镍铁还原生产及工艺介绍
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镍铁的生产工艺
镍铁的生产工艺包括以下几个步骤:
1. 矿石的选矿:首先将含有镍铁矿石的原料进行破碎、磨矿等处理,通过重选、浮选、磁选等方法将破碎后的矿石中的有用成分(主要是镍和铁元素)与废物分离。
2. 炉料制备:将精选后的镍铁矿石与煤焦炭、石灰石等混合,按照一定比例进行混合制备炉料。
3. 高炉冶炼:炉料被投入高炉中,在高温条件下发生冶炼反应。
冶炼过程中,镍、铁等金属元素被还原出来,形成镍铁合金。
4. 脱硫:在高炉冶炼过程中,矿石中的硫也会被还原出来。
为了降低镍铁中的硫含量,需要进行脱硫处理。
5. 脱磷:对于某些含有磷的镍铁矿石,还需要进行脱磷处理,以降低镍铁中的磷含量。
6. 精炼:将冶炼得到的镍铁合金进行进一步的冶炼和纯化,以获得高纯度的镍铁产品。
7. 粉末冶金(选用工艺):将冶炼得到的镍铁合金通过破碎、磨粉等步骤将其制成粉末,以供其他行业的需求(比如电池、电子器件等)。
以上是镍铁的一般生产工艺,不同的生产厂商可能会有些微差别。
镍铁工艺流程介绍镍铁工艺流程介绍镍铁是一种重要的合金材料,广泛应用于钢铁冶炼、不锈钢制造、航空航天等领域。
下面将介绍镍铁的工艺流程。
1. 原料准备:将含镍和铁矿石进行选矿,去除其中的杂质和不含金属元素。
矿石经破碎、磨矿等工艺处理后,得到精矿。
2. 烧结:将精矿进行烧结处理,使其变成小块的烧结矿。
烧结过程中,矿石在高温下发生矿石颗粒间的结合,形成坚固的烧结块。
3. 过湿法法:将烧结块经过湿法法处理,将其中的镍和铁分离。
湿法法主要是采用浸出和沉淀的方法进行分离。
在浸出过程中,将破碎的烧结块放入浸出槽中,加入稀硫酸浸出剂,使其中的镍和铁溶解在浸出液中。
然后,通过沉淀的方法将溶解在浸出液中的镍和铁分离,得到纯镍。
4. 电解精炼:将得到的镍通过电解精炼的方法进一步提纯。
首先,将得到的纯镍放入盐酸或硫酸中进行腐蚀,使其变成镍盐溶液。
然后,将溶解的镍通过电解槽,加入电流进行电解,使其中的杂质得到去除,从而得到纯度更高的镍。
5. 冶炼合金:将得到的纯镍和铁进行冶炼,制成镍铁合金。
冶炼过程中,将纯镍和铁放入高温炉中,加入适量的草酸和焦炭作为还原剂,使其反应生成镍铁合金。
冶炼过程中,要控制温度和碳含量等参数,以获得合适的合金成分和性能。
6. 深度加工:获得的镍铁合金可以通过深度加工进行进一步加工。
比如,可以进行铸造、轧制、锻造等工艺,制成不同形状和规格的镍铁制品。
对于一些特殊的应用领域,还可以进行热处理、表面处理等工艺,以提高镍铁的性能和质量。
以上就是镍铁的工艺流程介绍。
镍铁工艺流程经过多个环节的处理,从原料准备到最终的加工制品,每个环节都需要严格控制工艺参数和操作条件,以确保产品的质量和性能。
镍铁作为一种重要的合金材料,对于现代工业生产和科技发展起着重要作用。
含镍生铁的生产工艺流程含镍生铁是一种将镍与铁进行合金化的一种材料,它在许多领域中具有很高的应用价值。
以下为含镍生铁的生产工艺流程:1. 镍矿石预处理:首先,镍矿石经过一系列的预处理过程,包括破碎、磨矿和浮选等,将其分离出含镍的矿石。
2. 精炼:将含镍的矿石送入精炼炉进行精炼过程。
精炼炉通常是一种高温环境,常见的精炼方法有火法、湿法和电解法等。
在这一过程中,镍会与矿石中的其他杂质分离,并得到纯度较高的镍。
3. 高温还原:将经过精炼的镍与铁矿石按一定比例混合,送入高温还原炉中。
高温还原炉内有一定的还原气氛,常见的还原气有天然气、焦炭和煤粉等。
在高温还原过程中,镍和铁会发生还原反应,生成含有镍的铁。
4. 熔炼:经过高温还原的铁镍混合物(也叫做烧结锭)会被送入熔炼炉,进一步提取纯度更高的含镍生铁。
在熔炼炉中,烧结锭会与一定比例的炉渣混合,通过高温的熔融过程,使得铁和镍进一步结合,并去除其他杂质。
5. 冷却与凝固:熔融后的含镍生铁会被倒入模具中,然后进行冷却和凝固。
冷却的速度和温度控制是非常重要的,它会直接影响到最后产品的质量和性能。
6. 加工和成型:冷却后的含镍生铁需要进行加工和成型,以适应不同的应用需求。
加工过程包括铸造、锻造和热处理等,目的是进一步提高产品的力学性能和耐磨性能。
7. 检测和质量控制:生产过程中需要对含镍生铁进行严格的检测和质量控制,以确保产品符合规定的标准和要求。
这包括化学成分分析、物理性能测试和宏观外观检查等。
