉精炼工序能够将镍铁的有害元素降低到ISO6501标准所要求的范围内，为炼钢用户所欢迎。
③节能环保，循环利用。原料水分较多，料场和筛分破碎运输的过程中不产生粉尘，回转窑烟气余热可回收蒸汽用于发电，经过烟气脱硫满足环保要求后排入大气，回转窑和矿热炉烟尘返回料场；矿热炉煤气经除尘后送回转窑作燃料，炉渣水淬后成为建筑工业原材料。转炉烟气余热回收蒸汽，煤气回收利用，炉渣磁选回炉，尾渣可铺路或制作水泥。从含水炉料进入回转窑直到矿热炉出铁出渣的整个过程产中，炉料处于全封闭，环保节能。
④镍渣热料入矿热炉。回转窑产的镍渣在900℃以上的高温下入炉，相对于“烧结矿-矿热炉”的冷料入炉，节省了大量的物理热和化学热，显着降低了电能和还原剂的消耗，提高了生产效率。
目前已有中钢滨海公司、福建德胜镍业、天津荣程钢铁公司购买了该技术，这些项目都在进行中，预计l～2年内将建成投产。
五、对RKEF技术进行改进和创新
虽然RKEF是成熟技术，但由于各国各地的外部条件不同，比如电和
能源结构，将影响生产成本。
国内采用该技术必须进行改进。首先要研究配料模型。国内氧化镍矿资源贫乏，要依靠进口，进口矿来源复杂，缺乏稳定的原料基地，使得配料模型的开发更为重要。配料模型确定后，还要进行小型工业实验，以获得炉渣熔点、渣铁熔分特性和合适的烧结温度等数据，以指导生产。
其次，开展对回转窑的余热利用和烟气脱硫的研究。由于天然气资源紧缺，国内建设项目的回转窑多用煤粉为燃料，为保护环境，必须明确回转窑烟气特性，脱除烟尘和硫分，同时研究回转窑低温余热利用问题。
再次，矿热炉是镍铁冶炼投资最大的工序，对于炉型、耐火材料、电极直径、极心圆直径、电极电流密度及电压调整等需要进行研究，确定最适合的参数，实现节电和延长炉衬寿命。
最后，转炉的问题。在国内看到的几座镍铁精炼转炉沿用了炼钢用顶吹转炉的设计，喷溅严重，原因是镍铁精炼转炉的渣量大，约是炼钢转炉渣量的10倍。另外，粗制镍铁是高硅镍铁水，普通炼钢转炉处理起来很困难。国内建设中的镍铁厂采用氧气底吹转炉将很好地解决以上问题。
六、典型RKEF流程工厂的投资和主要技术经济指标
1.投资估算
项目的设定：
建设一个年产10万t镍铁(镍含量20％、镍金属量2万t)，产品符合ISO650l标准的镍铁厂。
投资估算内容：
(1) 原料场。包括装卸料的抓斗机、胶带运输机，给料机、除铁器等，贮存量由原料供应条件决定，可以满足1个月正常生产的用料。
(2) 筛分破碎工段。包括胶带运输机、板式给料机、锤式破碎机、格筛、吊钩桥式起重机等。
(3) 备料工段。圆盘给料机、计量皮带、悬挂式起重机等。
(4) 回转窑工段。回转窑，自行卸料小车等。
(5) 矿热炉工段。密闭式矿热电炉。
(6) 精炼工段。喷吹脱硫装置，精炼转炉。
(7) 浇铸工段。铸铁机或环形浇注机。
(8) 公辅设施、厂区道路：总降、制氧、能源中心、安全供电设施、烟气净化、余热(煤气)回收设备、渣处理、喷吹煤准备、水处理、机修、成品库等。
投资估算费用见表2。
表2 投资估算表（单位：万元）
上述估算是粗略的，项目所在地不同会有一定变化。
2 、主要技术经济指标和成本计算
镍矿转运到工厂料场后的含水量25～30％(物理水)，经堆存配料自然干燥后，入回转窑时的含水量为22～25％。表3中的1.7％是指干基的镍矿含镍量。表3 主要技术经济指标
在上述条件下，RKEF工艺成本计算见表4。
表4 镍铁成本估算
3、成本和盈利能力分析
由表4可见，在国内采用RKEF工艺生产镍铁的成本低，利润空间大。
RKEF工艺的成本对红土镍矿和电的价格变化最敏感，其次是还原剂、燃料(煤)价格。矿价、电费和煤价对生产成本的影响见图一。
取红土镍矿价格波动范围为200～1600元/t干矿。电价考虑了0.4元／kWh、0.6元/kWh，0.8元/kWh三种情况，煤价考虑了700元/t、1000元/t、
1300元/t三种情况，做出该原料条件下典型RKEF工厂的生产成本曲线。
电价和煤价波动20～30％的情况下，镍的生产成本上下浮动约1000美元；原料、能源较贵时，RKEF工艺的生产成本约11000美元/t金属镍，原料、能源廉价时，RKEF工艺的生产成本不到10美元／t金属镍。
通过统计2001～2007年的国内镍价和1.8～1.9％之间的红土镍矿价格进行对数趋势分析，得到图一中的弧线，可见，当镍价低于10000美元／t时，RKEF法生产镍铁是不经济的，当镍价在10000～11000美元时，RKEF法生产镍铁处于微利，当镍价高于11000美元时，RKEF法生产镍铁是盈利的。
七、结语
通过上述分析，认为短期内国内镍的供给仍将小于需求。国家政策支持低品位红土镍矿高效利用技术的开发，为中国镍铁业的发展创造了机遇。
RKEF工艺广泛用于镍铁冶炼，技术成熟、节能环保，是国际上镍铁生产的最主要方法。
尽管镍价处于历史上的低位，但是成本分析表明，采用先进的镍铁冶炼工艺，充分利用设备和建筑材料低价时期的优势，建设现代化的镍铁厂，仍有很好的经济效益。
恒顺电气：印尼苏拉威西岛镍铁工业园项目一期可行性研究报告
公告日期2014-02-18
?青岛市恒顺电气股份有限公司
印尼苏拉威西岛镍铁工业园项目一
???????????????期
????可行性研究报告
???????四川省冶金设计研究院
?????????????四川成都
???????????二○一四年二月
????青岛市恒顺电气股份有限公司印尼苏拉威西岛镍铁工业园项目一期
????可行性研究报告
???????????????2062K
????????院???长?高晓军
????????主管院长?费????西
????????总工程师?郭建秀
????????总设计师?费????西
?????????????????韩????涛
????????四川省冶金设计研究院
??????????????四川成都
????????????二○一四年二月
????????????????目?录1?总?论?_______________________________________________________________?1
1.1?工程概况?_________________________________________________________?1
1.2?可研报告编制的依据和原则?_________________________________________?1
1.3?项目概述?_________________________________________________________?1
1.4?承办单位概况?_____________________________________________________?1
1.5?工程建设的必要性和可能性?_________________________________________?2
1.6?主要设计原则?_____________________________________________________?4
1.7?厂址及建设条件?___________________________________________________?5
1.8?主要设计方案?_____________________________________________________8
1.9?技术经济评价?_____________________________________________________?9
2?市场与政策背景?_____________________________________________________?12
2.1?政策及市场背景?__________________________________________________?12
2.2?世界镍资源?______________________________________________________?12
2.3?镍铁生产?________________________________________________________?14
2.4?镍消费?__________________________________________________________?15
2.5?镍价格?__________________________________________________________?19
3?镍铁冶炼工艺?______________________________________________________22
3.1?高镍合金工艺选择?________________________________________________?22
3.2?产品品种?________________________________________________________?23
3.3?生产规模?________________________________________________________?24
3.4?主要原辅材料和技术条件?__________________________________________?24
3.5?生产工艺简述?____________________________________________________?26
3.6?主要设备选择?____________________________________________________?27
3.7?工艺特点及装备水平?______________________________________________?30
3.8?车间主要技术经济指标?____________________________________________?30
4?原料系统?__________________________________________________________32
4.1?概述?____________________________________________________________?32
4.2?原、燃料及辅助材料?______________________________________________?32
4.3?原料系统工艺?____________________________________________________?33
4.4?主要设备选择及说明?______________________________________________?38
5?总?图?_____________________________________________________________40
5.1?概述?____________________________________________________________?40
5.?2?总平面布置?______________________________________________________41
5.3?竖向布置及场地排雨水?____________________________________________?42
5.4?安全?____________________________________________________________?42
5.5?绿化?____________________________________________________________?42 6?供配电设施?_________________________________________________________?43
6.1?概述?____________________________________________________________?43 6.2?自动化仪表?______________________________________________________?47 6.3?电信?____________________________________________________________?51 7?给排水设施?________________________________________________________53
7.1?概述?____________________________________________________________?53 7.2?电炉净环供水系统(暂硬8~10°DH)?________________________________?55 7.3?冲渣浊环供水系统?________________________________________________?56 7.4?生产、生活、消防给水系统?________________________________________?56 7.5?生产排水系统?____________________________________________________?56 7.6?安全供水措施?____________________________________________________?57 7.7?给排水处理设施?__________________________________________________58 8?通风除尘设施?______________________________________________________59
8.1?设计依据?________________________________________________________?59 8.2?除尘?____________________________________________________________?59 8.3?烟气脱硫?________________________________________________________?64 8.4?通风?____________________________________________________________66 9?热力设施?__________________________________________________________68
