镍铁冶炼
- 格式:doc
- 大小:454.50 KB
- 文档页数:14
镍铁渣生产主要工艺流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成,希望大家下载以后,能够帮助大家解决实际的问题。
文档下载后可定制随意修改,请根据实际需要进行相应的调整和使用,谢谢!并且,本店铺为大家提供各种各样类型的实用资料,如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等,如想了解不同资料格式和写法,敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by theeditor. I hope that after you download them,they can help yousolve practical problems. The document can be customized andmodified after downloading,please adjust and use it according toactual needs, thank you!In addition, our shop provides you with various types ofpractical materials,such as educational essays, diaryappreciation,sentence excerpts,ancient poems,classic articles,topic composition,work summary,word parsing,copy excerpts,other materials and so on,want to know different data formats andwriting methods,please pay attention!镍铁渣是冶炼镍铁合金时产生的固体废渣,镍铁渣的主要成分是二氧化硅和氧化镁,还含有少量的铁、铝、钙等元素。
红土镍矿冶炼化学方程式
红土镍矿是一种重要的镍资源,其主要成分为镍、铁、镁、铝等
元素,广泛存在于我国的南方地区。
而红土镍矿的开采和冶炼,是我
国镍工业的重要组成部分之一。
在红土镍矿的冶炼过程中,重要的化学反应方程式如下:
经过选矿等工序处理后的含有镍、铁、镁等元素的红土镍矿,在
高温高压条件下,经过还原反应和氧化反应,可以得到目标产物——
镍铁共生合金。
其中,还原反应如下:
FeO+SiO2+C=FeSi+CO↑
这一反应主要是为了将含有氧化铁的矿石还原成铁硅合金,以便
于后续步骤提取铁和镍。
而氧化反应如下:
2NiO+SiO2+C=2Ni+SiO2+CO↑
这一反应则是为了将含有氧化镍的矿石转化为铁硅合金中的铜、
镍等有用元素,从而达到提取真正目标产物镍和铁的目的。
此外,在红土镍矿的冶炼过程中,还需要进行配料、烧结、熔炼、转炉吹氧等复杂的工序,才能最终得到优质的镍铁共生合金。
红土镍矿的冶炼过程中,还需要注意掌握温度、压力、比例等多个参数的控制,以确保反应的准确性和反应产物的高纯度。
红土镍矿的冶炼过程,在我国镍工业的发展中具有重要的地位,为我国经济和工业的发展做出了重要贡献。
未来,我们还需要进一步加强技术创新、环境保护等方面的工作,保障冶炼过程的高效和可持续性发展。
前言本规程为保障电炉冶炼镍铁各岗位作业人身安全,保证设备、生产正常运行而制订。
本规程对电炉冶炼镍铁作业人员安全作业通则及冶炼、中控、配料、行车、水泵、除尘、电气、机械维修等岗位安全技术操作作了明确规定,以此规范各岗位人员的操作,营造一个安全、有序的工作环境,使生产顺利进行。
电炉冶炼镍铁安全操作规程(试行)1内容与适用范围本规程规定了镍铁安全生产通则及冶炼、中控、配料、电气、机械维修等岗位的安全操作。
本规程适用于镍铁冶炼各岗位人员的安全作业。
2 引用标准气瓶安全规程溶解乙炔气瓶安全规程焊接气割安全规程电气作业安全规程开堵眼机使用和维护安全规程桥式起重机安全规程矿热炉防爆喷安全规程电炉出铁吹氧安全规程3 安全作业准则3.1安全教育(“三级”安全教育)3.1.1新员工及实习人员必须接受公司专职安全技术教育后,分厂方可接收。
3.1.2新员工及实习人员到分厂后,由厂长、车间主任向其介绍安全生产规章制度、防范措施,并学习分厂安全技术操作规程后,方可进入生产车间或分配到班组。
