浅析红土镍矿火法_RKEF法_冶炼_王新凤
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红土镍矿火法冶炼工艺现状红土镍矿是一种重要的镍资源,其火法冶炼工艺在我国得到了广泛应用。
本文将从红土镍矿的特点、冶炼工艺流程、优缺点等方面进行探讨。
一、红土镍矿的特点红土镍矿主要分布在中国云南、广西等地,具有矿物组成简单、镍矿物主要为蒙脱石和针铁矿等特点。
此外,红土镍矿中的硅、镁等元素含量较高,难以直接进行磁选和浮选选矿,因此需要采用火法冶炼工艺进行提取。
二、红土镍矿火法冶炼工艺流程红土镍矿火法冶炼工艺主要分为熔炼和精炼两个阶段。
具体流程如下:1. 熔炼阶段(1) 矿石预处理:将红土镍矿先进行破碎、磨细,然后在高温下进行干燥。
(2) 熔炼过程:将经过预处理的矿石与焙烧产物和燃料一起放入炉中,通过高温反应使镍矿物还原为镍金属。
熔炼反应的主要化学方程式为:NiO+CO=Ni+CO2(3) 炉渣处理:熔炼产生的炉渣中含有一定量的铁、硅、镁等杂质,需要通过浸出、氧化等方法进行处理。
2. 精炼阶段(1) 精炼过程:将熔炼后的镍合金放入铸造坩埚中,加入一定量的铝、铜等金属,通过化学反应使杂质逐渐被还原掉,从而提高镍的纯度。
(2) 精炼产品加工:将精炼后的镍合金进行锻造、轧制等加工工艺,制成各种形状的金属制品。
三、红土镍矿火法冶炼工艺的优缺点红土镍矿火法冶炼工艺具有以下优点:1. 可以处理含硅、镁等难选元素较高的红土镍矿。
2. 熔炼反应速度快,冶炼周期短,生产效率高。
3. 通过添加金属等元素,可以进行精炼,提高镍的纯度。
但是,红土镍矿火法冶炼工艺也存在一些缺点:1. 需要大量的燃料,炉温高,能耗较大。
2. 熔炼过程中产生大量的炉渣,处理难度较大。
3. 精炼过程中需要添加大量的金属,成本较高。
四、结语红土镍矿火法冶炼工艺是一种比较成熟的提取红土镍矿中镍的方法。
随着科技的不断发展,人们对其进行了不断的改进和优化,使其在生产实践中得到了广泛应用。
未来,随着资源的日益稀缺和环境保护意识的不断增强,红土镍矿火法冶炼工艺将会得到更为广泛的应用和发展。
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。
红土矿资源特点和火法冶金工艺分析作者:张友平, 周渝生, 李肇毅, 李维国, Zhang Youping, zhou Yusheng, Li zhaoyi,Li Weiguo作者单位:宝钢研究院炼铁新技术研究所,上海,中国,201900刊名:铁合金英文刊名:FERRO-ALLOYS年,卷(期):2007,38(6)被引用次数:11次参考文献(10条)1.张守卫.谢曙斌镍的资源、生产及消费状况[期刊论文]-有色金属 2003(11)2.李建华.程威.肖志海红土矿处理工艺综述[期刊论文]-湿法冶金 2004(04)3.徐庆新红土矿的过去和未来[期刊论文]-中国有色金属 2005(06)4.宗树森对贫氧化镍矿冶金的几点意见 1962(02)5.肖振民世界红土型镍矿开发和高压酸浸技术应用[期刊论文]-中国矿业 2002(01)6.莫叔迟.刘占芬低氧化镍矿选择性还原生产炉料级镍铁研究 1994(01)7.邱竹贤有色金属冶金学 19958.蔡博.张士敏红土矿液态还原 19849.任鸿九.王立川有色金属提取冶金手册 200010.重有色金属冶炼设计手册 1995引证文献(11条)1.龙艳红土镍矿湿法处理现状及研究[期刊论文]-湖南有色金属 2009(6)2.赵昌明.翟玉春从红土镍矿中回收镍的工艺研究进展[期刊论文]-材料导报 2009(11)3.赵昌明.翟玉春.刘岩.段华美红土镍矿在NaOH亚熔盐体系中的预脱硅[期刊论文]-中国有色金属学报 2009(5)4.郭学益.吴展.李栋镍红土矿处理工艺的现状和展望[期刊论文]-金属材料与冶金工程 2009(2)5.刘晓民.姜晓东.鹿宁.