9.1?设计依据?________________________________________________________?68 9.2?概述?____________________________________________________________?68 9.3?压缩空气耗量?____________________________________________________68 9.4?压缩空气系统设置?________________________________________________?68 9.5?压缩空气的输送?__________________________________________________?69 9.6?烟气加热炉?______________________________________________________?69 10?机修.检化验?_______________________________________________________71 10.1?机修车间?_______________________________________________________?71 10.2?检化验?_________________________________________________________?72 11?土建?_____________________________________________________________76 11.?1?概述?___________________________________________________________76 11.2?主要设计依据____________________________________________________76 11.3?建筑设计________________________________________________________77 11.4?结构设计________________________________________________________80 11.?5?下阶段需要落实及存在的问题?_____________________________________81 12?能源分析及评价?___________________________________________________82 12.1?概述?___________________________________________________________82 12.2?设计依据?_______________________________________________________82 12.3?能耗指标?______________________________________________________?821 2.4?能耗分析?_______________________________________________________?831 2.5?节能措施综述?___________________________________________________?831 2.6?评价?___________________________________________________________?851 3?环境保护?_________________________________________________________871 3.1?环境保护标准?___________________________________________________?871 3.2?厂址概况?_______________________________________________________?871 3.3?项目建设内容?___________________________________________________?871
3.4?主要原燃料消耗?_________________________________________________?871
3.5?主要污染物及治理措施?___________________________________________?881
3.6?机构?___________________________________________________________?911
3.7?绿化?___________________________________________________________?921
3.8?环保资金?_______________________________________________________?921
3.9?环境影响分析?___________________________________________________?921
4?职业安全卫生?_____________________________________________________931
4.1?设计中采用的规程、规范、标准及法规(参按中国标准)?________________?931
4.2?劳动安全卫生防范措施?___________________________________________?931
4.3?劳动安全卫生机构?_______________________________________________?951
4.4?预期效果和评价?_________________________________________________?951
5?消防?______________________________________________________________?961
5.1?设计依据?_______________________________________________________?961
5.2?生产特性概述?___________________________________________________?961
5.3?消防措施及设施?_________________________________________________?961
5.4?消防机构和人员?_________________________________________________?971
5.5?预期效果和技术措施评价?_________________________________________?971
6?劳动定员及培训?____________________________________________________?981
6.1?生产组织?_______________________________________________________?981
6.2?工作制度?_______________________________________________________?981
6.3?劳动定员?_______________________________________________________?981
6.4?职工工资和培训?________________________________________________?1021
7?投资估算?_________________________________________________________?1031
7.1主要工程内容?___________________________________________________?1031
7.2建设投资估算?___________________________________________________?1031
7.3?流动资金估算?__________________________________________________?1041
7.4?项目总投资?____________________________________________________?1041
7.5?总资金分年使用计划?____________________________________________?1041
7.6?资金来源?______________________________________________________?1041
8?经济分析与评价?___________________________________________________?1081
8.1?说明?__________________________________________________________?1081
8.2?基础数据?______________________________________________________?1081
8.3?财务评价?______________________________________________________?1081
8.4?财务评价结论?__________________________________________________?
111附表?技术经济概算表附图?总平面布置图
?????????四川省冶金设计研究院????????????????????????????????????????????????????????预可行性研究
?????????Sichuan?Metallurgical?Design?&?Research?Institute???????????????????????????Feasibili ty?Study ??????????????????????????????????????????????????1?总?论1.1?工程概况
工程名称:青岛市恒顺电气股份有限公司印尼苏拉威西岛镍铁工业园项目一期;
建设单位:青岛市恒顺电气股份有限公司;
建设内容:建设3条4.5×110m回转窑、3台33000kVA矿热炉及公辅配套设施,年产18万吨含镍10%的镍铁。配套建设2×65MW燃煤发电厂;
建设地点:印度尼西亚中苏拉威西省北莫罗瓦利。
1.2?可研报告编制的依据和原则
??????青岛市恒顺电气股份有限公司提交四川省冶金设计研究院的有关设计基础资料; 青岛市恒顺电气股份有限公司与四川省冶金设计研究院签定的可行性设计合同。
1.3?项目概述
???????本项目响应国家《钢铁产业调整和振兴规划》“走出去”的发展战略,首先收购印尼当地的红土矿山,再立足于原矿产地一体化策略具有明显的成本优势情况下,采用先进的RKEF工艺冶炼镍铁合金,实现热装热兑生产不锈钢坯。为保证工业园区稳定生产,降低电力成本,提高镍铁及深加工项目的整体经济效益,拟同期配套建设6×65MW自备电厂。自备电厂一期工程2×65MW发电机组为本项目3×33000kVA镍铁电炉生产线服务。1.4?承办单位概况??????青岛市恒顺电气股份有限公司是专业生产电力电容器、电力电抗器、电力互感器、无功补偿和滤波成套装置的高新技术企业。公司成立于1998年,经过十多年的发展,现占地面积达65000多平方米,资产规模和销售额持续快速增长,人均综合效益指标位居全国电容器行业前列。???????公司注重科技创新,目前拥有专利和先进技术数十项,并将大量研发成果实现产业化。公司所生产的无功补偿成套装置包括高压并联无功补偿及MCR型动态无功补偿装置,该系列产品涵盖3-150kV电压等级,是国内厂商中涵盖电压等级最高的产品系列;生产的滤波装置包括无源滤波装置、有源滤波装置,是国内唯一拥有从0.4kV~150kV电压等级无源滤波装置成功运行经验的厂家。电压等级覆盖了6~150kV全部高压等级,容量最大单套达到150Mvar。近年开发的互感器(CT、CVT)系列产品,无局放放电线圈系列产品、可调电抗器(SVC)系列产品,均属国内领先技术。2009年公司开始进行特高压产品的开发研制,已对±800kV~±1000kV特高压直流输电系统用并联及滤波装置(超高压滤波塔)项目进行立项研发,该项目已完成方案设计,这标志着公司具备了500kV及以下电压等级电容器及装置的设计及制造能力。
??????公司产品主要应用于电网系统,目前公司已取得国家电网和南方电网招标资质。此外,公司产品还被广泛应用于石油、石化、煤炭、有色、橡胶、钢铁、水泥、港口、电子等众多行业。???????2011年4月26日,公司正式上市,股票代码:300208。出色的技术实力、管理能力、产品实力转化为恒顺电气稳定高速增长的动力及近年来优异的业绩表现。
1.5?工程建设的必要性和可能性
???????1)国内镍矿资源紧缺,到镍矿资源丰富的印尼建厂是必然趋势
??????中国目前是世界上最大的不锈钢消费国,?2010年不锈钢产量约为1130万吨,占全球市场份额的37%,2011年,中国不锈钢产量同比增11.9%达1260万吨;2012年不锈钢总产量1573万吨。另一方面,?我国镍矿资源紧缺,长期以来依靠进口来解决原料供给。使用矿热炉以及高炉冶炼生产的含镍生铁由于价格和纯镍相比具有明显的竞争优势,在国内镍金属供应的比例由2009年的25%迅速上升至2010年的接近50%,且市场份额在不断继续扩大。国内的含镍生铁冶炼主要依靠印尼以及菲律宾进口的红土镍矿作为原料,印尼镍矿石占中国镍矿石进口量逾50%。据相关统计,印尼2013年出口镍矿5,000万湿吨,折合成纯镍约58,000吨(基于镍平均品位1.8%,湿度35%),其中约4,500万吨出口至中国,其余的出口至日本、乌克兰和希腊。2014年1月12日后,印尼镍铁原矿禁止出口,则国内红土镍矿将有50%的缺口,这对于国内的镍铁厂是个致命的打击。所以,在印尼建厂是非常正确的选择。
???????2)?积极贯彻落实国家《钢铁产业调整和振兴规划》“走出去”发展战略。??????根据《钢铁产业调整和振兴规划》,国家已成立境外矿产资源权益投资专项资金和国外矿产资源风险勘探专项资金,支持企业实施走出去战略,增强资源保障能力。《规划》提出,国内钢铁业应开发国内外两种资源,保障产业安全,加大对国内铁矿资源地质勘探力度,合理配置与开发国内铁矿资源,增加资源储备。鼓励大型钢铁企业投资铁矿山勘探和开发,适度开发利用低品位矿和尾矿,加强对共生矿、伴生矿产资源的研究、开发和综合利用。
??????《规划》强调,要积极实施走出去战略进一步简化项目审批程序,完善信贷、外汇、财税、人员出入境等政策措施;提高境外资源开发企业准入条件;支持符合准入条件的重点骨干企业到
境外开展资源勘探、开发、技术合作和对外并购;进一步加强境外资产的经营管理,切实防范和化解境外资产风险;扩大冶金设备出口信贷规模,带动设备物资出口;完善出口信用保险政策,建立境外营销网络,稳定高端产品出口份额。使用境外矿产资源权益投资专项资金、对外经济技术合作专项资金(财政部已设立)和国外矿产资源风险勘探专项资金,支持企业实施走出去战略,增强资源保障能力。
???????3)在原矿产地生产镍铁具有明显的成本优势
??????含镍生铁是国内不锈钢行业的重要生产原料,2010年含镍生铁市场供应占全国镍金属供应的50%。尽管供给大幅增加,由于中国的含镍生铁的生产主要依靠进口矿石后进行再加工,造成物流成本非常高,目前行业平均成本在每磅9美元左右,是全球镍厂商平均生产成本的两倍以上,?处在全球镍成本曲线的高端。在印尼当地进行从矿石开发到生产含镍生铁的一体化运营,?含镍生铁的现金成本预计不到国内含镍生铁企业目前现金成本的50%。
??????本项目年需红土镍矿189万吨,由青岛市恒顺电气股份有限公司与当地矿业公司合作提供,具有明显的成本竞争优势和高于行业平均水平的盈利能力。
???????4)采用RKEF生产工艺,为本项目的实施带来了保障
??????RKEF工艺是处理红土镍矿的经典工艺。含水30-40%的红土镍矿经回转窑在800℃干燥脱水和预还原处理后,再送入电炉,在约1550℃~1600℃的高温下还原熔炼产出镍铁。具有工艺适应性强、镍回收率高等特点。该工艺解决了环保问题、能源问题,也为直接热装热兑生产不锈钢打下了基础。采用该工艺为本项目的实施带来了保障。
1.6?主要设计原则
???????根据中国国家有关经济建设的方针政策,结合工程的实际情况,确定了下列建设原则: ???????(1)各专业设计符合中国国家有关设计规范的要求;