8. 包装和出厂:经过检测和质量控制合格的含镍生铁会进行包装,并准备出厂。
包装通常采用标准的运输包装或根据客户需求进行定制。
以上就是含镍生铁的生产工艺流程。
通过这一系列的工艺步骤,我们可以获得高纯度、高质量的含镍生铁,为各种行业的需求提供了可靠的材料基础。
生产过程中的质量控制是十分重要的,只有确保产品的质量才能满足客户的需求和要求。
国内外最新镍铁生产工艺介绍随着工业的发展和技术的进步,镍铁生产工艺也在不断创新和改进。
下面将介绍一些国内外最新的镍铁生产工艺。
1.单耗化工法单耗化工法是镍铁生产中常用的一种工艺,它的特点是能够提高镍和铁的产量,减少环境污染。
该工艺采用间歇加料、分段催化和连续批遇等操作方式,使得镍和铁在不同温度下分别还原和吸附,最后得到纳米级的镍铁合金。
这种工艺能够提高镍铁的产能,减少能源和原料消耗,并且减少了废气和废水的排放。
2.氧化铁还原法氧化铁还原法是一种新型的镍铁生产工艺,其基本原理是利用还原剂还原氧化铁,将其转化为镍铁合金。
这种工艺具有还原温度低、还原速度快、还原效果好的特点,可以大幅度减少能耗和原料消耗,降低环境污染。
此外,该工艺还可以在高浓度条件下进行,提高产量和品质。
3.电解还原法电解还原法是一种新兴的镍铁生产技术,它利用电解电池将镍和铁离子在电极上还原生成镍铁合金。
这种工艺具有工艺简单、操作方便、能耗低和环境友好的特点,可以大大提高镍铁的纯度和品质。
此外,电解还原法还可以通过调节电解条件来控制合金的组织结构和性能,满足不同应用领域的需求。
4.高温炉熔化法高温炉熔化法是一种长期以来被广泛应用的镍铁生产工艺,其基本原理是将镍和铁的混合物在高温下熔化,然后通过液相冷却形成镍铁合金。
这种工艺具有生产规模大、适应性广、产品质量稳定的特点,但也存在能耗高和环境污染严重的问题。
近年来,通过改进炉型和减少燃料消耗等措施,已经能够在一定程度上解决这些问题。
总之,随着科学技术的不断进步,镍铁生产工艺也在不断创新和改进。
通过引入新的工艺和技术,镍铁生产能够实现更高效、更清洁、更可持续发展。
但同时也需要注意,新工艺的应用需要经过严格的实验和验证,确保其在实际生产中的可行性和可靠性。
镍铁冶炼工艺简述
一、概述
镍铁是重要的合金材料,广泛用于冶金、电子、航空等领域。
镍铁冶炼是将镍和铁原料进行加工,以获得含有不同比例镍和铁的
冶金产品。
本文将简要介绍几种常见的镍铁冶炼工艺。
二、常见的镍铁冶炼工艺
1. 碳酸盐法冶炼
碳酸盐法冶炼是一种将镍铁矿石直接还原为金属镍铁的工艺。
它通过高温还原的方式,将矿石中的金属镍铁提取出来。
这种工艺
简单、成本低,但对矿石的要求较高。
2. 硫酸盐法冶炼
硫酸盐法冶炼是一种将镍和铁的氧化物还原为金属镍铁的工艺。
该工艺利用硫酸盐作为还原剂,将氧化物还原为金属。
这种工艺成
本较高,但提高了矿石利用率。
3. 电解法冶炼
电解法冶炼是一种利用电解的方法将镍铁分离的工艺。
通过在电解槽中加入适当的溶液,利用电流将镍和铁分离出来。
这种工艺能够得到高纯度的镍和铁,但成本较高。
4. 氟化物法冶炼
氟化物法冶炼是一种利用氟化物溶解镍铁的工艺。
通过在高温下将镍铁与氟化物反应,将金属溶解出来。
这种工艺能够得到高纯度的镍和铁,但操作难度较大。
总结:以上是几种常见的镍铁冶炼工艺,每种工艺都有其特点和适用范围。
在具体应用中,需要综合考虑成本、要求和操作难度等因素,选择合适的工艺进行镍铁冶炼。
镍铁合金生产工艺
镍铁合金是指由镍和铁两种元素构成的合金材料。
镍铁合金具有优异的磁性、耐腐蚀性和高温性能,广泛应用于航空航天、电力、化工等领域。
下面将介绍镍铁合金的生产工艺。
镍铁合金的生产工艺主要分为两个步骤:精炼和冶炼。
首先是精炼步骤。
原料为镍铁矿石和废钢。
镍铁矿石经过粉碎、磁选、浮选等工艺,提取出含有镍和铁的精矿。
废钢经过熔炼、脱碳等工艺,得到纯铁。
然后将镍铁精矿和纯铁放入电炉中进行还原反应,产生包含镍和铁的合金液。
在还原过程中,控制温度、氧气和碳含量等参数,以保证产出的镍铁合金具有所需的成分和性能。
接下来是冶炼步骤。
将合金液浇铸成型,得到铸锭。
铸锭经过热处理、轧制等工艺,得到不同规格和形状的镍铁合金产品。
在冶炼过程中,通过合理的控制温度、压力和冷却速度等参数,以保证镍铁合金的组织结构和机械性能符合要求。
在整个生产过程中,需要严格控制炉温、合金液的成分和熔炼工艺等因素,以确保镍铁合金的质量稳定可靠。
同时,还需要加强对环境污染的防治,采取相应的尾气净化和废水处理措施,保护环境和生态平衡。