李志芳开发中国特色红土镍矿冶炼工艺建设现代化镍铁厂[期刊论文]-铁合金 2009(2)6.李志茂.朱彤.吴家正镍资源的利用及镍铁产业的发展[期刊论文]-中国有色冶金 2009(1)7.牟文宁.翟玉春.刘娇红土镍矿高浓度碱浸提硅的研究[期刊论文]-材料导报 2009(4)8.胡顺峰.姜涛.李海印.周润峰红土镍矿品质特点及检验方法探讨[期刊论文]-中国矿业 2008(10)9.刘岩.张霞.申晓毅.翟玉春.徐冬红土镍矿有价元素高附加值利用的绿色冶金工艺(Ⅰ)熔融碱法提硅制备白炭黑[期刊论文]-化工学报 2008(10)10.程明明中国镍铁的发展现状、市场分析与展望[期刊论文]-矿业快报 2008(8)11.周晓文.张建春.罗仙平从红土镍矿中提取镍的技术研究现状及展望[期刊论文]-四川有色金属 2008(1)本文链接:/Periodical_thj200706005.aspx授权使用:西安建筑科技大学(xajzdx),授权号:ee1c9e7a-b0f9-4a66-af80-9ea600e9f7bc下载时间:2011年3月14日。
5.方茴说:“那时候我们不说爱,爱是多么遥远、多么沉重的字眼啊。
我们只说喜欢,就算喜欢也是偷偷摸摸的。
”6.方茴说:“我觉得之所以说相见不如怀念,是因为相见只能让人在现实面前无奈地哀悼伤痛,而怀念却可以把已经注定的谎言变成童话。
”7.在村头有一截巨大的雷击木,直径十几米,此时主干上唯一的柳条已经在朝霞中掩去了莹光,变得普普通通了。
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红土镍矿的冶炼工艺我国的镍矿类型主要分为硫化铜镍矿和红土镍矿。
红土镍矿的镍含量低于硫化镍矿,过去不受重视,但随着可开采的硫化镍矿资源的日益枯竭和镍需求的价格抬高,企业开始把注意力转向红土镍矿,国内甚至有些钢铁企业打算大量进口印尼红土镍矿,以加工降低生产成本。
随着红土镍矿资源不断地开发,红土的镍矿冶炼工艺也越来越受到人们的关注。
一般来说,目前我们将红土镍矿的冶炼工艺分为三类,即火法工艺、湿法工艺以及火法-湿法结合工艺。
下面中国矿产商业网专家就为您具体讲解各个冶炼工艺的处理流程。
1、火法工艺红土镍矿的火法冶炼工艺还可以分为:镍铁工艺、镍硫工艺以及还原焙烧-磁选法三类。
(1)镍硫工艺该工艺是在生产镍铁工艺的1500-1600℃熔炼过程中,加入硫磺,产出低镍硫,再经过转炉吹炼生产高镍硫。
生产高镍硫的主意工厂有:法国镍公司、印尼的苏拉威西.梭罗阿科冶炼厂。
1.“噢,居然有土龙肉,给我一块!”2.老人们都笑了,自巨石上起身。
而那些身材健壮如虎的成年人则是一阵笑骂,数落着自己的孩子,拎着骨棒与阔剑也快步向自家中走去。
5.方茴说:“那时候我们不说爱,爱是多么遥远、多么沉重的字眼啊。
我们只说喜欢,就算喜欢也是偷偷摸摸的。
”6.方茴说:“我觉得之所以说相见不如怀念,是因为相见只能让人在现实面前无奈地哀悼伤痛,而怀念却可以把已经注定的谎言变成童话。
不同红土镍矿的处理工艺简述氧化镍矿是含镍橄榄石经长期风化淋滤变质而形成的矿物,由于矿床风化后铁的氧化,矿石呈红色,因而通称为红土矿(Laterite)。
根据矿石中铁和镁含量的不同,含镍红土矿可以简单地分为褐铁矿类型和残积矿类型。
一般残积矿类型氧化镍矿含镁较高,而褐铁矿类型镍红土矿含铁较高而含镁较低。
一、现有红土镍矿处理技术概况在红土镍矿的处理方面,比较成熟的冶炼方法包括:①回转窑干燥预还原-电炉熔炼法(RKEF)、②烧结-鼓风炉硫化熔炼法、③烧结-高炉还原熔炼法、④回转窑(或隧道窑、或转底炉)半熔融还原焙烧-磁选法、⑤还原焙烧(回转窑或沸腾炉)-氨浸法、⑥高压酸浸法、⑦常压酸浸法以及⑧硫酸堆浸法等。
上述处理方法均有各自的适应性,需要根据矿石镍、钴、铁含量和矿石类型的差异,以及当地燃料、水、电和化学试剂的供应状况等的不同,选用适宜的冶炼工艺。
从总体上说,红土镍矿的处理主要分为火法冶金和湿法冶金二大类。
