镍铁生产工艺流程

天立环保工程股份有限公司

2×36MWA镍铁项目概述

一、原料分布及供应情况

红土矿曾是早期镍的主要资源，从1950年以来镍的产量和需求不断增加，到2012年来自于红土矿的镍产量份额将增加到51%，镍的供应量随着世界经济周期和其他世界事件而变化。但总体来说，镍的产量以每年4%的速度增长。高于世界GDP平均增长率。

红土矿资源各地区的分布情况见表一

国家或地区 资源/Mt 镍品位/% 含镍量/Mt 占总镍量的比例/%

澳大利亚 2452 0.86 21 13.1

非洲 996 1.31 13 8.1

中、南美洲 1131 1.51 17 10.6

加勒比海 944 1.17 11 6.9

印度尼西亚 1576 1.61 25 15.7

菲律宾 2189 1.28 28 17.4

新客里多利亚 2559 1.44 37 22.9

亚洲和欧洲 506 1.04 5 3.3

其他 269 1.18 3 2.0

总计 12621 1.28 161 100

从项目的观点看，镍红土矿储量敏感于镍边界品位或在腐植土可富集时敏感于回收率。大多数情况下矿层中的褐铁矿不易提高品位，相反当边界品位取值降低时，红土矿资源量成指数般的增加，世界上对红土矿资源的评估是多样的，例如，澳大利亚的一些资源定义的边界品位为0.5%的镍。在中期价格不稳定的时期，为吸引新的投资者进入，全球的镍资源会被重新估计和修改。由于从勘探到开发一般滞后8到10年，在定义探明资源和储量上有风险。

二、目前国际、国内的生产和市场情况

不锈钢消费量的快速增长将拉动镍消费量的提高：随着我国经济的发展和人民生活水平的提高，不锈钢生产消费快速增长。铬镍系不锈钢是消费的主要品种，由于其优异的综合性能，得到广泛的应用，占不锈钢总产量的60～75%。近年镍价高启，不锈钢企业开发铁素体不锈钢和节镍不锈钢已去得一定进展，但业内普遍认为，300系不锈钢仍将占据不锈钢总产量的50%以上。预计2010年我国不锈 天立环保工程股份有限公司

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。

回转窑冶炼红土镍矿矿石生产镍生铁

1、镍铁的来历、成分和消费市场

我国不锈钢和电池行业的快速成长，国内镍产品供应将面临长期欠缺的局面。2005年以来国际市场镍价非理性的不断上涨对国内钢铁业成长构成了新的挑战。我国平易近营企业使用火法冶炼从菲律宾和印度尼西亚进口的红土镍矿矿石，大量生产镍铁合金作为冶炼不锈钢的混合原料，成功偷袭了国际市场的疯狂炒作，镍价大幅下降，市场将逐步恢复理性。

我国镍金属生产技术已有重大冲破，拥有自主知识产权，红土镍矿经高炉冶炼镍铬生铁，生产出大批镍生铁的实际成效。技术变革及其快速进入生产应用领域，成功偷袭了国际市场的疯狂炒作，2007年6月国际市场镍价大幅下降。在市场高镍价的情况下，2005年开始，国内平易近营企业开始哄骗炼钢高炉转产冶炼红土镍矿矿石生产镍生铁。

我国平易近营企业开始大规模哄骗从菲律宾和印度尼西亚进口的红土镍矿矿石冶炼镍生铁，此后进口矿石量逐月增加，到2007年底哄骗进口矿石约300多万吨，产出镍生铁的含镍量约3万吨。2007年天下生产镍生铁的中小企业达到100多家，l～9月进口矿石1200万吨摆布。

今朝我国中小企业生产的镍生铁的含镍量多在4％～ 8％，只能用作冶炼不锈钢的混合原料，在冶炼不锈钢时，尚需加入一定量的精炼纯镍。只有提高技术使镍生铁中的含镍量达到l2％～15％，才气在冶炼不锈钢时完全替换纯镍。这就是产生矿石积压在港口的缘故原由，也是今后平易近营企业需要攻克的技术难关。据最新资料，个体技术先进的企业已经可以生产出镍含量10％以上的镍生铁了。

成功的案例：福建顶新、浙江青山、山东临沂。镍生铁项目使用的生产流程为：矿石→矿石+生石灰→脱水→烧结→烧结矿石冷却破碎→烧结破碎矿石+石灰石+焦炭→高炉冶炼→铸锭→铸锭精整包装。产品为镍铁(镍含量4％～7％)，产量l8万吨／年。另外，该集团正在印尼OBI岛筹建镍生铁新项目，图谋在海外的创事业和成长。

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。