总结起来,镍铁合金的生产工艺包括精炼和冶炼两个步骤。
精炼过程中将镍铁矿石和废钢进行炼制,得到含有镍和铁的合金液。
冶炼过程中将合金液浇铸成锭,经过热处理后得到成品。
通过严格控制工艺参数和加强环境保护,可以保证镍铁合金的质量和环保性能。
镍铁的生产工艺
镍铁是一种合金,由镍和铁按照一定比例混合而成。
生产镍铁的工艺主要包括镍铁矿的开采、选矿、炼焦、炼铁和镍铁合金的熔炼等步骤。
首先,镍铁矿的开采是镍铁生产的第一步。
镍铁矿通常存在于地下深处,需要进行开采和运输。
开采过程中,采矿工人使用爆破、钻孔和运输设备等工具,将矿石从地下开采出来,并将其送到选矿厂。
其次,选矿是将镍铁矿中的有用矿物与其他杂质进行分离的过程。
选矿厂通常使用机械方式进行磨矿、篦子分选和浮选等操作,以提高镍铁矿的品位,减少矿石中的杂质含量。
然后,经过选矿后的镍铁矿通常需要进行炼焦和炼铁的步骤。
炼焦是将煤炭进行加热,使其产生强烈的燃烧,从而得到焦炭。
炼焦过程中,煤炭中的杂质会被去除,而焦炭则作为还原剂用于炼铁过程。
炼铁是将炼焦的焦炭与镍铁矿一起放入高炉中进行冶炼的过程。
高炉中的高温条件使得冶炼过程能够有效进行。
在炼铁过程中,镍铁矿中的镍和铁会被还原,然后合并成镍铁合金。
此外,炼铁还会产生一些副产品,如炉渣和煤汽。
这些副产品可以用于其他用途。
最后,生产镍铁还包括镍铁合金的熔炼。
熔炼是将镍铁合金加热到一定温度,使其熔化并得到所需成分和品位的过程。
在熔
炼过程中,还可以根据需要添加一些合金元素,以调整镍铁合金的性质。
总的来说,镍铁的生产工艺包括镍铁矿的开采、选矿、炼焦、炼铁和镍铁合金的熔炼等步骤。
这些步骤的顺序和方法可能会因不同的生产设备和工艺技术而有所不同,但总的目标都是生产出品质优良的镍铁合金。
镍铁生产工艺流程
镍铁生产工艺流程是指将镍和铁进行合金化处理,从而得到镍铁合金的一系列工艺流程。
以下是一个典型的镍铁生产工艺流程:
1. 镍铁矿的选矿:从镍铁矿石中提取镍和铁。
首先进行矿石的破碎和磨矿,然后进行浮选、磁选等选矿过程,得到镍和铁的矿石浓缩物。
2. 熔炼与精炼:将矿石浓缩物放入高温的熔炉中进行熔炼。
镍铁矿石经过还原反应生成镍铁合金。
然后通过冷却和固化,得到初步的镍铁合金。
3. 碳还原:镍铁合金与煤碳反应,进行碳还原,将镍氧化物和铁氧化物还原为镍铁合金。
该过程需要加入适量的焦炭或燃料,产生高温高压反应。
反应产物中的金属镍被还原并与铁生成镍铁合金。
4. 清洁:将碳含量较高的镍铁合金进行清洁处理。
通过磁选和重力选别等方式,去除杂质,提高镍铁合金的纯度。
5. 熔炼与炉外精炼:将清洁后的镍铁合金进行二次熔炼。
通过连续熔炉或电弧炉等设备,将镍铁合金进行加热和液态处理,去除其中残留的杂质。
6. 铁分离:通过磁选等分离技术,将铁和镍进行分离。
这是为了得到高纯度的镍。
7. 镍精炼:将镍进行精炼处理,去除其中的杂质。
这一步骤通常包括电解、氧化、还原等过程,旨在提高镍的纯度。
8. 镍铁合金制品制造:将得到的高纯度镍和铁进行合金化处理,得到定制的镍铁合金产品。
这些产品可以用于各种不同的应用领域,如航空航天、电子、化工等。
以上是一个典型的镍铁生产工艺流程。
当然,实际的生产工艺还有很多细节和变化,具体需要根据不同的工艺要求和生产设备来确定。
镍铁回转窑工艺流程镍铁回转窑工艺流程是指通过回转窑设备对镍铁矿石进行冶炼和加工的工艺过程。
下面将详细介绍镍铁回转窑工艺流程的各个环节。
一、原料准备镍铁回转窑的原料主要包括镍铁矿石、还原剂和助熔剂。
镍铁矿石是通过采矿和选矿等工艺得到的含镍、铁的矿石,还原剂主要是煤粉或焦炭,用于提供还原反应所需的热能和还原剂。
助熔剂是为了提高熔融性能和降低熔融温度,常用的助熔剂有石灰石和焦炭灰等。
二、料堆建造镍铁回转窑的料堆是将原料按一定比例堆积在窑内,形成适当的反应环境。
料堆的建造需要注意矿石和还原剂的均匀分布,避免出现大块状物料,以保证反应的均匀进行。
同时,还需注意料堆的通风和空隙,以便于热风和气体的流动。
三、预热与干燥在镍铁回转窑工艺中,预热与干燥是为了除去原料中的水分和挥发性物质,提高还原反应的效率。
预热与干燥一般是通过向窑内注入热风进行加热,将原料表面和内部的水分和挥发性物质蒸发出来。
同时,也可以通过回转窑的转动实现原料的均匀加热和干燥。
四、还原反应还原反应是镍铁回转窑工艺中最重要的环节。
在高温下,还原剂与镍铁矿石发生化学反应,将镍铁矿石中的氧化物还原成金属镍和铁。
