国内外最新镍铁生产工艺介绍
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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。
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。
镍铁生产工艺流程
《镍铁生产工艺流程》
镍铁是一种重要的合金材料,具有良好的耐腐蚀性和磁性能。
其生产工艺流程主要包括镍铁矿选矿、炼钢和炼铁等环节。
首先,镍铁矿选矿是生产镍铁的第一步。
镍铁矿是指含有镍和铁元素的矿石,常见的有氧化镍矿和硫化镍矿。
选矿的目的是将镍铁矿中的有用成分分离出来,通常采用浮选、重选等物理方法和浸出、浸出等化学方法进行处理,以便后续的冶炼。
其次,炼钢是镍铁生产的重要环节。
镍铁矿经过选矿得到的原料将被转化成含有镍和铁的合金,这个过程需要在高温和高压下进行。
在炼钢过程中,将具有高含铁量的锰矿石与含有高镍含量的硅铁进行混合熔炼,通过复杂的冶金反应,得到预期的镍铁合金。
最后,炼铁是镍铁生产的最后一道工序。
通过高温还原反应,将含有镍和铁的合金从炼钢过程中获得,并进行精炼和再处理,以获得所需的镍铁产品。
总的来说,《镍铁生产工艺流程》涉及到多个环节,每个环节都需要严格控制工艺参数和材料质量,以确保产品的质量和性能。
同时,随着科技的不断进步,镍铁生产工艺流程也在不断优化,以提高生产效率和降低生产成本。
红土镍矿冶炼镍生铁最新、最佳生产工艺
本工艺有以下特点:
一、设备投入低,月产1500吨镍铁,主要设备投入不超过1500万元;
二、设备负荷低,相当于同等规模的的20%;
三、生产成本低,按现行价1%镍介低于800元(网上报价950元);
四、镍铁有害元素低,磷、硫均可低于0.04;
五、生产效率高,矿到厂地24小时内可产出铁块;
主要设备简介:
主要设备由预熔炉和熔分炉两部分组成;与同规模的生产线相比,具有占地面积少,用人少,自动化程度高三个特点。
韩先生
郑州诚和机械有限公司
郑州郑东新区祭城路七号
份。
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。
国内外最新镍铁生产工艺介绍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1 4.6万吨,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, 根据他们在帕布什镍厂工作的经验,适合于火法冶金的矿石很容易购买,而且价格便宜。
目前全球镍矿供求基本处于动态平衡。
2004年全球镍矿产总产量为1 28万吨,约有60%的镍矿产量来源于硫化镍矿石,约25%源自高温冶炼的红土镍矿石,约15%为水冶红土镍矿石。
渣子数量大,要考虑炉渣的处理和利用。
在生产镍铁时,主要是回收了矿石中的镍和铁。
同时结晶水蒸发掉了。
理论上渣子可以用来作为建筑材料,但是由于数量巨大,建筑材料的市场容量要研究。
如果堆存将占用土地。
由于这种炉渣不会对环境造成化学污染,可以用来填海造地。
由于原料量大,运输是重要的问题。
乌克兰帕布什镍铁厂虽然不临海,但是通过第聂伯尔河,原料可以方便的运输到工厂的料场。
3. 这是一个符合中国产业政策的好项目:中国《有色金属工业长期发展规划(2006-2020年)》指出:“ 世界己查明镍资源量1.3亿吨,其中硫化镍矿占40%,红土镍矿占60%。
由于硫化镍矿资源紧缺,开发镍红土矿具有重要意义。
针对不同类型镍红土矿,研究火法工艺处理硅镁镍矿;还原焙烧——氨浸法处理碱性镍矿:加压或常压酸浸处理褐镁矿型红土矿。
”另外,镍是各国重要的战略物质,开发红土镍矿冶炼技术,将强化中国企业参与海外镍矿资源开发的能力,占有更多的矿产资源。
4. 乌克兰帕布什镇铁厂生产工艺流程介绍:4.1 概况:乌克兰帕布什镍厂建设于苏联时代,于1972年投产。
工厂位于乌克兰著名的冶金和航空航天城的第聂伯尔市的西南部。
工厂不临海,但是可以通过第聂伯尔河将进口红土镍矿运到工厂料场。
这项工程由苏联的国立镇工业设计院承担总体设计,乌克兰国家冶金学院等大学和研究院为这项工程提供了技术支持。
这个工厂投产以后的十几年间,利用苏联境内的红土镍矿为原料生产含镍14%~20% 的镍铁。
红土镍矿石含镍量在1.0%左右,矿石含较高的氧化镁和氧化硅。
为了提高镍铁的产量和提高经济效益,近年来从南太平洋的新克林顿岛购入镍含量比较高的红土镍矿石,进口的红土镍矿石含镍量波动在1.5%~2.0% 。