1.1 火法冶金火法冶金主要处理含镍 1.5~3%、Fe10~40%、MgO5~35%、Cr2O31~2%的含镍品位较高的变质橄榄岩。
冶炼工艺主要包括回转窑干燥预还原-电炉熔炼法(RKEF)和鼓风炉硫化熔炼及烧结-高炉还原熔炼法,产品主要为镍铁合金和镍锍产品,镍铁合金主要供生产不锈钢,镍锍则须经转炉进一步吹炼生产高冰镍产品。
日本大江山冶炼厂则采用回转窑高温半熔融还原焙烧(~1350℃)产出粒铁,经破碎、跳汰富集产出含镍大于20%的镍铁合金供生产不锈钢,并被公认为是目前最为经济的处理镍红土矿的方法。
回转窑干燥预还原-还原熔炼工艺生产镍铁,镍的回收率可以达到90%以上,但生产镍铁时由于进入镍铁中的钴不计价,因此对钴含量较高的氧化镍矿并不适用。
由于红土镍矿含水高,加之投资大,从经济角度考虑,电炉还原熔炼工艺适宜于处理镍含量大于 1.8%、钴含量小于0.05%的矿石,且要求当地要有充沛的电力供应。
鼓风炉硫化熔炼也是经典工艺,红土镍矿在配入适量的CaO和SiO2后,在约1100℃下烧结成块,再配入20%左右的黄铁矿和约15~25%的焦炭,在鼓风炉内约1350℃的温度下熔炼,产出含镍8~15%的低冰镍产品。
浅析红土镍矿火法(RKEF法)冶炼本文中简要的介绍了一下我国红土镍矿的处理方法,将小高炉熔炼法“烧结机-矿热炉“,同RKEF(回转窑-矿热炉熔炼法)进行简单的对比,以突出RKEF 工艺在红土镍矿处理中的优点,主要是从环保、节能、综合利用、产品质量等这几个方面分析。
标签:红土镍矿;火法冶炼;RKEF工艺1 小高炉熔炼法小高炉熔炼法是我国处理红土镍矿自主研发的一种冶炼方法。
小高炉熔炼的流程是:红土镍矿--破碎筛分--干燥--配料--烧结--高炉熔炼--含镍生铁和炉渣。
1.1 工艺流程当中的高炉熔炼有很大的缺点:(1)要用优质的焦炭作为熔炼的燃料,焦炭的耗能量很大,能耗高;(2)产品镍含量通常在2~8%,大多在5%以下,镍品位低,杂质含量高,一般用于200系的不锈钢生产。
(3)在冶炼的过程中有害气体的排放量大,比如为了增加炉渣的流动性而添加萤石,萤石加入量占炉料总量的8~15%,然而在国内,镍铁小高炉没有设置脱氟设备,全部放散,从而导致排放的高炉烟气中含有大量有害的含氟气体。
(4)红土镍矿可分为“高铁低镁(低镍)“、低铁高镁(高镍)红土镍矿,两种不同类型原料。
而当红土矿含镍1.5%、含铁35%时比较适合小高炉熔炼,可产出含镍约4%的低镍生铁。
但如果是低铁高镁(高镍)矿用小高炉熔炼,那么就会导致高炉的产渣量大、粘度大情况,从而难以保证炉况顺行。
(5)由于炉料强度低,所以只能采用小型高炉(矮高炉)生产镍铁,而无法进行大规模的生产。
(6)小型高炉生产镍铁的成本较高,目前,只能在市场镍价15万元以上才能维持盈利。
鉴于以上原因,无论是从技术还是经济的角度来看,小高炉法对原料的适应性差、无法大型化生产,随着焦炭价位回归合理、镍价下跌和环保政策落实,目前我国的高炉镍铁厂大部分已停产。
2.冷料入炉“烧结机-矿热炉“镍铁工艺根据焦炭涨价和用户要求高含镍量的镍铁的实际情况,国内建设了一些用烧结机生产红土镍矿烧结矿,冷却后入矿热炉冶炼镍铁的工厂。
不同红土镍矿的处理工艺简述氧化镍矿是含镍橄榄石经长期风化淋滤变质而形成的矿物,由于矿床风化后铁的氧化,矿石呈红色,因而通称为红土矿(Laterite)。
根据矿石中铁和镁含量的不同,含镍红土矿可以简单地分为褐铁矿类型和残积矿类型。
一般残积矿类型氧化镍矿含镁较高,而褐铁矿类型镍红土矿含铁较高而含镁较低。
一、现有红土镍矿处理技术概况在红土镍矿的处理方面,比较成熟的冶炼方法包括:①回转窑干燥预还原-电炉熔炼法(RKEF)、②烧结-鼓风炉硫化熔炼法、③烧结-高炉还原熔炼法、④回转窑(或隧道窑、或转底炉)半熔融还原焙烧-磁选法、⑤还原焙烧(回转窑或沸腾炉)-氨浸法、⑥高压酸浸法、⑦常压酸浸法以及⑧硫酸堆浸法等。
上述处理方法均有各自的适应性,需要根据矿石镍、钴、铁含量和矿石类型的差异,以及当地燃料、水、电和化学试剂的供应状况等的不同,选用适宜的冶炼工艺。