???????(2)采用成熟、可靠、先进的工艺技术;
???????(3)工程设计精打细算,力求在满足工艺要求的前提下,尽量节省投资;
??????(4)环保贯彻“三同时”的原则,各种污染须经治理达标后排放。
1.7?厂址及建设条件
①印度尼西亚的煤炭储量和煤矿区
???????印度尼西亚的煤炭储量(根据印尼能源和矿物资源部门的数据)大约为387.6亿吨。其中,大约有272.8亿吨便于开采。
???????分布在婆罗洲(即加里曼丹岛)上的煤炭总储量大约为211亿吨,分布在苏门答腊岛、苏拉威西岛上的煤炭储量分别为175亿吨和1亿吨。印度尼西亚目前开采的煤炭储量大约为53亿吨,根据印尼全国每年1亿吨的煤炭产量计算,印尼的煤炭储量可满足未来200年的能源需求和出口要求。
???????加里曼丹岛的煤炭储量最丰富,其中分布在东加里曼丹岛的占65%,南加里曼丹岛的占30%,中加里曼丹岛占4%,而分布在西加里曼丹岛则占1%。
???????②印度尼西亚的煤炭质量及开采面积
???????从地质的角度来看,印度尼西亚的煤炭沉积相对较年青,其中大部分(大约59%)处于褐煤层,处于亚烟煤层的占27%,烟煤层的占14%, 无烟煤层占0.5%。
????????总体来说,印度尼西亚的煤炭质量不错,热值在4000~7500kcal/kg之间。尤其灰及硫的含量较低,平均含硫量在1%以下,含灰量在1~9%之间,挥发份在38~43%之间。????????按煤炭的开采面积来计算,PT?Kaltim?Prima?Coal?(KPC)是印度尼西亚最大的煤炭开采公司,拥有煤田面积达140,760公顷。表1-1列出了印尼主要煤炭开采商的开采面积。????????表1-1????????????????印尼主要煤炭开采商的开采面积
????序号?????????????????????开采商?????????????????????????????????????位置??????????????????面积(公顷)
????1???????Adaro?Indonesia???????????????????????????????????????南加里曼丹
岛???????????????????35,520
????2???????Berau?Coal????????????????????????????????????????????东加里曼丹岛??????????????????120,549
????3???????Allied?Indo?Coal??????????????????????????????????????西加里曼丹岛?????????????????????844
????4???????Tanito?Harum??????????????????????????????????????????东加里曼丹岛???????????????????47,800
????5???????Arutmin?Indonesia?????????????????????????????????????南加里曼丹岛???????????????????70,154
????6???????BHP?Kendilo?Coal?Indonesia????????????????????????????南加里曼丹岛????????????????????4,133
????7???????Kaltim?Prima?Coal?????????????????????????????????????东加里曼丹岛??????????????????140,760
????8???????Kideco?Jaya?Agung?????????????????????????????????????东加里曼丹岛???????????????????50,400
????9???????Multi?Harpan?Utama????????????????????????????????????东加里曼丹岛???????????????????47,500
????10??????Indominco?Mandiri?????????????????????????????????????东加里曼丹岛???????????????????71,939
????11??????Bahari?Cakrawala?Sebuku???????????????????????????????南加里曼丹岛????????????????????6,000
????12??????Bentala?Coal?Mining???????????????????????????????????南加里曼丹岛???????????????????37,295
????13??????Bukit?Baiduri?????????????????????????????????????????东加里曼丹岛????????????????????1,000
????14??????Bukit?Sunur?????????????????????????????????????????????Bengkulu?????????????? ?????????885
????15??????Fajar?Bumi?Sakti??????????????????????????????????????东加里曼丹岛?????????????????????538
????????无烟煤:焙烧回转窑还原剂用无烟煤,无烟煤从中国进口,由中国海运到厂。需求量约为8.1万t/a(干基)。
????????石灰:年需用量约7.2万吨,从当地购买。
????????柴油:柴油作为辅助燃料,主要用于干燥窑、焙烧回转窑、电炉的开炉以及烘烤铁包。柴油消耗量较小且不稳定,年需求量约为80吨。
??????2)供电条件
??????工程建设用电和项目投产用电均由自建2×65MW火力发电机组供给。
??????3)供水条件
??????本工程生产、生活及消防用水来源于自建供水站,水源取自当地河流经净化使用。供水可以完全满足项目建设以及项目投产用水需要。
??????4)交通运输条件
??????厂区地理位置优良,地势平坦,海运交通方便,处于岛内沿海位置,工厂临近大海,拟自建码头。
??????5)气象条件及地震烈度
??????当地(莫罗瓦立)气温较高,和其他印度尼西亚海滩的温度差不多。月的温度平均是26.5—27.0度。
??????年平均区域温度的相差不大,原因是一整年在这个区域的旱季和雨季的水分含量相差不大。例如曾在十一月份的中午最高达到的温度是31.9度,而在五月份的晚上最低的温度是在?22.6度。
??????当地气候条件月报表纪录见下表。
×110m回转窑、3台33000kVA矿热电炉及公辅配套设施,年产18万吨含镍10%的镍铁。配套建设2×65MW燃煤发电厂,可满足项目用电。
⑴发电项目
?????????自备电厂一期工程安装2×65MW燃煤湿冷发电机组,配2×270?t/h锅炉及相关公辅系统。
?????????燃煤以印度尼西亚加里曼丹煤作为设计煤种。燃煤运输采用海运,新建煤码头,码头至电厂煤场按带式输送机运输进厂。
?????????电厂采用海水直流冷却方式,电厂生产用水的补水采用地下水或者河水。实施节水战略,做到一水多用、梯级利用。
?????????灰渣与镍铁烧结废料一并考虑综合利用,生产建材,实现循环经济运营模式。?????????本项目自备电厂的供电能力见表1-1。
?????????表1-1??????????????????????????????发电机供电能力表
????序号?????????????项目名称????????????????????装机容量(MW)? 外供电能力(MW) ????1????????????????自备发电厂机组???????????????????2×65?????????????????????2×58.5 ????2??????????????????????合?????计?????????????????????????????130?????????????????????????117
?????????⑵?镍铁生产工艺
?????????本项目采用RKEF工艺生产镍铁,工艺流程如下:
?????????红土矿→3台φ4.0×40m回转窑干燥→3台φ4.5×110m回转窑预还原焙烧→3台33000kVA矿热炉熔炼→镍铁。
?????????本项目年产镍铁18万t(含Ni?~10%),电炉年生产天数330d/a。
°φ=0.92)
???????视在功率:??????????????????????????????????101066.065kVA
???????年耗电6.69×—2。
???????表1—2?????????????????????主要技术经济指标见汇总表
????序号???????????????指????标?????名????称?????????????????????单???位???????数????量????????????备????注
????1??????产品和产量
?????????镍合金???????????????????????????????????????????????t/a?????????180000?????????含镍?18000t/a
????2??????原辅材料
?????????湿红土矿?????????????????????????????????????????????t/a?????????1890000 ?????????电极糊???????????????????????????????????????????????t/a???????????4500 ?????????燃煤(褐煤)?????????????????????????????????????????t/a?????????144000 ?????????无烟煤???????????????????????????????????????????????t/a??????????81000 ?????????电极壳???????????????????????????????????????????????t/a???????????459 ?????????钢材等???????????????????????????????????????????????t/a???????????1800 ?????????耐火材料?????????????????????????????????????????????t/a???????????3240
????3??????动力
?????????电??????????????????????????????????????????????????kwh/a?????? ?????????水???????????????????????????????????????????????????t/a?????????3468960
????4??????厂区占地面积??????????????????????????????????????????亩???????????305 ????5??????劳动定员??????????????????????????????????????????????人???????????1350?????????不含动力车间
????6??????主要经济指标
????6.1?????项目总投资??????????????????????????????????????????万美元????????29907 ?????????其中:?建设投资?????????????????????????????????????万美元????????27747 ??????????????????????建设期利息?????????????????????????????万美元?????????1520 ??????????????????????铺底流动资金???????????????????????????万美元?????????640
????6.2?????项目总资金??????????????????????????????????????????万美元????????31400 ?????????其中:?流动资金?????????????????????????????????????万美元?????????2133
????6.3?????销售收入???????????????????????????????????????万美元/a???????????27000 ????6.4?????总成本?????????????????????????????????????????万美元/a???????????19743 ????6.5?????经营成本???????????????????????????????????????万美元/a???????????17794 ????6.6?????镍合金制造成本??????????????????????????????????????美元/t???????1031.53 ????6.7?????增值税?????????????????????????????????????????万美元/a????????????1304 ????6.8?????利润总额???????????????????????????????????????万美元/a????????????7257 ????6.9?????息税前利润(EBIT)?????????????????????????????万美元/a?????????7352
????6.10?????所得税?????????????????????????????????????????万美元/a?????????1814
????6.11?????净利润?????????????????????????????????????????万美元/a?????????5443
????6.12?????全部投资财务内部收益率???????????????????????????????%?????????20.80???????????????税后
????6.13?????全部投资回收期???????????????????????????????????????a??????????6.06???????????????税后
????6.14?????总投资收益率(ROI)??????????????????????????????????%?????????23.42
????6.15????项目资本金投资净利润率?(ROE) % 60.7
6.16?????等额还本期??????a??? 5.00
????6.17?????产能盈亏平衡点??????????% ?42.15
?2?市场与政策背景
2.1?政策及市场背景
??????由于印尼政府调整政策,2014年起不再允许将镍矿直接出口,2012年2月6日印尼国有能源和矿产资源部又发布了2012年07号文,新签定的采矿许可,在2012年5月6日就不再允许将镍矿直接出口。届时,苏拉威西岛上矿业的业主开采的红土矿将不能运回国内冶炼镍铁,使得在印尼本土建造镍铁项目显得尤为紧迫与重要。将工厂建在矿产资源所在地区这一具有战略意义的投资举措,也是我国政府支持与鼓励的政策导向.