还原反应的温度一般在1200-1400摄氏度左右,可以通过调节窑内的热风温度和气氛控制。
五、冷却与卸料还原反应结束后,需要将窑内的烧结块进行冷却和卸料。
冷却过程可以通过向窑内注入冷风或者水进行降温,减少温度对设备和产品的影响。
卸料则是将冷却后的镍铁矿石产品从窑内取出,可以通过窑体的倾斜或者开启窑门等方式进行。
六、产品处理冷却后的镍铁矿石产品通常需要经过处理才能得到最终的产品。
处理的方式根据产品的要求和工艺流程的不同而有所不同,主要包括破碎、磁选、浮选等环节。
通过这些处理,可以得到高品质的镍铁产品。
七、尾气处理镍铁回转窑工艺中产生的尾气含有大量的热能和有害物质,为了减少对环境的污染和资源的浪费,需要对尾气进行处理。
常见的尾气处理方式包括除尘、脱硫、脱硝等,以保证排放的尾气符合环保要求。
镍铁冶炼工艺1.1 高镍合金工艺选择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。
由于风化淋滤,矿床一般形成几层,顶部是一层崩积层(铁帽),含镍较低;中间层是褐铁矿层,含铁多、硅镁少,镍低、钴较高,一般采用湿法工艺回收金属;底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,一般采用火法工艺处理。
(1)湿法工艺流程较成熟的湿法工艺流程有:Caron 流程和 HPAL 流程(HighPressure Acid Leach)。
Caron流程处理褐铁矿或褐铁矿和腐植土的混合矿,矿石先干燥,再还原,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。
干燥、焙烧、还原等火法工艺,消耗能量大;回收金属采用湿法工艺,消耗多种化学试剂;镍和钴的回收率比火法流程和 HPAL 流程低。
HPAL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170℃~245℃,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硫化物或氢氧化物。
HPAL 流程处理的红土矿要求含Al低、含Mg低,通常含Mg<4%,含Mg越高,耗酸越高。
(2)火法工艺流程红土矿储镍量约占镍总储量的70%,到2003年,红土矿产镍量占镍总产量的42%。
红土矿产镍量的70%是采用火法工艺流程回收的。
火法工艺处理红土矿的工艺流程有传统的 RKEF 流程(回转窑—矿热炉工艺)、多米尼加鹰桥竖炉—矿热炉法、日本大江山回转窑直接还原法等。
多米尼加鹰桥竖炉—矿热炉工艺流程包括将红土矿干燥脱水、制团、竖炉焙烧部分还原焙烧团矿、矿热炉熔炼生产粗镍铁、粗镍铁在钢包炉中精炼等工序。
日本大江山回转窑直接还原法生产镍铁,是唯一采用回转窑直接还原熔炼氧化镍的火法工艺。
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:回转窑焙烧、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。
有关铁冶炼的工艺: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、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。
镍铁生产工艺1. 引言镍铁是一种重要的合金材料,广泛用于制造不锈钢、合金钢、耐磨合金等工业领域。
镍铁的生产工艺涉及多个步骤和工艺参数的控制,本文将介绍镍铁的生产工艺流程和主要工艺参数。
2. 镍铁生产工艺流程镍铁的生产工艺流程主要包括矿石选矿、炼焦、炉料制备、冶炼和精炼等步骤。
2.1 矿石选矿镍铁的原料主要来自镍铁矿石。
矿石选矿是将含有镍铁的矿石进行精选,以提高镍铁的品位和回收率。
常用的选矿方法包括浮选、重选、磁选等。
2.2 炼焦在镍铁的生产过程中,需要大量使用焦炭作为燃料和还原剂。
炼焦是将煤炭在高温下进行加热和分解,得到焦炭和煤气的过程。
炼焦过程主要包括煤炭破碎、煤料配制、炉内加热和冷却等步骤。
2.3 炉料制备镍铁的炉料制备是指将选矿得到的镍铁矿石和还原剂(如焦炭)按一定比例混合制备成炉料。
合理的炉料配比可以提高镍铁的品位和冶炼效果。
2.4 冶炼镍铁的冶炼过程主要分为融炼和转炉炼炉两个阶段。
融炼是指将炉料投入高温炉中进行加热和还原反应,使镍铁矿石中的镍、铁元素得到分离和提取。