从总体上说,红土镍矿的处理主要分为火法冶金和湿法冶金二大类。
1.1 火法冶金火法冶金主要处理含镍 1.5~3%、Fe10~40%、MgO5~35%、Cr2O31~2%的含镍品位较高的变质橄榄岩。
冶炼工艺主要包括回转窑干燥预还原-电炉熔炼法(RKEF)和鼓风炉硫化熔炼及烧结-高炉还原熔炼法,产品主要为镍铁合金和镍锍产品,镍铁合金主要供生产不锈钢,镍锍则须经转炉进一步吹炼生产高冰镍产品。
日本大江山冶炼厂则采用回转窑高温半熔融还原焙烧(~1350℃)产出粒铁,经破碎、跳汰富集产出含镍大于20%的镍铁合金供生产不锈钢,并被公认为是目前最为经济的处理镍红土矿的方法。
回转窑干燥预还原-还原熔炼工艺生产镍铁,镍的回收率可以达到90%以上,但生产镍铁时由于进入镍铁中的钴不计价,因此对钴含量较高的氧化镍矿并不适用。
由于红土镍矿含水高,加之投资大,从经济角度考虑,电炉还原熔炼工艺适宜于处理镍含量大于 1.8%、钴含量小于0.05%的矿石,且要求当地要有充沛的电力供应。
鼓风炉硫化熔炼也是经典工艺,红土镍矿在配入适量的CaO和SiO2后,在约1100℃下烧结成块,再配入20%左右的黄铁矿和约15~25%的焦炭,在鼓风炉内约1350℃的温度下熔炼,产出含镍8~15%的低冰镍产品。
洛阳建材建筑设计研究院RKEF红土镍矿镍铁冶炼技术介绍一、红土镍矿镍铁冶炼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.图1 红土型镍矿剖面图模式褐铁矿层,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。
红土矿镍铁冶炼技术进展分析摘要:近年来我国综合国力的不断增强,工业的迅猛发展,涌现出大量的工业企业。
镍铁是生产结构钢、不锈钢和耐热铸钢的重要原料,可改善钢的抗拉强度、冲击韧性、屈服点和变形能力,被广泛应用于机械、医疗、国防、轻工业等领域。
目前,镍的提取有火法和湿法两种工艺,本文主要是对红土镍矿的火法和湿法处理工艺进行对比、分析,明确每种工艺的优缺点,为以后工业化处理红土镍矿生产镍铁提供有用的参考价值,同时预测了未来红土镍矿的工艺发展方向。
本文就红土矿镍铁冶炼技术进展展开探讨。
关键词:镍铁;冶炼技术;进展引言镍是一种白色金属,主要用于生产不锈钢。
镍的资源类型通常分为硫化镍矿和氧化镍矿二类。
从世界范围看,约有70%的镍是从硫化镍矿中提取的,但赋存在氧化矿床中的镍却占镍储量的65%~70%。
随着硫化镍矿资源的日益枯竭,大量存在的红土镍矿成为开发的重点。
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。
1红土镍矿资源分类和特点红土镍矿的可开采部分一般包括三部分,位于矿床上部的是褐铁矿层(铁质矿),特点是高铁(质量分数40%~50%)、低镍(质量分数0.8%~1.5%),硅、镁较低(质量分数分别为10%~30%和0.5%~5%),但钴含量相对较高(质量分数0.1%~0.2%);位于矿床下部的是腐殖土层(镁质矿),特点为硅、镁含量较高(质量分数分别为30%~50%和15%~35%),铁、钴含量较低(质量分数分别为10%~25%和0.02%~0.1%),镍含量较高(质量分数达 1.8%~3%);而处于中间的为过渡层,其中镍、钴、铁、镁的含量分别为质量分数 1.5%~1.8%、0.02%~0.1%、25%~40%和5%~15%。
红土镍矿的断面不同所含的矿物类型就不同,因此按所含矿物的类型来划分,红土镍矿可分为两大类:褐铁矿型和硅镁镍矿型,适用于不同的提取工艺。
总体上来说,含镍量相对较低的红土镍矿运用湿法冶金技术进行处理冶炼镍铁是合适的,得到的炉渣可返回钢的生产系统加以回收;而采用火法冶金工艺处理含镍量相对较高的红土镍矿,进而制备镍铁则较为合适,炉渣可以用于建筑,也可以用于生产化肥;其他类型的红土镍矿,可根据具体情况从火法和湿法冶金两种工艺中做出选择。