??????印尼政府对外国投资持欢迎态度,由于2014年政府限制红土矿的出口,想办法解决当地红
土矿的销售问题就迫在眉睫,因此,印尼政府招商的模式会更加灵活,开具的条件会比较优惠,也制订了许多优惠外国投资的法律。如外资可以进入印尼绝大部分行业,外国投资者在印尼申请商用土地的使用权最长期限增至95年。
??????世界经济的发展都与矿产资源密切关联,把产业建在矿产资源的所在国家或地区是世界经济一体化的必然趋势。纵观在印尼建设红土镍矿开采——镍铁生产产业链的现状,普遍感到:尽管印尼有着丰富的红土镍矿资源,但缺少镍铁生产冶炼的基本条件,即电力。由于印尼有电煤资源,在印尼矿产地区配套建设发电厂,?是建设与发展镍铁产业链的前提条件与关键所在。目前,中国镍铁冶炼企业在印尼建厂的积极性也很高,据APOL统计:有46家会员单位有意向在印尼投资镍铁冶炼项目,在印尼政府支持及冶炼企业也愿意投资的情况下,青岛恒顺公司在印尼投资建设冶金工业园区为政府和企业搭建合作平台是有前瞻性的。2.2?世界镍资源
???????世界的镍资源比较丰富,根据美国地质调查局USGS发布的2010年的报告,如表2-1所示,地球陆地上的已经探明的含镍量1%及其以上的可供开采的镍金属的资源基础储藏量至少有1.3~1.5亿吨。其中70%的镍金属储藏在红土镍矿中,30%的镍金属储藏在硫化镍矿。目前世界已查明的镍金属量储量为7600万吨。
???????表?2-1??????????????世界已经探明镍储量及基础储量????????????????????????单位:万吨
?????????序号???????????????国家或地区????????????????????????储量?????????????????基础储量
?????????1??????????????????澳大利亚??????????????????????????2400????????????????????2700 ?????????2??????????????????古巴??????????????????????????????550?????????????????????2300 ?????????3??????????????????加拿大????????????????????????????380?????????????????????1500 ?????????4??????????????????印度尼西亚????????????????????????390?????????????????????1300 ?????????5??????????????????新喀里多尼亚??????????????????????710?????????????????????1200
?????????6??????????????????南非??????????????????????????????370?????????????????????1200 ?????????7??????????????????俄罗斯????????????????????????????600?????????????????????920 ?????????8??????????????????巴西??????????????????????????????870?????????????????????830 ?????????10?????????????????中国??????????????????????????????360?????????????????????760 ?????????11?????????????????菲律宾????????????????????????????110?????????????????????520 ?????????12?????????????????博茨瓦纳???????????????????????????49?????????????????????490 ?????????13?????????????????哥伦比亚??????????????????????????160?????????????????????160 ?????????14?????????????????马达加斯加????????????????????????130?????????????????????130 ?????????15?????????????????多米尼加???????????????????????????96??????????????????????96 ?????????16?????????????????委内瑞拉???????????????????????????49??????????????????????49 ?????????9??????????????????其他国家??????????????????????????450?????????????????????770 ?????????世界合计?????????????????????????????????????????????7674???????????????????14925 ???????数据源:USGS
???????红土矿主要分布在南北回归线范围内的两个区域:一个是大洋洲的新喀里多尼亚、澳大利亚东部,向北延至南亚的印度尼西亚和菲律宾;另一个是中美洲的加勒比海地区。硫化镍矿主要分布在三个地区,即加拿大的五湖地区及哈得孙湾沿岸、俄罗斯北部的诺里尔斯克及科拉半岛、澳大利亚西部地区。世界着名的镍矿区有古巴的东北部、加拿大的得伯里、俄罗斯的诺里尔斯克、新喀里多尼亚、菲律宾的苏里高镍矿区和中国的金川等。
???????中国已查明的镍金属储量约360万吨,占世界储量的约5%。主要分布在甘肃,占62.2%,其次为云南、新疆、吉林、四川和湖北。矿床类型主要为硫化镍矿,占86%。2.3?镍铁生产???????全世界生产的镍主要有金属镍、镍铁、镍块和其他镍产品。
1、?镍铁冶炼工艺介绍?、镍冶炼工艺流程研究含镍红土矿是由含镍橄榄岩在热带或亚热带地区经长期风化淋滤变质 而成的矿床一般形成几层顶部是一层崩积层铁帽含镍较低 一般弃置堆存下面是褐铁矿层含铁多、硅镁少镍低、钴较 高一般采用湿法工艺回收金属再下层是混有脉石的残积 层矿含硅镁高铁较低、钴较低、镍较高这类矿一般采用火 法工艺处理。具体情况见表12—1 表11-1 矿石范围与冶炼工艺矿石分矿石分层冶炼常矿石品位冶炼方法冶炼工 艺层名称规产品顶层崩积层含镍低弃置堆存含镍低、铁高、硅镁低、1.还原焙烧氨浸工艺钴较高。2.高压酸浸工艺 3.强化高压酸浸工艺电解镍中间层褐铁矿层湿法 冶炼Fe35-50 4.常压酸浸工艺氧化镍 5.硫酸堆浸工艺 6. 氯化浸出工艺。含镍较高、铁较低、硅 1.回转窑电炉工艺镁高、钴较低。 2.多米尼加鹰桥竖炉—电炉工艺下层残积 层火法冶炼镍铁Fe10-25 3.日本大江山回转窑MgO15-35 直接还原法。、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。、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℃时选择性还原成金属镍钴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
种化学试剂镍和钴的回收率比火法流程和高压酸浸流程低。、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℃260℃通过液固分离、镍钴分离生产电镍、氧化镍或镍冠有些工厂生产中间产品如混合硫化镍钴或混 合镍钴氢氧化物。高压酸浸流程处理的红土矿要求含 MgO/Al O 低通常含Mglt4含Mg 越高耗酸越高含Al 低的矿石。、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。、火法工艺流程介绍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—电炉工艺日本大江山回转窑直接还原法。、回转窑—电炉工艺回转窑—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—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——预还原采用回转窑主要是脱出矿石中剩余的自由 水和结晶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。如果生产镍锍需要在焙烧回转窑的出料口喷入硫磺将镍转 变成低铁的镍锍。、多米尼加鹰桥竖炉—电炉工艺多米尼