3.1.3新员工及实习人员到岗后,由车间主任、班长进行岗位安全教育和实际操作,待班长确认该其已掌握岗位安全操作技能后,方可独立上岗。
3.1.4特种岗位的新工,必须取得操作证后,方可独立作业。
3.2进入生产现场必须穿好工作服、劳保皮鞋,戴好安全帽、防护眼镜、口罩、及手套等—切劳动防护品。
不准将长发露在帽外,不准穿裙子、高跟鞋、拖鞋、风衣、长大衣等违章用品。
3.3 上班前要充分休息好,作业中要保持头脑清醒。
身体不适时要及时报告。
上班前4h内和上班时严禁饮酒,且必须进行班前、班后安全会。
3.4 进入生产作业现场,要注意生产(设备)运行情况,他人的作业情况和警示信号,防止遭受意外伤害。
3.5 作业人员在进行操作前,必须对工作对象进行安全确认。
禁止奔跑作业,冒险作业,严格遵守技术操作规程。
在有可能发生危险的地方作业,必须采取有效的安全保护措施。
3.6 从事高空作业必须佩戴合格的安全带或设置安全网。
镍冶炼作用
镍冶炼的作用主要体现在以下几个方面:
1. 镍冶炼能够得到纯度高、杂质含量少的精炼镍,这种镍具有广泛的用途,涉及不锈钢、新能源、高温合金、电镀等行业领域。
2. 在不锈钢行业,镍是重要的原料之一。
欧美国家主要使用废不锈钢与镍板作为原料冶炼不锈钢,而在中国和印尼,更具经济性的镍生铁(NPI)则成为了不锈钢中镍元素的主要来源。
3. 在新能源电池需求增长爆发前,镍矿在冶炼环节处于两条线供给的状态。
硫化镍矿经过火法冶炼生产出精炼镍,主要用作生产镍合金和高端不锈钢,少量用作生产镍盐。
红土镍矿经过火法冶炼主要用来生产镍生铁(NPI)、镍铁,终端主要用来生产不锈钢。
总的来说,镍冶炼在不锈钢、新能源等领域中都发挥着重要的作用。
世上无难事,只要肯攀登镍铁圈里说的RKEF 到底是啥暂且不管市场了,我们来点轻松的,聊聊技术吧。
大家想必都知道目前生产镍铁的主流技术是RKEF,但也许有些人还不是很清楚到底什么是RKEF,今天专注君就和大家聊聊RKEF。
专注君是技术出身,姑且算是复习了。
RKEF 是Rotary Klin Electric Furnace 的首字母缩写,意思是回转窑电炉,是目前冶炼镍铁的主流工艺。
RKEF 的主要工艺流程为:堆式配料干燥窑干燥回转窑焙烧预还原电炉熔炼铸锭。
主要设备一般为:回转干燥窑(常见为直径4.8m,长42m),预还原回转窑(常见为直径4.8m,长92m),矿热电炉(常见为33MVA)。
冶炼工艺流程图如下:原辅料堆场一般会储存10 天左右的物料,采用装载机取料,经过板式给料机、胶带输送机将红土矿运往干燥主厂房。
原矿一般含水30~40%,干燥后含水20~22%左右。
干燥后矿石经过破碎筛分后运到配料及烟尘制粒厂房或原辅料堆场。
干燥窑一般利用回转窑烟气为热源,不足部分由煤粉燃烧补充。
干燥窑烟气经电收尘收集后,由排烟风机和烟囱排入大气,烟尘用气力输送到烟尘制粒系统。
干燥矿石、还原煤、烟尘粒等一起混合加入回转窑,混合物料在回转窑内脱水、预热、焙烧及部分还原产出高温焙砂,焙砂经热料输送系统输送到电炉熔炼系统。
回转窑产生的烟气通入干燥窑用于干燥湿矿,以充分利用烟气预热。
矿热电炉一般采用交流电进行冶炼,产出镍铁和炉渣。
镍铁从电炉内排出放到中间包,经中间包流入铸锭机进行铸锭。
电炉渣经水淬后运往渣场堆存。
电炉煤气经冷却、净化后直接送回转窑煤气燃烧器作燃料。
此外,RKEF 工艺系统中还包括烟尘制粒、烟气处理、煤粉制备、氧气站、。
一、实验目的1. 了解镍铁提炼的基本原理和过程。
2. 掌握镍铁提炼的实验步骤和操作方法。
3. 通过实验,验证镍铁提炼的可行性。
二、实验原理镍铁提炼实验是基于镍铁合金在高温下,通过还原反应将镍铁矿石中的铁氧化物还原为金属铁,并富集镍元素。
实验中,常用碳作为还原剂,在高温下与铁氧化物发生反应,生成金属铁和二氧化碳气体。
三、实验材料与仪器1. 实验材料:- 镍铁矿石(主要成分为氧化镍和氧化铁)- 碳粉- 砂子- 焦炭- 水玻璃- 硫酸2. 实验仪器:- 高温炉- 铁锅- 烧杯- 电子秤- 玻璃棒- 滤纸- 烧杯架- 砂浴- 热电偶四、实验步骤1. 称取适量的镍铁矿石,加入铁锅中。
2. 将适量的碳粉和砂子均匀撒在镍铁矿石上。
3. 用玻璃棒将混合物搅拌均匀。
4. 将铁锅放入高温炉中,升温至1200℃左右,保持一段时间。
5. 观察实验现象,待反应完成后,关闭高温炉。
6. 待铁锅冷却至室温,打开铁锅,取出反应产物。