融炼的主要设备包括高炉、电炉等。
转炉炼炉是将融炼得到的镍铁液体转移到转炉中进行精炼,去除杂质和调整成分。
转炉炼炉的主要设备为转炉,在转炉炼炉中的工艺参数的控制对镍铁的质量产生重要影响。
2.5 精炼精炼是对冶炼得到的镍铁进行进一步的处理,以提高其纯度和精细度。
精炼过程主要包括氧化、还原、脱硫、脱铁、脱硅等步骤。
精炼的目的是得到具有特定化学成分和理化性能的最终产品。
3. 镍铁生产工艺参数镍铁的生产过程中,有许多工艺参数需要控制和调整,以获得满足要求的产品品质。
下面是一些常见的工艺参数:•温度:冶炼和精炼过程中的温度控制非常重要。
过高或过低的温度会对镍铁的冶炼和精炼产生不利影响。
•气氛:冶炼和精炼过程中的气氛控制也十分关键。
不同的气氛对镍铁的冶炼反应和杂质的去除有不同的影响。
•添加剂:在镍铁的生产过程中,可以根据需要添加适量的草酸、硫酸等化学品来调整反应条件和改善产品品质。
回转窑红土镍铁矿生产工艺介绍回转窑生产镍铁工艺:回转窑直接还原熔炼工艺几乎称得上是一项古老的工艺,日本采用该工艺生产镍铁(粒状镍铁,直接用于冶炼不锈钢)已有60余年的历史,被公认是能耗和成本最低的生产方法。
朝鲜由于缺少焦炭,几十年来也一直在用回转窑和普通煤炼铁(粒铁,粒状生铁,直接用于炼钢)。
回转窑两步法生产镍铁工艺一、原料原料为红土镍。
镍品位在1.0-2.0%。
二、主要辅助材料分别红土矿混合粉,返还料,煤末,石灰,汽油等。
煤末和石灰在印尼有丰富的资源,辅助材料成本低于国内成本。
三、工艺流程回转窑两步生产含镍生铁的方法。
步骤如下:1、预处理步骤:A、加干燥剂:在红土镍湿矿中按原矿的重量根据含水量不同加入3-6%干燥剂;干燥、脱水:混合干燥、脱水;磨细、过筛:脱水后的混全料磨细到5mm 左右,过筛得到5mm以下的矿粉。
干燥剂主要成本是石灰石及碱性调节剂,对红土镍矿起到干燥及调整混合料的PH 值,使混全料的PH 值控制在0.8 左右。
B、加碳物质:在矿粉中按混合料的含铁量不同加入45-50%的碳物质。
碳物质主要是煤粉及镍铁还原催化剂,起到镍铁在一次回转窑中快速还原及防止粘窑的作用。
2、一次回转窑还原熔炼步骤:A、预还原:将添加了碳物质的原料直接送入一次回转窑中预还原。
温度在控制在900-1100℃,还原时间为4-5 小时,在窑中,原料与煤燃烧所产生的热气流逆流运动,原料在中窑中半熔融条件下生成金属,金属生长为50-60%的Fe、Ni;B、还原:温度控制在1200-1250℃,还原时间3 小时,还原熔炼完成,金属生长为90%以上,烧成的物料熔块金属为液态Fe、Ni 混合物;C、一次回转窑内的置换还原出来的CO 做为燃气发电机的燃料,及经送风机给原矿风干脱水使用。
3、二次冷却回转窑冷却步骤二次冷却回转窑窑壁内没有耐火材料,熔融的液态物料从一次回转窑直接送入,在二次回转窑外壁加水将它冷却水淬成黑色的生镍铁,生镍铁温度在160-200℃左右。
国内外镍铁生产工艺介绍
镍铁是一种重要的合金材料,广泛应用于钢铁工业、电力工业、化工工业等领域。
国内外对于镍铁生产工艺的研究和发展也较为广泛,以下将对国内外镍铁生产工艺进行介绍。
1.高温还原炉法
高温还原炉法是目前广泛使用的一种镍铁生产工艺。
该工艺通过利用高温将镍矿石与焦炭反应,使镍矿石中的金属镍还原出来,并与焦炭中的碳反应生成镍铁合金。
常用的高温还原炉包括旋转窑炉和直接还原炉。
2.电解法
电解法是一种传统的镍铁生产工艺,在电解槽中将镍矿石与电解液反应,将镍电解出来并沉积在阴极上,形成镍铁合金。
该工艺适用于优质镍矿石的生产,但电解法存在电池效率低、能耗高等问题。
3.赤泥法
赤泥法是利用含镍的赤泥矿石进行镍铁合金生产的一种工艺。
该工艺主要通过在电弧炉中加入石灰石和赤泥,进行熔炼反应,使镍铁合金溶于熔渣中,并通过镍铁的沉积使其分离出来。
4.真空炉法
真空炉法是目前较为先进的镍铁生产工艺之一、该工艺通过在真空条件下进行熔炼反应,使镍矿石中的金属镍和石灰石溶解在熔渣中,在真空下将金属镍和石灰石分离,并通过沉积使其分离出来。
5.湿法冶炼法
湿法冶炼法是一种较为新兴的镍铁生产工艺。
该工艺主要通过高温高
压下将镍矿石与氧化剂反应,将镍氧化物还原为镍铁合金。
湿法冶炼法能
够有效降低能耗,减少对环境的污染,但对设备要求较高,投资成本较大。
以上是国内外镍铁生产工艺的简要介绍。
随着科技的不断进步和工艺
的不断创新,镍铁生产工艺将越来越趋于高效、环保和节能化。