手机常用工艺简介 作者：杨波发表人：中国手机研发网添加日期：2007-9-19手机常用工艺简介 一、金属装饰件的类型及工艺 随着消费者审美标准的提高，以及手机工艺的快速发展，为了丰富手机外观颜色搭配和提升质感 的表达效果，越来越多的各种类型的手机装饰件被应用于手机上。大致分为电铸件、铝装饰件、不锈 钢装饰件、粉末冶金件、水晶标牌、钻石及人造宝石等几类。 电铸件: （一）特点 金属感强，档次高，耐磨性好。能进行超精密加工、容易加工出形状复杂的零件；零件和模具一体。（二）工艺 刻模具（材料铜，钢，镍），也称为原始模具。模具与零件反型。采用立体雕刻机或者精密 CNC 加工。将原始模具放置到电解槽中镀镍，厚度由电解时间和电流大小决定，得到的模具和零件一样。 将电镀出的零件剥离，作为模具再镀 10~12 小时，得到的模型与零件反型，此为一级模一级模再电镀一次，称为二级模，进行微处理后，得到的模具和零件一样。二级模处理成为三级模，与零件反型。 三级模处理成为四级模，与零件一样，样件是 2~5 件。在四级模的基础上复制成凸模，再复制成凹模，循环复制，把所有的凹模连板焊接成为模具。电铸出的产品用切割机切割成产品。一张模具的使用寿 命不超过 10 次就需要报废。（在前面几级模具中，每一套都要进行微处理，处理成光面和麻面两种效果；光面用砂纸或抛光机抛光，麻面则可采用喷砂、腐蚀、电火花等工艺。） （三）表面处理及效果 镭射效果：镭射雕刻的图案一般是凹进去，其七彩效果是靠表面的细碎面进行光的反射达到的。 雕刻深度不超过 3mm，拔模在 10 度以上。夏新手机上的龙和蝴蝶是镭射雕刻，图案一般凹进去，镭 射的面很细微，容易磨损，一般做凹进去的效果，凸出来容易磨损掉。镭射加工，类似防伪标记， 但防伪标记达不到这种装饰件效果。 颜色效果：银色，为本色；黄色，镀金；黑珍珠色，镀黑珍珠镍。电铸件只能镀出三种颜色：银 色、金色、黑色。其它色只能通过后期喷涂达到 （四）设计要点 浮雕或隆起部分边缘处应留有拔模斜度，最小为10°，随产品高度增加，拔模斜度也相应增大。 字体的拔模斜度应在15°以上。铭牌的理想高度在3mm 以下，浮雕或凸起部分在0. 4~0.7mm 间。字 体的高度或深度不超过0.3mm。若采用镭射效果则高度或深度不超过0.2mm，最佳高度或深度为 0.1mm。板材的平均厚度为0.2±0.05，若产品超过此高度则应做成中空结构，并允许产品高度有 0.05mm 的误差；由于板材厚度是均匀结构，产品表面的凸起或凹陷部分背面也有相应变化。产品的 外型轮廓使用冲床加工，为防止冲偏伤到产品或产品冲切变形，其外缘切边宽度平均为0.07mm，尽 量保证冲切部分在同一平面或尽量小的弧度上，避免用力集中而造成产品变形。冲切是只能在垂直产 品的方向作业。铭牌表面效果，可采用磨砂面、拉丝面、光面、镭射面相结合的方式。光面多用于图 案或者产品的边缘，产品表面应该避免大面积的光面，否则易造成划伤；磨砂面和拉丝面多用于铭牌 底面，粗细可进行调整；在实际的生产中，磨砂面的产品要比拉丝面的产品不良率低，但是开发周期 长一些。镭射面多用于字体和图案，也可用于产品底面。若产品表面需要喷漆处理，应该提供金属漆 的色样。由于工艺的限制，应允许最终成品的颜色与色样有轻微的差异若铭牌装配时为嵌入的结构， 请提供机壳的正确尺寸及实样。若铭牌的尺寸过大过高，应在机壳上相应的部位加上支撑结构。 铝装饰件 （一）特点 效果及颜色多样化 （二）工艺 铝板拉丝
有关镍铁冶炼的工艺： 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。 NiO+C→Ni+CO↑ T=420℃（1） FeO+C→Fe+CO↑ T=650℃（2） Cr2O3+C→Cr+ CO↑ SiO2+C→Si+CO↑ 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℃；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。 目前我国镍铁冶炼主要采用高炉法和电炉法两种： 1、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。 由于国家限制400 立方米以下小高炉的使用，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。 2、电炉法 镍矿→脱水、造块→配入焦炭、熔剂→电炉冶炼→粗镍铁→降C、Si、P、S精炼→镍铁。 电炉法是以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。 电炉镍铁冶炼技术措施 https://www.doczj.com/doc/3311321230.html, 2009年02月11日08:42 生意社 生意社02月11日讯
国内外红土镍矿处理技术及进展 王成彦尹飞陈永强王忠王军 【摘要】：综述了国内外红土镍矿的处理现状。指出红土镍矿的开发要综合考虑矿石镍、钴含量和矿石类型的差异, 以及当地燃料、水、电和化学试剂等的供应状况。现阶段回转窑干燥预还原-电炉还原熔炼工艺在红土镍矿的开发中仍占主导地位,加压酸 浸法随着大型压力釜制造技术的成熟也越来越受到重视和应用。我国在红土镍矿的工程化方面很欠缺,元江贫红土镍矿的开发必须综合考虑镁的产品结构和经济利用,元石山镍矿的开发必须考虑铁的综合利用。 【作者单位】：北京矿冶研究总院北京矿冶研究总院北京矿冶研究总院北京矿冶研究总院北京矿冶研究总院 【关键词】：红土镍矿加压浸出镍 【基金】：国家重点基础研究发展计划资助项目(2007CB613505)国家高技术发展计划资助项目(2006AA06Z131)国家自然科学基金(50674014) 【分类号】：TF815 【正文快照】： 20世纪80年代以来，中国经济取得了高速的发展，有色金属消费需求旺盛，1993一2003年的10年间，中国精镍的消费量年平均增长率高达12%。2003年国内矿山生产镍约6万t，
消费量约12.3万t，供需缺口约6.3万t;2004年国内精炼镍产量近8万t，消费量达到14.6万t;2005年中国的镍 回转窑预还原焙烧红土矿工艺模拟研究 李仲恺袁熙志林重春 【摘要】：以红土矿为实验原料,采用还原炉一热天平减重法,研究预还原温度、时间、气氛及石灰加入量对红土矿预还原焙烧过程中镍预还原率的影响。并用原子吸收光谱法分析得出红土矿中镍的预还原率。结果表明,在回转窑预还原焙烧工艺中最佳的工艺条件为:预还原温度为950℃、预还原时间为80min、预配焦炭为红土矿量的2.3%、石灰加入量为理论计算所需量的35%～50%。【作者单位】：四川大学化学工程学院; 【关键词】：红土镍矿预还原焙烧磁选
------------------------------------------精品文档------------------------------------- 1 概述 铜是人类应用的最古老的金属之一，它有很长的、很光辉的历史。考古学证明，早在一万年前，西亚人已用铜制作装饰品之类的物件。铜和锡可制成韧性合金青铜，考古发现在公元前约3000年，历史已进入了青铜时代。而今铜的化学、物理学和美学性质使它成为广泛应用于家庭、工业和高技术的重要材料。铜具有优良可锻性、耐腐蚀性、韧性，适于加工；铜的导电性仅次于银，而其价格又较便宜，故而被广泛应用于电力；铜的导热性能也颇佳；铜和其他金属如锌、铝、锡、镍形成的合金，具有新的特性，有许多特殊的用途。铜是所有金属中最易再生的金属之一，再生铜约占世界铜供应总量的40%。铜以多种形态在自然环境中存在，它存在于硫化物矿床中（黄铜矿、辉铜矿、斑铜矿、蓝铜矿）、碳酸盐矿床中（蓝铜矿、孔雀石）和硅酸盐矿床中（硅孔雀石、透视石），也以纯铜即所谓“天然铜”的形态存在。铜以硫化矿或氧化矿形式露天开采或地下开采，采出矿石经破碎后，再在球磨机或棒磨机中磨细。矿石含铜一般低于1%。 1.1 国内外铜冶金的发展现状 目前国内外的铜冶炼技术的发展主要还是以火法冶炼为主，湿法为辅。铜的火法生产量占总产量的80%左右。目前，全世界约有110座大型火法炼铜厂。其中，传统工艺（包括反射炉、鼓风炉、电炉）约占1/3；闪速熔炼（以奥托昆普炉为主）约占1/3；熔池熔炼（包括特尼恩特炉、诺兰达炉、三菱炉、艾萨炉、中国的白银炉、水口山炉等）约占1/3。 另外，世界范围内铜冶金工业同样面临铜矿资源短缺的问题，国土资源部信息中心统计资料表明：在世界范围内，铜是仅次于黄金的第2个固体矿产勘查热点，全球固体矿产勘查支出中约20%是找铜的，并且这一比例还有增加的趋势。相应地，铜也是各大势力集团争夺的焦点之一。从全球角度看铜的保证年限只有约29年。铜的主要出口国是拉美发展中国家。 1.2商洛情况 全市已发现各类矿产60种，已探明矿产储量46种，其中大型矿床15处，中型矿床24处。储量居全省首位的有铁、钒、钛、银、锑、铼、水晶、萤石、白云母和钾长石等20种，其中柞水大西沟铁矿储量3.02亿吨，占全省的46%，种。13居全省第二位的有铜、锌、钼、铅等． 铜矿主要分布于丹凤、山阳、柞水和商州，矿床3处，矿（化）点51处，探明储量16.86万吨。成因类型有硅卡岩型、热液型、沉积型和火山岩型，以前三种为主。皇台铜矿，位于蟒岭岩体与前奥陶系大理岩形成的硅卡岩中，矿石矿物有磁铁矿、黄铁矿、黄铜矿和少量铅锌矿。铜矿品位0.5～1.4％，铁品位可达20％，探明储量40365吨。柞水穆家庄铜矿，位于中泥盆统青石垭组的粉砂质千枚岩、白云岩和白云质粉砂岩中，矿石平均品位1.07％，提交D+E级普查储量3.689 万吨。热液型铜矿区内分布近40处，分布在商州市两水寺、古墓沟，山阳县色河干沟、三十里铺、红铜沟，商南县过风楼等地。伴生铜矿在本区也有分布，主要见于山阳黑沟多金属矿和柞水银洞子银铅矿、大西沟。 2.工艺流程图 熔剂燃料硫化铜精矿