7. 将反应产物用滤纸过滤,得到金属铁和未反应的镍铁矿石。
8. 将得到的金属铁用硫酸进行洗涤,去除表面的杂质。
9. 将洗涤后的金属铁晾干,称量其质量。
五、实验结果与分析1. 实验结果:- 通过实验,成功从镍铁矿石中提炼出金属铁。
- 精炼后的金属铁质量为5.0g。
2. 实验分析:- 实验过程中,高温下碳粉与镍铁矿石中的铁氧化物发生还原反应,生成金属铁和二氧化碳气体。
- 通过过滤和洗涤,去除未反应的镍铁矿石和杂质,得到较为纯净的金属铁。
六、实验结论本次实验成功从镍铁矿石中提炼出金属铁,验证了镍铁提炼的可行性。
实验过程中,应注意以下几点:1. 控制好实验温度,确保反应充分进行。
2. 合理选择还原剂,提高提炼效率。
3. 优化实验步骤,提高金属铁的纯度。
七、实验拓展1. 探索不同还原剂对镍铁提炼效果的影响。
2. 研究不同温度、时间等因素对提炼效果的影响。
3. 开发新型镍铁提炼工艺,提高提炼效率。
RKEF冶炼工艺概述-图文前言目前,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(RotaryKiln-ElectricFurnace)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25MVA的炉型已经逐步退出主体炉型,进而33MVA、36MVA、48MVA、51MVA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1.1RKEF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。
对RKEF法工艺的流程,矿石内部的成分尤为重要,其中有至少3个指标,在生产时需要关注:(1)Ni品位,控制在1.5以上,最好2.0以上。
镍铁冶金技术及设备前言:就陆地资源而言,镍的矿物资源主要是硫化镍矿和氧化镍矿。
人们从硫化镍矿中提取镍金属的历史已久,工艺成熟。
但地球上硫化镍矿资源日益枯竭,因而开发利用氧化镍矿已成为当今世界镍金属提取业的主流。
从氧化镍矿中提取镍金属有火法和湿法之分,前者一般采用电炉或高炉生产线。
全世界镍的矿物资源主要有硫化镍矿、氧化镍矿和深海底含镍锰结核三种。
陆地资源中氧化镍矿约占65%,硫化镍矿约占35%,海底含镍锰结核那么是潜在的巨大镍资源。
硫化镍精矿一般伴生有铜、钴、金、银和铂族金属等,在冶炼过程中可以综合回收。
氧化镍矿主要分为镁质硅酸盐型、褐铁矿型和中间型三大类,可综合回收的成分只有钴和铁。
镍是元素周期表中第Ⅷ族的元素,其在元素周期表中的位置决定了镍及其化合物的一系列物理化学性质与钴,铁相似,在亲硫和亲氧性方面接近于铜。
镍是一种银白色金属,原子序数为28,相对原子质量为58.71,熔点为(1453±1)℃,沸点为2732℃,其在不同条件下的密度如下表1-1所示。
表1-1 镍的密度镍的化合物在自然界里有三种形态,即镍的氧化物、硫化物和砷化物。
其氧化物有氧化亚镍〔NiO〕、四氧化三镍〔Ni3O4〕及三氧化二镍〔Ni2O3〕。
三氧化二镍仅在低温时稳定,加热至400-450℃,那么离解为四氧化三镍,进一步升温那么变为氧化亚镍。
氧化亚镍的熔点为1650-1660℃,很容易被C或CO复原。
氧化亚镍与C O和FeO一样,可形成NiO·SiO2和2 NiO·SiO2两类硅酸盐化合物,但NiO·SiO2不稳定。
氧化亚镍能溶于硫酸、亚硫酸、盐酸和硝酸等溶液中,形成绿色的两价镍盐。
概况起来镍的用途可分为六类:(1)制作金属材料。
包括制作不锈钢、耐热合金钢和多种镍合金等约3000余种金属材料,约占消费总量的70%以上。
(2)用于电镀。
其用量约占镍总消费量的15%。
(3)在石油化工的氢化过程中作催化剂。
镍铁生产工艺简述(大全)6.1 回转窑一矿热炉工艺(简称RKEF)RKEF工艺生产镍铁是目前发展较快的红土镍矿处理工艺。
其工艺成熟、设备简单易控、生产效率高。
不足是需消耗大量冶金焦和电能,能耗大、生产成本高、熔炼过程渣量过多、熔炼温度(1500℃左右)较高、有粉尘污染等。
而且,矿石含镍品位的高低对火法工艺的生产成本影响较大,矿石镍品位每降低0.1%,生产成本大约增加3~4%。
RKEF工艺流程为:矿石配料——回转窑干燥——回转窑焙烧——炉熔炼粗镍铁——LF炉精炼(或机械搅拌脱硫)——精制镍铁水淬——产出合格镍铁粒。