这个工厂设计年产纯镍2.0万吨。
2004年这个工厂生产了8.5万吨镍铁( 含镍20%) , 折合纯镍1.7 万吨,在世界上镍价大约为1.2 万美元/ 吨时,工厂生产的镍的销售额达到2.04亿美元/年。
有乌克兰的冶金专家称这个企业2004年利润率达到200% 以上,是乌克兰效益最好的企业。
2005年因为设备检修和技术改造,镍铁产量降低到6.8万吨。
这个工厂在1972年投产后进行了多次的技术改造,保持了镍铁冶炼工艺的最佳配置,工艺上的创新使这个工厂保持了青春。
为了扩大工厂的生产能力,这个工厂正在筹划进行扩大生产能力的技术改造。
规划在原有设施的基础上再建设一条相似的镍铁冶炼生产线,使年产镍铁的能力提高一倍。
帕布什镍厂建设之初立足于使用含氧化硅和氧化镁高的红土镍矿。
独立开发了多项专有技术。
乌克兰冶金专家指出;从整体的工艺流程上看,这个工厂似乎少有特殊之处,但是一些具体的工艺技术进步和技术诀窍,保证了这个工厂的生产工艺能更好的适应目前多变的原料条件,保证技术经济指标在同行业中处于领先水平,这样才取得了现在这样好的经济效益。
4.2粗制镍铁的生产工艺:从船上卸下的矿石,运入工厂的原料场。
在原料场红土镍矿被清洁、破碎、筛分、中和混匀。
然后按工艺要求进行配料,通过胶带输送机送入下一工序。
红土镍矿石一般含有3 0%左右的水分( 结晶水) , 需要在还原焙烧阶段将其去除。
这个任务是在回转窑中完成的。
矿石在料场破碎、中和混匀以后,向其中加入炭素还原剂( 焦粉或煤粉)和熔剂,将其充分混匀后加入到回转窑中,在回转窑中,矿石被焙烧脱水,重量减少30%左右。
在回转窑中,氧化镍被加入的炭素还原剂还原。
回转窑内形成温度为600~700℃镍渣,这些镍渣在隔热的状态下,被送入到矿热炉的供料料仓(内衬耐火保温层),根据生产工艺的要求,镍渣通过一个密封的管状布料装置,均匀的分配到矿热炉内。
在这种工艺流程中,矿热炉是投资最大的设备。
为了环保、工业卫生和回收粉尘的需要,炉子被密封起来。
在矿热炉中通过电弧冶炼,分离出粗制镍铁和电炉炉渣,同时产生含C0 75%的还原性气体,这种气体经过净化以后返回到回转窑中作为燃料进行燃烧,提供回转窑所需要的热能,除尘灰返到矿热炉继续参与冶炼。
电炉炉渣是一种很好的建筑材料, 但是目前仅利用于道路的建设。
从矿热炉中得到的镍铁含高的硫、硅、炭、磷等杂质, 不适合冶炼高级不锈钢,还需要进行精炼以后才能作为成品出厂。
∙一、镍、镍铁与镍矿∙镍是略带黄色的银白色金属,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能。
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l位。
镍在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的属性,所以镍被称为奥氏体形成元素。
目前全球有色金属中,镍的消费量仅次于铜、铝、铅、锌,居有色金属第5位。
因此,镍被视为重要战略物资,一直为各国所重视。
∙镍铁主要成分为镍与铁,同时还含有Cr、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(Ni 15%~25%)、FeNi30(Ni 25%~35%)、FeNi40(Ni 35%~45%)和FeNi50(Ni 45%~60%)。
又再分为高碳(C 1.0%~2.5%)、中碳(C 0.030%~1.0%)和低碳(C <0.03%);低磷(P <0.02%)与高磷(P <0.030%)镍铁。
目前国内厂家生产的镍铁品位主要集中在1.6~2.0%、4~8%以及10~15%,同时也有小部分厂家能生产含镍量在20%以上的镍铁。
∙世界上可开采的镍资源有二类,一类是硫化矿床,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%的镍产量来源于硫化镍矿。
而世界上镍储量的65%左右贮存在氧化镍矿床中,由于其因含有氧化铁的缘故而呈红色,因此也俗称红土镍矿。
目前发现的红土镍矿多分布在南、北回归线一带,如澳大利亚、巴布亚新几内亚、新喀里多尼亚、印度尼西亚、菲律宾和古巴等地。
∙二、工艺原理∙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。
∙∙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。