镍铁冶炼工艺1.1 高镍合金工艺选择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。
由于风化淋滤,矿床一般形成几层,顶部是一层崩积层(铁帽),含镍较低;中间层是褐铁矿层,含铁多、硅镁少,镍低、钴较高,一般采用湿法工艺回收金属;底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,一般采用火法工艺处理。
(1)湿法工艺流程较成熟的湿法工艺流程有:Caron 流程和 HPAL 流程(HighPressure Acid Leach)。
Caron流程处理褐铁矿或褐铁矿和腐植土的混合矿,矿石先干燥,再还原,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。
干燥、焙烧、还原等火法工艺,消耗能量大;回收金属采用湿法工艺,消耗多种化学试剂;镍和钴的回收率比火法流程和 HPAL 流程低。
HPAL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170℃~245℃,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硫化物或氢氧化物。
HPAL 流程处理的红土矿要求含Al低、含Mg低,通常含Mg<4%,含Mg越高,耗酸越高。
(2)火法工艺流程红土矿储镍量约占镍总储量的70%,到2003年,红土矿产镍量占镍总产量的42%。
红土矿产镍量的70%是采用火法工艺流程回收的。
火法工艺处理红土矿的工艺流程有传统的 RKEF 流程(回转窑—矿热炉工艺)、多米尼加鹰桥竖炉—矿热炉法、日本大江山回转窑直接还原法等。
多米尼加鹰桥竖炉—矿热炉工艺流程包括将红土矿干燥脱水、制团、竖炉焙烧部分还原焙烧团矿、矿热炉熔炼生产粗镍铁、粗镍铁在钢包炉中精炼等工序。
日本大江山回转窑直接还原法生产镍铁,是唯一采用回转窑直接还原熔炼氧化镍的火法工艺。
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:回转窑焙烧、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。
镍铁到高冰镍工艺流程
镍铁到高冰镍的工艺流程一般包括以下步骤:
1. 原料准备:将镍铁原料进行筛分、破碎和混合,确保原料的均匀性。
2. 碱熔融:将镍铁原料与一定比例的氧化钠和氯化镁混合,在高温下进行碱熔融反应,使镍铁的主要成分溶解为氯化镍。
3. 氯碱化合物分解:将碱熔融产物经过分解反应,将产生的氯化镍进一步分解为氧化镍。
4. 还原冶炼:将氧化镍经过还原反应,将其还原为金属镍。
一般常用的还原剂是焦炭或石英。
5. 溶剂萃取:将还原得到的金属镍通过溶剂萃取的方法,从其他杂质中提取出来。
溶剂一般使用有机物,如环己酮。
6. 结晶析镍:将通过溶剂萃取得到的镍盐溶液进行结晶处理,得到高纯度的镍盐结晶。
7. 电解镍:将镍盐溶液通过电解的方法,使镍离子在电解槽中还原为金属镍沉积在电极上。
8. 精炼:通过再次混合、熔炼和净化处理,对电解得到的镍进行精炼,得到高纯度的冰镍产品。
不同的生产厂家和工艺流程可能会有所不同,以上仅为一种常见的高冰镍工艺流程。
镍铁提纯成纯镍工艺流程镍铁提纯成纯镍的工艺流程可真是个有趣的话题呢!那我就来给你好好讲讲吧。
一、镍铁的基本情况。
镍铁是一种镍和铁的合金,它里面镍的含量是比较高的,不过呢,还达不到纯镍的标准。
我们为什么要把镍铁提纯成纯镍呢?这是因为纯镍在很多领域有着超级重要的作用。
比如说在电池制造里,纯镍可以让电池的性能变得更好,还有在一些高端的金属制品加工中,纯镍也是不可或缺的材料呢。
二、初步处理。
在提纯之前,我们得先对镍铁做一些初步的处理。
这就像是给它做一个简单的“清洁”。
要把镍铁中的一些大的杂质去掉,比如说那些附着在表面的大块的炉渣之类的东西。
这个过程就像是我们打扫房间,先把大的垃圾扔掉一样。
通常会采用物理的方法,像磁选呀,因为镍和铁都有一定的磁性,利用这个特性就可以把那些没有磁性的杂质先分离出去一部分呢。
三、火法提纯。
1. 熔炼。
接下来就是火法提纯啦。
先把初步处理后的镍铁放到熔炉里去熔炼。
这就像是把食材放到锅里煮一样。
在高温下,镍铁会变成液态,这个时候呢,不同的金属元素就会因为它们的熔点和密度等性质的不同而开始有一些变化。
