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国内外最新耐热钢原料镍铁生产工艺介绍
2018-11-10 17:05:29
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无锡市国劲合金有限公司

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。”


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