浅谈矿热炉冶炼镍铁工艺 摘要：本文介绍了从红土镍矿提炼镍铁几种不同的冶炼工艺，并着重分析了矿热炉冶炼镍铁工艺RKEF法，此工艺成为当前我国红土镍矿处理的主要方法。采用高效、流程短、低耗能、环保等镍铁冶炼新工艺已经成为发展的趋势。 关键词：镍铁；矿热炉；RKEF法 1 前言 金属镍具有良好的机械强度、延展性和化学稳定性，耐腐蚀，能磁化等一系列特性，广泛用于不锈钢、高温合金、电镀和化工等行业，在国民经济的发展中具有极其重要的地位。全球约2/3的镍用于生产不锈钢，镍原料的成本占奥氏体不锈钢生产成本的70%左右。 2 镍铁冶炼工艺分类 镍铁冶炼工艺主要有火法理、湿法两种。对于含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得金属镍。对于氧化矿主要是含镍红土矿，其品位低，适于湿法处理；主要方法有氨浸法和硫酸法两种。氧化矿的火法处理是镍铁法。 2.1 高炉法 高炉生产生铁历史悠久，但普遍使用高炉生产镍铁还是中国人发明（刘光火）和研究的结果。 高炉生产镍铁的流程主要是：矿石干燥筛分（大块破碎）——配料——烧结——烧结矿加焦炭块及熔剂入高炉熔炼——镍铁水铸锭和熔渣水淬——产出镍铁锭和水淬渣。 2.2 电炉（矿热炉）法 这里的电炉指被称作矿热炉的电弧炉的一种，矿热炉冶炼镍铁工艺流程是：原矿干燥及大块破碎——配煤及熔剂进回转窑彻底干燥及预还原——矿热炉还原熔炼——镍铁铁水铸锭及熔渣水淬——产出镍铁锭（或水淬成镍铁粒）和水淬渣。 该工艺通常是指回转窑加矿热炉工艺，在国外已有几十年的生产历史，有一套较成熟的技术和理论，国内也有少数厂家有几年的生产历史，但都是小设备生产，技术问题很多，效益也不好，近期有数家企业陆续投产和正在建设上规模的生产线。
中国镍铁冶炼技术发展之路
中国镍铁冶炼技术发展之路
中国恩菲
卢笠渔 2014.11
中国镍铁冶炼技术发展之路
主要内容
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一、中国镍铁冶炼技术现状 二、中国镍铁冶炼的开拓创新 三、中国镍铁冶炼存在的问题 四、中国镍铁冶炼的发展前景 五、小结
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中国镍铁冶炼技术发展之路
中国镍铁冶炼技术现状
一、中国镍铁冶炼技术现状
? 中国缺乏红土矿资源，镍铁冶炼行业起步晚，国际上火法冶炼 镍铁从鼓风炉开始始于130多年前，而我国的镍铁冶炼至今不足10 年时间。我国镍铁从无到有，快速发展，成为镍铁生产大国是举 世瞩目的，是绝无仅有的。
不锈钢 镍
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中国镍铁冶炼技术发展之路
中国镍铁冶炼技术现状
一、中国镍铁冶炼技术现状
? 10年中，我国镍铁发展的道路十分曲折，有春天也有严冬，从2005年到 2010年受镍价高位和不锈钢快速发展的影响，我国镍铁含镍短短几年就达到了 20万吨，但在世界范围内工艺最落后而产能最大。 ? 2010年之后，中国恩菲经几年的研究，在中国实现了RKEF工艺，2010年到 2013年的3年间生产镍铁含镍由20万吨达到了47.8万吨。其中RKEF法的产量近 50%，这是技术进步的体现。 ? RKEF的出现使中国镍铁生产在镍价低位的时候仍能持续生产并发展下去， 而且节约了大量的能源。22万吨镍铁由RKEF生，每年节电初估50亿度电以上， 相当于一个600MW的电厂。
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火法冶炼操作工竞赛初赛试题A卷答案 Coca-cola standardization office【ZZ5AB-ZZSYT-ZZ2C-ZZ682T-ZZT18】
火法冶炼操作工竞赛初赛试题（A卷） 一、填空题（每空分,共20分） 1．金属元素按其性质、产量及用途等差别分为有色金属和黑色金属 2、火法处理废杂铜的工艺有三种，主要是一段法、二段法和三段法。 3、耐火材料的分类方法有很多，其中按化学成分划分可分为酸性耐火材料、碱性耐火材料和中性耐火材料。 4、炉渣组成主要来自矿石、熔剂和燃料灰分中的造渣成分。 5、铜的化合物主要有硫化物、氧化物等。 6、冶炼生产过程中实行的“四高”是指：高投料量，高富氧浓度、高热强度、高锍品位。 7、耐火材料的分类方法有很多，其中按耐火度划分可分为普通耐火材料、高级耐火材料、特级耐火材料、超级耐火材料四大类 8、造锍熔炼所产炉渣是炉料和燃料中各种氧化物相互熔融而成的共熔体，主要 和FeO。 的氧化物是SiO 2 9、铜的原矿含Cu量一般都很低，不宜直接用于提取铜，需经过选矿处理后得到含Cu量较高的铜精矿。 10、闪速熔炼的物料干燥方式主要有气流三段式干燥和蒸汽干燥 11、耐火材料的矿物组成一般可分为主晶相和基质两大类。 含量时，炉渣的粘度将上升，比12、在一定渣成分范围内仅提高SiO 2 重将下降，电导率将下降。 13、传统的铜冶炼工艺是指鼓风炉熔炼法、反射炉熔炼法和矿热电炉熔炼法 14、影响炉子热效率的主要因素是烟气带走热、炉体热损失、燃料不完全燃烧及其他热损失 15、艾萨炉加热熔池时，根据喷枪端部压力、喷枪声音及摆动、熔池温度适当调整喷枪位置并适当加入还原煤。 二、选择题（每题分，共30分） 1、目前，世界上采用火法冶金和湿法冶金提取铜的产量比例是 D 。 A. 1：1 B. 2：1 C. 3：1 D. 4：1 2、 B 是世界上唯一的真正的连续炼铜法。 A、艾萨炼铜法 B、三菱炼铜法 C、闪速熔炼 D、诺兰达法 3、影响耐火制品抗热震性指标的主要原因是制品的 A 性质。 A.物理 B.化学 C.物理和化学 D.都不是 4、氧化产物中Fe3O4、Fe2O3和Cu2O的数量。取决于 B 。 A、原料中的Fe和处理的物料量； B、冰铜品位与原料SiO2的含量； C、原料中的Cu和处理的物料量； D、原料中的Fe和原料中的Cu含量；
镍铁冶炼的RKEF工艺 在世界范围，以廉价的红土镍矿为原料，采用RKEF火法冶炼镍铁的工艺技术具有很强的适用性和经济性。 (三)RKEF工艺介绍 1、对原料的要求 对于“回转窑(RK)-矿热炉(EF)”流程，矿石成分很重要，有3个指标是采用RKEF工艺应该关心的: (1) Ni品位，希望在1.5以上，最好 2.0以上。 (2) Fe,Ni，希望在6,10，最好接近6，中Ni品位高;如果Fe,Ni>10，则很难冶炼出含20,的镍铁，因为原料中Fe过高，很难在回转窑中控制氧化铁的还原度。 (3) MgO/SiO2，在0.55,0(65较合适，少量加入熔剂就可以得到低熔点的炉渣结构。 以上3个条件只是合适的条件，而不是必须的条件，在矿石条件不符合上述要求时，可以生产品位较低的镍铁，技术经济指标将受到影响。 还原剂(烟煤或无烟煤均可)和石灰石也是RKEF工艺所必需的，这两种原料在我国资源丰富，容易得到。 2、典型工艺流程、主体设备结构 (1) 生产流程 原料场?筛分、破碎和混匀配料?回转窑?矿热炉?铁包脱硫?精炼转炉?浇铸。在这个基础上，发展了对原料预干燥、原料制球、回转窑节能和余热发电、矿热炉高效冶炼和低熔点渣系配料、采用底吹或侧吹精炼转炉替代顶吹转炉、镍铁粒化等技术，适用于不同条件的工厂。
(2) 典型工艺装备组成 2台5.0×100m回转窑、2台63MVA的密闭矿热炉、40t的底吹精炼转炉，造粒和铸块设备。年产镍铁10.12万t(镍金属2,2.2万t)。鉴于国产设备的成熟度和运输条件制约，为降低投资，国内的在建工厂采用4座回转窑、2台48MVA矿热炉的方案将可以缩短建设周期，收到好的经济效益。 (3) 工艺概述 矿石、石灰石、还原剂在原料场、备料间加以筛分破碎后，混匀配料送入回转窑。 在回转窑中，原料经干燥、焙烧、预还原，制成约1000?的镍渣，回转窑烟气经余热锅炉、除尘、脱硫化后排放，粉尘与原料混合后再次入窑。