熔点低的杂质可能就会先变成气体跑掉一部分,这就像水烧开了,水蒸汽会跑出去一样。
2. 吹炼。
熔炼之后就是吹炼的过程啦。
往液态的镍铁里吹入氧气或者空气之类的气体。
这个时候呢,铁就会比镍更容易和氧气反应,就像两个小朋友抢玩具,铁更“活泼”,就先和氧气结合了。
生成的氧化铁就可以被去除掉,这样镍的纯度就会进一步提高啦。
这个过程就像是在一场比赛中,把竞争力弱一点的选手淘汰掉,让镍这个主角更突出呢。
四、湿法提纯。
火法提纯之后,可能还不能达到纯镍的标准,这时候就要用到湿法提纯啦。
1. 浸出。
把经过火法提纯后的镍物料放到酸或者碱溶液里进行浸出。
就像把脏衣服放到洗衣液水里浸泡一样。
在这个过程中,镍会以离子的形式进入溶液,而一些杂质可能就不会溶解,这样就又把一部分杂质去掉了。
不同的镍物料可能会选择不同的浸出剂,这就需要根据实际情况来决定啦,就像我们选择衣服清洗剂要根据衣服的材质一样。
还原镍矿
生产及工艺介绍
**********有限公司
二零一二年四月
目录
一、总论...................................... - 1 -
1、项目名称 (1)
2、主办单位 (1)
3、项目实施的必要性 (1)
二、本项目工艺的优点............................ - 3 -
三、产品市场 .................................. - 3 -
四、建设条件 .................................. - 3 -
1、区域条件 (3)
2、建设用地 (4)
3、实现环保要求 (4)
4、项目规模 (4)
5、电力、水资源条件 (4)
五、主要经济技术指标............................ - 4 -
六、生产工艺 .................................. - 5 -
1、生产工艺简述 (5)
2、主要技术指标 (6)
3、生产规模 (6)
4、产品主要原材料和技术条件 (7)
5、主要原材料和动力的年需求量 (8)
6、产量计算 (8)
7、工艺流程图 (8)
七、**********有限公司年产30万吨烧结矿投产情况..... - 9 -
一、总论
1、项目名称
**********有限公司年产30万吨还原镍矿工程
2、主办单位
**********有限公司
3、项目实施的必要性
镍铁是生产不锈钢的重要原料,在过去的30年间,全球不锈钢产量一直以平均超过5%的增长率增长。
最近几年,世界不同地区的不锈钢产量有所差异,而亚洲地区不锈钢产量有惊人的增加。
虽然不锈钢的开发不到100年,但不锈钢己经显示出是一种产量增长最快的金属原料,而最近几年其产量增长率甚至超过了塑料产量的增长率。
不锈钢产量有如此高的增长率的驱动力在于它所具有的点特点:耐腐蚀性和耐氧化性,具有较高的强度重量比,优良的轧制成形性、可焊接性能、低温韧性等。
镍铁的生产主要原材料是镍矿,而中国是镍矿资源极少,国内需求主要是从印度尼西亚和菲律宾等国进口,连云港是中国进口镍矿量最大港口之一。
连云港地区方圆500公里内钢厂林立,较大型的有锡钢、沙钢、兴澄钢铁、南钢、淮钢、莱芜钢厂、新泰钢厂、济钢、青岛钢厂等,根据这些钢厂的钢产量计算,每年这些钢厂仅铬、镍、锰系列合金就需要几十万吨。
而这些钢厂周边3—500公里范围内,没有生产还原镍矿的厂家。
这就给我们的生产还原镍矿并进行本土化销售创造了极
好的条件。
紧靠连云港优越的运输途径为可能进行的进出口贸易创造了有利条件。
我国的周边国家、地区如日本、韩国、台湾等每年要从我国大陆进口大量产品。
中国的有色金属和铁合金行业在未来的十年里将会有一个持续稳定的发展。
为充分发挥资源和地理优势,经过多年生产实践,在会同有关专家共同研究实验后,我们采用《金属矿石还原单质的方法及专门为该方法设计的还原焙烧设备》技术,在高温炉内对镍矿中的镍金属进行还原,其技术能获得品优还原镍矿,并有利于环境的保护,符合国家的产业政策,属于国家鼓励的项目。
二、本项目工艺的优点
1、本工艺能有效利用地方资源优势,增加地方税收。
2、解决地方的人员就业。
3、有利于环境保护,为三废治理设施提供了保障和规范化管理及监督的条件,大幅度降低三废的无序排放。
4、由于原矿含水较多,含水量在30%以上,仅运输费用每年就能节省上千万。
5、每吨节省焦炭约10%,每年节省焦炭费用近千万,并使产品质量提高。
6、对使用还原矿的冶金企业,由于还原矿的强度、透气性、导电性高于原矿,生产镍铁的电耗将减少10-20%。
