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。
、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。
、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2730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2730之间的镍铁。
从表—2 可以看出世界上大部分镍铁厂的镍铁品位在1827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公司名称国家产量t/a 镍铁品位FENI 马其顿7000 35-50Falcondo 多米尼加28500 哥伦比亚49100 34-36Pobuzhsky 乌克兰16000 25-35Codemin巴西6500 30Doniambo 新喀里多尼亚60000 22-30Larymna希腊19200 20-25LomadeNiquel 委内瑞拉1740020-25Hyuga 日本22000 16-28Hachinohe 日本4100017-23Oheyama 日本15000 16-23Pomalaa 印度尼西亚11000 18-21 、镍铁工艺流程介绍传统的回转窑—电炉工艺生产镍铁的工艺流程见图—1。
图11-1 传统的回转窑—电炉工艺生产镍铁的工艺流程、回转窑—电炉工艺生产镍铁案例介绍中国恩菲近期给国内三个公司的镍铁项目进行了设计和论证具体项目是1、福建鼎信实业有限公司5000吨镍/年的镍铁项目2010 年6 月将投产建设地点在福建省福安市该项目属于公司的试验基地性质成功后将在印尼的OB 岛建厂该公司拥有红土镍矿山镍铁冶炼用的红土镍矿品位、24。
2、新希望集团镍铁项目一期5000 吨镍/年、二期10000 吨镍/年建设地点在广西钦州市已到施工图设计阶段并准备在印尼成立两家资源类公司进军印尼的镍资源冶炼用的红土镍矿品位镍、铁15-17。
3、金川公司30000 吨镍/年的镍铁项目建设地点在广西防城港市正在进行项目调研冶炼用的红土镍矿品位镍、铁20。
下面是福建鼎信实业有限公司5000 吨镍/年的镍铁项目的生产工艺、矿石干燥红土矿是经长期风化淋滤变质而成的含水较高需要进行预干燥。
标准的回转窑—电炉工艺处理红土矿时回转窑给料前的干矿石含水一般为2022 这一含水率水平有利于最大程度降低矿石运输入窑过程中的粉尘发生率并易于处理矿石。
由皮带运输机从矿石堆场运来的矿石直接加到干燥窑内矿石从干燥窑的窑头加入与热烟气接触而被加热干燥。
矿石中自由水部分蒸发进入烟气矿石则由胶带运输机运到配料车间或者运到干矿储存库储存。
干燥窑进料端设快速翻板卸灰阀将漏料排到料罐人工运到矿仓。
干燥窑燃烧室采用煤粉作燃料燃烧室为立式结构易于排出煤灰。
燃烧室顶部设煤粉燃烧器一次风机将煤粉输送到煤粉燃烧器中二次风将煤粉完全燃烧燃烧后烟气配入三次风将烟气温度控制在950℃左右。
进入干燥窑的烟气温度取决于煤灰的熔点煤灰熔点高烟气温度则可以提高。
干燥车间设有煤粉仓煤粉制备产生的合格煤粉采用气体输送到干燥车间煤粉仓煤粉仓储存煤量约22t储存时间约12h煤粉仓下设锁风定量给煤机将煤粉定量输送到煤粉燃烧器燃烧。
煤灰则沉到燃烧室的下部燃烧室下设电动扇形闸门定期打开闸门将煤灰排到煤灰罐内由叉车运到渣堆场堆存。
干燥后的烟气进入电收尘器收尘后由排烟机经烟囱排空。
、配料及烟尘制粒来自干燥车间或者干矿仓的干矿由皮带运输机运到配料车间。
本项目一期工程设有4 个干矿仓其中3 个干矿仓每个储存干矿量150t干矿仓下设定量给料机将干矿定量、均匀的给到皮带输送机上并运到焙烧还原车间另外 1 个矿仓储存干矿量60t干矿通过定量给料机、皮带运输机将干矿石给到1 个圆盘制粒机上与烟尘混合制粒。
配料车间设有还原煤加料仓 1 个、返料仓1 个、备料仓1 个。
采用轮式装载机将还原煤加到皮带运输机并运到还原煤仓煤仓下设定量给料机将煤定量、均匀的给到运往回转窑焙烧车间的皮带运输机上。
返料主要包括回转窑焙烧预还原过程中产生的大块其他返料包括精炼过程中产生的返料渣等。
返料经人工破碎后返回回转窑。
烟尘制粒采用圆盘制粒方式烟尘来自回转窑、电炉及干燥窑等这些烟尘通过气力输送到烟尘制粒的烟尘仓烟尘仓分为两个不同接收仓一个接收干燥窑烟尘另一个接收回转窑和电炉烟尘。
通风收集的烟尘输送到干燥窑烟尘仓。
每个烟尘仓可以储存35t 烟尘烟尘通过螺旋输送机定量输送到双轴粉尘加湿机内在双轴粉尘加湿机内按一定比例加入水加入的水量达到烟尘粒料的额定含水量。
双轴粉尘加湿机将烟尘加湿并输送到圆盘制粒机作为黏结剂的干矿按比例通过皮带输送机加到圆盘制粒机在圆盘制粒机干矿、烟尘混合制成粒料并调整粒料的含水。
烟尘与干矿的混合比为6 烟尘粒料含水初步确定为25 4。
生产过程可根据实际情况进行调节。
、回转窑焙烧预还原干燥后的矿石、烟尘制粒产生的粒料、还原煤和返料经加料胶带运输机加入到回转窑焙烧。
回转窑采用逆流操作。
还原煤与矿石一起加入回转窑。
还原煤粒度要求为515mm。
回转窑设有煤粉烧咀由风机鼓入一次风和二次风控制烧咀的风量使回转窑达到还原气氛。
回转窑煤粉由煤粉制备车间通过气体输送到回转窑煤粉仓通过转子秤定量输送到回转窑烧咀内燃烧产生的烟气与矿石逆流。
回转窑主要有四个作用1红土矿表面水份彻底蒸发2结晶水即烧损降到最大预还原反应部分还原矿石中的铁、镍和钴氧化物4焙砂加热到800℃。
矿石在回转窑内进行预还原可减少电炉的负荷。
回转窑窑头设有焙砂中间料仓和格筛产生的焙砂通过格筛格筛过筛粒度设计为-250mm筛下的焙砂进入焙砂缓冲仓进行储存并通过焙砂料罐运到电炉熔炼车间进行熔炼。
大块物料经格筛端部排入废料堆送到精炼渣处理系统进行破碎回收矿石。
焙砂从回转窑排放出来温度775850℃进入到焙砂中间料仓。
中间料仓容量30t借助中间料仓将热焙砂排放到焙砂转运料罐焙砂转运料罐放在转运车上有轨转运车通过转运车将料罐运到电炉熔炼车间。
、焙砂转运和电炉加料焙砂从回转窑排放出来温度为775℃850℃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。
起重机将料罐放置到电炉给料仓上部。
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。
回转窑中间料仓排料时需要进行通风排烟控制粉尘飞扬。
电炉加料仓设有专门的通风系统料罐往电炉加料仓加料时通风系统自动通风作业防止粉尘飞扬。
通风系统收集的烟尘输送到烟尘制粒制粒后返回回转窑。
、电炉熔炼由桥式起重机自动地将焙砂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12 个电炉加料仓内焙砂经加料管加到电炉内电炉共设有36 个加料管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。