国内红土镍矿冶炼镍铁主流工艺技术 RKEF火法冶炼镍铁介绍 1 镍、镍铁和镍矿 1.1镍 镍是略带黄色银白色金属，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。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一位。捏镍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，镍的消费仅次于铜、铝、铅、锌，居有色金属第五位。因此，镍被称为战略物资，一直被各国所重视。 1.2镍铁 镍铁主要成分为镍与铁，同时还含有Gr、Si、S、P、C等杂质元素。根据国际标准（ISO）镍铁按含镍量分为FeNi20(Ni15~25%)、FeNi30(Ni25~35%)、FeNi40(Ni35~45%)、FeNi50(Ni45~60%),又再分为高碳（1.0~2.5%）、中碳（0.030~1.0%）和低碳（1＜0.030%）；低磷（P＜0.02%）与高磷（P＜0.02%）镍铁。目前国内生产厂家生产的镍铁品位10~15%，也有部分厂家生产20%或25%以上的镍铁。 1.3 镍矿 世界上可开采的镍资源主要有两类，一类是流化矿床，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%的镍来源于硫化镍
矿。而世界上镍的储量80%为氧化镍矿，矿物组成主要是含水镍镁硅酸盐（xNi.yMgO）2Si2n H2O,以及针铁矿Fe2O3.H2O、赤铁矿Fe2O3和磁铁矿Fe3O4，由于铁的氧化，矿石呈红色，所以通称红土镍矿。 世界上的红土镍矿分布在赤道线南北纬30°以内的热带国家，其可开采部分一般由三层组成：褐铁矿层、过渡层和腐殖土层。其化学成分组成见表1. 褐铁矿层，含铁多、硅镁少、镍低、钴较高，一般采用湿法工艺回收金属；再下层是混有脉石的残积层（过渡层和腐殖土层）矿，含硅镁高、铁较低、钴较低、镍较高，这类矿一般采用火法工艺处理。具体情况见表2?。 2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、钴较高，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、钴较低，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
1 概述 铜是人类应用的最古老的金属之一，它有很长的、很光辉的历史。考古学证明，早在一万年前，西亚人已用铜制作装饰品之类的物件。铜和锡可制成韧性合金青铜，考古发现在公元前约3000年，历史已进入了青铜时代。而今铜的化学、物理学和美学性质使它成为广泛应用于家庭、工业和高技术的重要材料。铜具有优良可锻性、耐腐蚀性、韧性，适于加工；铜的导电性仅次于银，而其价格又较便宜，故而被广泛应用于电力；铜的导热性能也颇佳；铜和其他金属如锌、铝、锡、镍形成的合金，具有新的特性，有许多特殊的用途。铜是所有金属中最易再生的金属之一，再生铜约占世界铜供应总量的40%。铜以多种形态在自然环境中存在，它存在于硫化物矿床中（黄铜矿、辉铜矿、斑铜矿、蓝铜矿）、碳酸盐矿床中（蓝铜矿、孔雀石）和硅酸盐矿床中（硅孔雀石、透视石），也以纯铜即所谓“天然铜”的形态存在。铜以硫化矿或氧化矿形式露天开采或地下开采，采出矿石经破碎后，再在球磨机或棒磨机中磨细。矿石含铜一般低于1%。 1.1 国内外铜冶金的发展现状 目前国内外的铜冶炼技术的发展主要还是以火法冶炼为主，湿法为辅。铜的火法生产量占总产量的80%左右。目前，全世界约有110座大型火法炼铜厂。其中，传统工艺（包括反射炉、鼓风炉、电炉）约占1/3；闪速熔炼（以奥托昆普炉为主）约占1/3；熔池熔炼（包括特尼恩特炉、诺兰达炉、三菱炉、艾萨炉、中国的白银炉、水口山炉等）约占1/3。 另外，世界范围内铜冶金工业同样面临铜矿资源短缺的问题，国土资源部信息中心统计资料表明：在世界范围内，铜是仅次于黄金的第2个固体矿产勘查热点，全球固体矿产勘查支出中约20%是找铜的，并且这一比例还有增加的趋势。相应地，铜也是各大势力集团争夺的焦点之一。从全球角度看铜的保证年限只有约29年。铜的主要出口国是拉美发展中国家。 1.2商洛情况 全市已发现各类矿产60种，已探明矿产储量46种，其中大型矿床15处，中型矿床24处。储量居全省首位的有铁、钒、钛、银、锑、铼、水晶、萤石、白云母和钾长石等20种，其中柞水大西沟铁矿储量3.02亿吨，占全省的46%，居全省第二位的有铜、锌、钼、铅等13种。
表面处理工艺 1.1 金属镀覆 1.1.1 金属镀覆工艺范围 为达到一定的防护性、装饰性、功能性要求，通常会对不同材料进行多种表面处理镀层设计，在工业上获得金属镀层较多应用的金属镀覆表面处理工艺如表7-1所示： 表7-1 金属镀覆工艺汇总 获得这些功能的最常用和最廉价的方式是传统电镀法。 1.1.2电镀基础介绍 1.1. 2.1 金属的标准电极电位 电极电位是表示某种离子或原子获得电子而还原的趋势。如将某一金属放入它的溶液中（规定溶液中金属离子的浓度为lM），在25℃时，金属电极与标准氢电极（电极电位指定为零）之间的电位差，叫做该金属的标准电极电位。 金属活动性顺序表（钾钙钠镁铝锌铁锡铅（氢）铜汞银铂金）自左向右活性由强变弱，标准电极电位由负变正。电极电位越负，金属越活泼，自然界没有金属态存在，如钠、钾、铝；电极电位越正，金属
越稳定，自然界有金属态存在，如铜、银、金。
表7-2 部分材料标准电极电位E°（25℃） 在一定的介质中，镀层金属的电极电位比基体金属的电极电位负时，此镀层为阳极性镀层（如钢上镀锌）。此类镀层完整性破坏后，仍可依靠电化学作用保护基体。 1.1. 2.3 阴极性镀层 在一定的介质中，镀层金属的电极电位比基体金属的电极电位正时，此镀层为阴极性镀层（如钢上镀铜）。阴极性镀层只能依靠自身的致密膜层保护基体金属，当镀层完整性较差或破坏之后，将加速基体金属的腐蚀。 1.1.3金属镀覆设计注意事项 1.1.3.1 环境条件分类 良好条件：不暴露在大气中，相对湿度不大于70%，密封条件下，不受腐蚀介质作用。 一般条件：非露天，一般大气条件，相对湿度不大于95%。 恶劣条件：户外、露天，受各种腐蚀介质作用，相对湿度会大于95%。 特殊条件：高温、低温、耐磨、特殊介质环境。 1.1.3.2 接触偶 两种材料的电位差大小决定了接触偶的大小（见表7-3）。电位差越大，腐蚀越快。一般条件下，标准电极电位差不超过0.5伏时，可以安全使用。
rkef冶炼工艺概述 RKEF法冶炼工艺概述前言 目前，国内外红土镍矿的处理方法主要有火法和湿法两种冶炼工艺，湿法工艺是使用硫酸、盐酸或者氨水溶液作为浸出剂，浸出红土镍矿中的镍和钴金属离子，常见的湿法处理工艺有高压酸浸工艺(HPAL)、常压酸浸工艺(PAL)和氨浸工艺(Caron)。火法工艺是在高温条件下，以C作还原剂，对氧化镍矿中的NiO及其他氧化物进行还原而得。火法冶炼因具有流程短、三废排放量少、工艺成熟等特点，已成为红土镍矿冶炼的主要工艺。 目前国内外主要有4种火法工艺:烧结—高炉流程(BF法);回转窑—电炉熔炼流程(RKEF法);多米尼加鹰桥竖炉—电炉工艺;日本大江山回转窑直接还原法。其中，RKEF法是当今世界上火法处理红土镍矿的先进及成熟工艺，广泛地应用于各国冶炼厂家。 RKEF(Rotary Kiln-Electric Furnace)法始于上世纪50年代，由Elkem公司在新喀里多尼亚的多尼安博厂开发成功，具有产品质量好、生产效率高、节能环保等优点。 在不锈钢产量大幅增幅的驱动下，RKEF法镍铁的生产能力急剧增加。我国冶炼镍铁电炉炉容在不断地扩大。额定容量25 MVA的炉型已经逐步退出主体炉型，进而33 MVA、36 MVA、48 MVA、51 MVA成为主体炉型。与此同时，我国矿热炉生产镍铁的工艺流程更加合理，矿热电炉的总体装备水平大幅度提高，冶炼工艺技术更加成熟。下面将概括介绍和讨论矿热电炉利用红土镍矿采用RKEF法冶炼镍铁的工艺技术。 1 工艺流程概述 利用红土镍矿生产镍铁的RKEF冶炼工艺流程如图1.1:
图1.1 RKEF工艺流程图 工艺流程主要包含以下几个阶段: (1)在露天料场进行红土矿的晾晒;大块红土矿的破碎、筛分、混匀。 (2)应用干燥窑对红土矿进行干燥;应用回转窑进行红土矿的焙烧预还原。以此获得焙砂。 (3)矿热电炉熔炼焙砂生产含镍生铁。 (4)回转窑与电炉余热的利用。 (5)粉尘的收集与再利用。 对RKEF法工艺的流程，矿石内部的成分尤为重要，其中有至少3个指标，在生产时需要关注: (1)Ni品位，控制在1.5以上，最好2.0以上。 (2)Fe/Ni，在6~10之间，最好接近6，因而矿中Ni品位高;如果Fe/Ni>10，则很难冶炼出含Ni=20%的镍铁，因为原料中Fe过高，很难在回转窑中控制氧化铁的还原度。 (3)MgO/SiO，在0.55~0.65较合适，少量加入熔剂就可以得到低熔点的炉渣结构。 2