7、本项目投资见效快,产品质量可控性高等,工程投资一年即收回。
三、产品市场
项目主要是生产还原镍矿,目前连云港、日照港和蓝山港是主要镍矿进口大港,江苏、安徽北部和山东南部镍铁生产基地已经形成,内地生产厂家主要也是依靠连云港进口镍矿,对还原镍矿的需求在不断增加,镍铁行业在未来的数年内会有一个持续的发展。
四、建设条件
1、区域条件
连云港市地处欧亚大陆桥的东端,是中国东部重要的矿藏进口港,公路、铁路、水路交汇,交通十分便利,港口资源主要有镍、铬、
锰矿等。
连云港凭借着区位、资源、政策、服务等优势,正成为投资的热土。
2、建设用地
本项目征地约100亩用于生产、办公、生活和绿化等建设。
3、实现环保要求
本项目能保证三废达标排放,对环保设施同时设计,同时施工,同时使用。
4、项目规模
新建还原窑四台,年产镍还原矿30万吨。
5、电力、水资源条件
电力:符合要求2000KVA,电价按照当地用电标准。
水:工厂生活用水和生产用水采用深水供给。
生产用水采用闭路循环方式,一台炉循环水量约2t/h。
五、主要经济技术指标
主要经济技术指标
项目投资收益单位:万元
六、生产工艺
1、生产工艺简述
镍矿的立式还原烧结技术于2011年获得国家发明专利,是我公司董事长***先生发明创造,这一专利已成功应用到生产实际中。
该专利的主要设备立式还原窑由驱动装置、卸料装置、炉体、布料器、烟罩、烟囱等组成。
立式还原窑工作时,煤燃烧和物料煅烧是同时进行的,冷空气从窑的下部进入窑内,首先冷却熟料,受热后的空气进入高温带煅烧,煅烧后的废气向上进入预热、分解带,和湿料层物料充分进行热交换,预热烘干入窑湿料球。
湿料球在立窑内先蒸发水分,然后CaCO3分解,CO2溢出,使料球成为松多孔状,空气通过空隙向料球内扩散,使料球内的碳粒燃烧,其主要燃烧方式是“无馅燃烧”,
能在1.05~1.1这样很少的空气过剩系数下达到完全燃烧,因此燃烧温度很高,燃烧的热量直接传递给物料,有利于快速烧成。
传统的给能方法(燃料燃烧)条件下,加大入窑供风过剩系数,大大减少了入窑阻力,进入立窑的干生料球处于沸腾煅烧和层状煅烧之间,呈悬浮状燃烧,热量高度集中,利用化学反应剧烈的特性,在新型立式还原窑的底部和中部强制供风,含有燃料的生料球从上部进入窑体,在立式还原窑高温带狭小空间内猛烈燃烧,可快速强化煅烧高强度熟料,热效率最高,投资最少,是目前立式还原窑的理想设备。
立式还原窑卸料机构,主要是强化窑的中部通风为目标,加高卸料机构高度,缩小中部物料层高度,减少中间通风阻力;独特的卸料结构设计,使底部入窑风向中部集中,提高中部兜风率;卸料平稳,熟料冷却好。
综上所述,HYY-32型新式还原机是一种高节能、高产率、低消耗、环保的新型红土镍矿还原设备。
2、主要技术指标
台时产量:10~12t/h
成品干燥还原热耗:750kca/kg以下
粉尘排放浓度:≤50mg/Nm3
综合电耗:≤40kwh/t以下
3、生产规模
生产规模为建设4台HYY-32型镍矿还原机及辅助设备,年生产还原镍矿30万吨,年工作天数330天。
4、产品主要原材料和技术条件
1)红土镍矿
红土镍矿(氧化镍矿石)是生产还原镍矿的主要原料,是由铁、镍、硅等含水氧化物组成的疏松粘土状矿石。
由于铁的氧化,矿石呈红土状。
红土镍矿一般含有20~40%的水分,矿石在料场自然风干破碎后,加入炭素混合,送入到还原窑。
镍矿被焙烧脱水和预还原后,成为还原镍矿。
红土原矿年需要量50万t,取自印尼苏拉威西岛。
红土矿技术条件见表。
红土矿技术条件
2)、焦炭
选用焦炭作为燃料,主要从当地或附近省购买。
焦炭技术条件见表。
焦炭技术条件
5、主要原材料和动力的年需求量
产品主要原材料和动力的年需求量
6、产量计算
直径3.2m还原窑产量计算公式:Q=π*r*r*k*t*p
π------圆周率
r------还原窑半径
k------窑内行程(米)
t------年工作天数(350天计)
p------还原矿比重
7、工艺流程图
还原矿生产采用最新的生产工艺技术,在还原窑内以碳为热源和还原剂经高温及无氧冷却产生还原矿。
还原镍矿工艺流程图
七、**********有限公司年产30万吨烧结矿投产情况
该项目1#、2#窑于2010年8月投产运行,运行15日后,产能即达到设计要求,日产量达到230~270吨。
3#、4#窑于2011年建成投产,7个工作日即达到日产250吨。
目前设备运转正常,产量、质量均满足工艺要求。