巴西淡水河谷公司于2006年8月在帕拉(PARA)州开工建设奥卡普马(OncaPuma)镍铁项目,该项目采用RKEF工艺处理红土镍矿生产镍铁,由德玛克公司设计。
项目配置2条Φ4.6×45m干燥窑、2条Φ6×135 m回转窑、2台120000 kVA矩型矿热炉(目前世界最大功率),年产合金22万吨(品位25%),镍5.2万吨。
国内RKEF工艺处理红土镍矿近几年也向大型化发展。
青山集团投资建设的福安鼎信镍铁公司,由中国恩菲工程技术有限公司设计,项目采用2条Φ5×40 m干燥窑、4条Φ4.8×100 m回转窑、4台33000 KVA圆型矿热炉,年产镍2万吨。
两条线于2010年6月投产,到目前为止,生产稳定、指标良好,成本国内最低,是国内最早采用大型矩形矿热电炉生产镍铁的RKEF工艺的典范。
该公司又在广东阳江建设2台60000 kVA圆形矿热电炉,已投产。
该工艺适合处理镁质硅酸盐型红土矿A型、中间型红土矿C1、C2型。
且Ni品位>1.6%,最好1.8%,这样有利于节约生产成本。
6.2 回转窑一磁选回转窑——磁选工艺又名直接还原工艺,目前世界上采用此工艺的只有日本冶金公司大江山冶炼厂。
主要工艺过程为原矿磨细与粉煤混合制团,团矿在回转窑中经干燥和高温还原焙烧,焙烧矿再磨细,矿浆进行重选和磁选分离得到镍铁合金产品。
镍铁冶炼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14.6万吨,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128万吨,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30%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C075%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。
在目前的原料条件下,将1吨的原料矿加入回转窑,大约可以得到650~700公斤的镍渣,这些镍渣加入到矿热炉中,大约可以得到120~150公斤的粗制镍铁。
粗制镍铁中的镍含量一般为14%,最高时可以达到18%。
镍的主要物理化学性质为:相对原子质量58.71密度/(g/cm3)8.91熔点/℃1455沸点/℃2910摩尔热容(25℃时)/(J/(mol.C)) 25.51电阻率(0℃时)/(Ω•cm) 6.14×10-6纯镍呈银白色,镍能与一些元素形成化合物。
镍与碳可以形成Ni3C,在380℃以上时分解成镍和碳。
但是看来液体中的Ni3C,直到2000℃以上是稳定的。
镍与硅可形成一系列硅化物,如Ni3Si、Ni5Si2、Ni2Si、Ni3Si2、NiSi和NiSi2。
镍和氧能形成NiO,NiO系菱面体晶,加热至200℃以上时则变成立方晶。
氧在固态镍中的熔解度,随温度的升高而下降。
镍与硫可以形成Ni3S2、Ni6S5、Ni7S6、NiS、Ni3S4和NiS2等硫化镍。
在工业镍铳中,找不到存在于自然界中的硫化镍NiS和NiS2,因为这两种硫化镍在熔点以下就早已分解了。
镍和铁在γ区内形成连续固溶体。
液相线在1436℃下,含镍65%-72%时,出现一个不很明显的最低点。
镍可以扩大γ区,在固态时,分成数个相,回火时从这数个相中,都可形成FeNi3。
在图29-1中可以看出镍铁合金中的居里点的变化,α-镍在360℃以下为面心立方晶,β-镍在1130℃以下为六方晶,γ-镍在熔点之前为立方晶。
冶炼方法:现代生产镍的方法主要有火法和湿法两种。
根据世界上主要两类含镍矿物(含镍的硫化矿和氧化矿)的不同,冶炼处理方法各异。
含镍硫化矿目前主要采用火法处理,通过精矿焙烧反射炉(电炉或鼓风炉)冶炼铜镍硫吹炼镍精矿电解得金属镍。
氧化矿主要是含镍红土矿,其品位低,适于湿法处理;主要方法有氨浸法和硫酸法两种。
氧化矿的火法处理是镍铁法。
工艺操作:硫化镍精矿的火法冶炼硫化镍精矿的火法冶炼流程。
其主要工艺特点如下:(1)熔炼。
镍精矿经干燥脱硫后即送电炉(或鼓风炉)熔炼,目的是使铜镍的氧化物转变为硫化物,产出低冰镍(铜镍锍),同时脉石造渣。
所得到的低冰镍中,镍和铜的总含量为8%-25%(一般为13%-17%),含硫量为25%。
(2)低冰镍的吹炼。
吹炼的目的是为了除去铁和一部分硫,得到含铜和镍70%-75%的高冰镍(镍高硫),而不是金属镍。
转炉熔炼温度高于1230℃,由于低冰镍品位低,一般吹炼时间较长。