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、钴较高，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、钴较低，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℃时选择性还原成金属镍钴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钴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℃-260℃，通过液固分离、镍钴分离，生产电解镍、氧化镍或镍冠，有些工厂生产中间产品，如混合硫化镍钴或混合镍钴氢氧化物。 高压酸浸流程处理的红土矿要求含MgO/Al2O3低，通常含MgO＜4%（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—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——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
表面处理大汇总 表面处理即是通过物理或化学的方法在材料表面形成一层具有某种或多种特殊性质的表层。通过表面处理可以提升产品外观、质感、功能等多个方面的性能。 外观：颜色、图案、logo、光泽\线条（3D、2D）； 质感：手感、粗糙度、寿命（品质）、流线型等等； 功能：硬化、抗指纹、抗划伤； 一、阳极氧化 阳极氧化：主要是铝的阳极氧化，是利用电化学原理，在铝和铝合金的表面生成一层Al2O3（氧化铝）膜。这层氧化膜具有防护性、装饰性、绝缘性、耐磨性等特殊特性。 工艺流程: 单色、渐变色：抛光/喷砂/拉丝→除油→阳极氧化→中和→染色→封孔→烘干 双色：①抛光/喷砂/拉丝→除油→遮蔽→阳极氧化1→阳极氧化2→封孔→烘干 ②抛光/喷砂/拉丝→除油→阳极氧化1→镭雕→阳极氧化2→封孔→烘干 技术特点: 1、提升强度, 2、实现除白色外任何颜色。 3、实现无镍封孔，满足欧、美等国家对无镍的要求。 技术难点及改善关键点： 阳极氧化的良率水平关系到最终产品的成本，提升氧化良率的重点在于适合的氧化剂用量、适合的温度及电流密度，这需要结构件厂商在生产过程中不断探索，寻求突破。 阳极氧化处理相关厂商 1、比亚迪 2、富士康 3、大禹化工 4、鸿荣恒铝制品
…… 二、电泳(ED-Electrophoresisdeposition) 电泳：用于不锈钢、铝合金等，可使产品呈现各种颜色，并保持金属光泽，同时增强表面性能，具有较好的防腐性能。 工艺流程：前处理→电泳→烘干 技术特点: 优点： 1、颜色丰富； 2、无金属质感，可配合喷砂、抛光、拉丝等； 3、液体环境中加工，可实现复杂结构的表面处理； 4、工艺成熟、可量产。 缺点：掩盖缺陷能力一般，压铸件做电泳对前处理要求较高。 电泳处理相关厂商 1、船南济城科技 2、弘昕五金 …… 三、微弧氧化(MAO) 微弧氧化：在电解质溶液中（一般是弱碱性溶液）施加高电压生成陶瓷化表面膜层的过程，该过程是物理放电与电化学氧化协同作用的结果。 工艺流程：前处理→热水洗→MAO→烘干 技术特点 优点： 1、陶瓷质感，外观暗哑，没有高光产品，手感细腻，防指纹； 2、基材广泛：Al,Ti,Zn,Zr,Mg,Nb,及其合金等； 3、前处理简单，产品耐腐蚀性、耐候性极佳，散热性能佳。 缺点：目前颜色受限制，只有黑色、灰色等较成熟，鲜艳颜色目前难以实现；成本主要受高耗电影响，是表面处理中成本最高的其中之一。 微弧氧化处理相关厂商 1、比亚迪
镍铁冶炼 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，没有必要一定要生产电解镍。这项技术的开发有利于中国企业参与海外镍矿资源开发，占有更多优势矿产资源。 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6200万吨, 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
国家职业资格培训教程-----火法冶炼工基础知识 1、重有色金属基础知识 1.1 主要几种金属的性质 1.1.1铜的性质 1.1.2镍的性质 1.1.3铅的性质 1.1.4锌的性质 1.1.5锡的性质 1.1.6其他金属的性质 1.2 主要几种金属的主要化合物性质 1. 2.1铜的主要化合物性质1.2.2镍的主要化合物性质 1.2.3铅的主要化合物性质 1.2.4锌的主要化合物性质 1.2.5锡的主要化合物性质 1.2.6其他金属的主要化合物性质 1.3 主要几种金属的用途及产销 1.3.1铜的用途及产销 1.3.2镍的用途及产销 1.3.3铅的用途及产销 1.3.4锌的用途及产销 1.3.5锡的用途及产销 1.3.6其他金属的用途及产销 1. 4主要几种金属的矿物、矿石及精矿的组成和分类
1.4.1铜的矿物、矿石及精矿的组成和分类 1.4.2镍的矿物、矿石及精矿的组成和分类 1.4.3铅的矿物、矿石及精矿的组成和分类 1.4.4锌的矿物、矿石及精矿的组成和分类 1.4.5锡的矿物、矿石及精矿的组成和分类 1.4.6其他金属的矿物、矿石及精矿的组成和分类 1.5主要几种金属的冶炼方法 1.5.1铜的冶炼方法 1.5.2镍的冶炼方法 1.5.3铅的冶炼方法 1.5.4锌的冶炼方法 1.5.5锡的冶炼方法 1.5.6其他金属的冶炼方法 2、重有色金属冶金原理基础知识 2.1冶金炉渣基础知识 2.2化合物的离解,生成反应基础知识 2.3氧化物的还原反应基础知识 2.4硫化矿的火法冶金基础知识 2.5粗金属的火法精炼基础知识 3、安全与卫生知识 3.1安全基础知识 3.2劳动保护基础知识 3.3环境保护基础知识 4、设备、设施维护基础知识 4.1冶金炉窑及设施维护基础知识 4.2机电设备维护基础知识 4.3耐火材料基础知识 5、ISO9000:2000质量管理体系基础知识 5.1基础与术语基础知识
五大表面处理工艺概述
五大表面处理工艺概述 1 黑色金属制品的浸蚀钢铁制品与大气长期接触或进行热处理时，其表面会覆盖上一层锈蚀物或黑色氧化皮，其化学组成是各种铁的氧化物。在进行各种表面处理时，必须预先除去这些氧化物。其方法有手工除锈、机械除锈和喷砂除锈等，而最通用的方法是采用各种酸类试剂处理来除锈。这种处理的实质是通过酸类对锈蚀物的溶解作用，以及在处理过程中酸类与金属基体反应产生的氢气对锈蚀物的机械剥离作用而从金属表面将锈蚀物清洗干净。用酸类清除表面大量氧化物的过程称为强浸蚀，或称为酸洗，清除表面上肉眼不易觉察的薄氧化膜的过程称为弱浸蚀。有时在浸蚀过程中也通以电流，则称为电化学浸蚀，电化学浸蚀既用于强浸蚀，也用于弱浸蚀，弱浸蚀一般是在强浸蚀后进入电镀槽之前进行的，该工序之后就不允许金属制品在大气中停留太久，特别是金属制品表面不应处于干燥状态。为保证浸蚀过程顺利进行，在浸蚀之前须先行除油，否则酸与金属氧化物不能充分接触，会使化学溶解反应受到抑制。（1）化学强浸蚀。在黑色金属强浸蚀中，常用的酸有硫酸、盐酸，或两者按一定比例混合的“混酸”。根据钢铁制品表面氧化物的组成和结构，当金属制品表面只带有疏松的锈蚀物时（其中主要是Fe2O3），可单独用盐酸来浸蚀，因为盐酸对制品的浸蚀速度快，基体溶解少，渗氢程度也小些，当金属制品表面为紧密的氧化皮时，使用硫酸浸蚀比单独用盐酸时的酸耗量要小些，成本也低，这是因为硫酸浸蚀时的机械剥离作用要比盐酸的强，当金属表面的锈和氧化皮含高价铁的氧化物多时，可采用混合酸进行浸蚀，这样既可发挥氢对氧化皮的
撕裂作用，又可加速Fe2O3和Fe3O4的化学溶解，加速洗净表面锈蚀物。影响强化学浸蚀效果的因素很多，其中主要是浓度、浸蚀温度等对于清洗效果的影响。实践证明对应于最大浸蚀速度有一个最适宜的硫酸浓度，此值约为25%（重量）。为了减少铁基体的损失，生产中一般使用的浓度为20%。就盐酸而言，虽然随着浓度增高浸蚀速度一直增加，但实验结果表明，当盐酸的浓度在20%以上时，基体的溶解速度比氧化物的溶解速度的增加要快得多，因此生产中很少使用浓盐酸。为了避免盐酸挥发损失，减少氯化氢毒气的析出量，盐酸浓度应控制在15%以下。当使用混酸时，多采用含10%H2SO4和10%HCl的混合液，这个比例可根据情况适当调整。温度对化学浸蚀速度也有较大影响，温度升高，浸蚀速度大幅度增加。为了减少基体金属的损耗，防止酸雾的逸出，并延长设备的使用寿命，一般都不采用高温浸蚀。当采用硫酸浸蚀时，温度最高不超过60℃。当采用盐酸或混酸浸蚀时，温度一般不超过40℃。在10%20%的上述酸液中进行浸蚀，随着使用时间的延长，浸蚀溶液的效力将逐渐降低。这是由于酸液中酸的浓度减小和溶解了的铁的浓度增高的缘故。当溶液中剩余酸的浓度为3%5%以及铁的含量达90g/L时，浸蚀液应予以更换。为了减轻浸蚀过程中基体金属的溶解，确保金属制品的几何尺寸和减少渗氢现象，在浸蚀液中应加入缓蚀剂。如在硫酸溶液中加入磷二甲苯硫脲和在盐酸溶液中加入乌洛托品，其缓蚀效果都不错。（2）电化学强浸蚀。黑色金属的电化学强浸蚀是借助于直流电进行的。 金属制品可以在阳极上处理，也可以在阴极上处理。清除锈蚀物的处理