【鋼鐵冶煉】-紅土鎳礦冶煉工藝

、、、紅土鎳礦冶煉工藝紅土鎳礦冶煉工藝開(kāi)發(fā)中國(guó)特色紅土鎳礦冶煉工藝建設(shè)現(xiàn)代化鎳鐵廠摘要：通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)在建和籌建的4個(gè)鎳鐵項(xiàng)目的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，認(rèn)為在非正常低鎳價(jià)形勢(shì)下，采用先進(jìn)的RKEF技術(shù)，建設(shè)現(xiàn)代化鎳鐵生產(chǎn)基地，仍有很大利潤(rùn)空間。分析指出了在異常市場(chǎng)條件下我國(guó)鎳行業(yè)的發(fā)展途徑。關(guān)鍵詞：鎳鐵 RKEF法 紅土鎳礦一、前言受經(jīng)濟(jì)危機(jī)影響，鎳價(jià)在2008年急速下滑，國(guó)內(nèi)成交價(jià)一度降到8萬(wàn)元／t，紅土鎳礦1180～500元。目前水泥、鋼材和機(jī)電設(shè)備的價(jià)格處于低位，這正是建設(shè)現(xiàn)代化鎳鐵廠的好時(shí)機(jī)。鎳的表觀消費(fèi)量中，不銹鋼消費(fèi)約占總消費(fèi)量的50～65％，電鍍行業(yè)約占20％，在研究鎳的消費(fèi)量時(shí)首先要分析不銹鋼的生產(chǎn)、消費(fèi)所產(chǎn)生的影響。二、我國(guó)原生鎳市場(chǎng)巨大（一）不銹鋼消費(fèi)量的快速增長(zhǎng)將拉動(dòng)鎳消費(fèi)量的提高60～75系不銹鋼仍將占據(jù)不銹鋼總產(chǎn)量50％以上。預(yù)計(jì)2010年我國(guó)不銹鋼粗鋼消費(fèi)量將達(dá)1100萬(wàn)t，其中Cr-Ni系不銹鋼占600萬(wàn)t以上。不銹鋼產(chǎn)量的增長(zhǎng)將拉動(dòng)鎳金屬消費(fèi)量增長(zhǎng)。不銹鋼生產(chǎn)所需鎳金屬主要來(lái)源于金屬15t(包括精煉鎳、鎳鐵、不銹廢鋼中含鎳等)13t200182t，三者合計(jì)折合鎳金屬2641。（二）預(yù)計(jì)2010年，鎳金屬供應(yīng)將繼續(xù)依靠進(jìn)口1、20l0年將比2007年增產(chǎn)150萬(wàn)t鉻鎳系銹鋼，鎳需求量將增加10～15萬(wàn)t。2、我國(guó)不銹鋼社會(huì)積存量低，而且不銹鋼生產(chǎn)周期長(zhǎng)，國(guó)內(nèi)不銹廢鋼資源難以快速增加，不銹廢鋼進(jìn)口也不可能大量增加，不銹鋼廢鋼緊缺的局面將繼續(xù)存在。3、目前國(guó)內(nèi)多家企業(yè)在海內(nèi)外籌建鎳(鐵)廠，將會(huì)增加鎳的供應(yīng)。但總體上看，由于受到基礎(chǔ)設(shè)施、技術(shù)、資金、人文環(huán)境等方面的限制，進(jìn)展較慢，規(guī)模偏小。8t低品位含鎳生鐵，主要產(chǎn)自高污染的小高爐和低效率、高能耗的小型礦熱爐，產(chǎn)品質(zhì)量不符合ISO6501標(biāo)準(zhǔn)。隨著環(huán)保政策落實(shí)和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)加劇，這種工藝將在近年內(nèi)淘汰。三、國(guó)家政策積極支持“開(kāi)發(fā)低品位紅土鎳礦高效利用關(guān)鍵技術(shù)”200820083012008年度重大產(chǎn)業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā)專項(xiàng)的通知》第三條中明確指出用關(guān)鍵技術(shù)、金屬礦ft二次資源中有價(jià)元素高效捕收技術(shù)(2002020可見(jiàn)，利用國(guó)外氧化鎳礦資源，借鑒國(guó)際上成熟先進(jìn)、節(jié)能環(huán)保的火法冶煉鎳鐵技術(shù)，四、借鑒國(guó)際上成熟的RKEF工藝，開(kāi)發(fā)低品位紅土鎳礦高效利用技術(shù)()Ni和Co，Co。這些廢固、廢液、廢氣無(wú)法循環(huán)利用，環(huán)境危害大，目前我們還沒(méi)有掌握相關(guān)的無(wú)害化處理技術(shù)。現(xiàn)實(shí)的做法是消化國(guó)外先進(jìn)成熟的火法冶煉鎳鐵的技術(shù)（一）國(guó)內(nèi)以紅土鎳礦為原料的鎳(鐵)冶煉工藝現(xiàn)狀中國(guó)的現(xiàn)代化鎳鐵冶煉還處于空白狀態(tài)1、鼓風(fēng)爐(小高爐)工藝年，在新喀里多尼亞小高爐年日本礦業(yè)公司佐賀關(guān)冶煉廠的最后一座鎳鐵高爐熄火，標(biāo)志著鼓風(fēng)爐冶煉鎳鐵技術(shù)在歐美、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家壽終正寢。高爐冶煉鎳鐵技術(shù)必將被淘汰的主要原因是：原料適應(yīng)性差、高爐無(wú)法大型化紅適“高鐵低低鎳紅土鎳礦當(dāng)紅土礦含鎳1.5％含鐵35％時(shí)可得到含鎳約 的低鎳生鐵。如果用低鐵高(高)礦，高爐渣量大、粘度大爐況順行難以保證。由于爐料強(qiáng)度低，只能采用小型高爐(矮高爐)生產(chǎn)鎳鐵。產(chǎn)品質(zhì)量難以符合煉鋼要求高爐含鎳生鐵品位低，一般在2～8％，大多在5％以下，冶煉不銹鋼時(shí)需要配合加入較多的鎳板，這提高了單位原料鎳的成本。該工藝焦炭、熔劑的用量大、S大部分進(jìn)入產(chǎn)品，鎳鐵品位低、ω 含量高，增加了不銹冶煉的負(fù)擔(dān)。生產(chǎn)工藝不穩(wěn)定鎳鐵的成分波動(dòng)大，不易控制，難以大批量穩(wěn)定供貨。焦比高生產(chǎn)含鎳2％的鎳鐵，每噸鎳鐵的焦炭消耗大于1.0t；生產(chǎn)含鎳5％的鎳鐵，每噸鎳鐵的焦炭消耗量約2.0t。污染嚴(yán)重8～15％，國(guó)內(nèi)鎳鐵小高爐沒(méi)有脫氟設(shè)備，全部放散，對(duì)人和環(huán)境傷害巨大。2、冷料入爐“燒結(jié)機(jī)-礦熱爐”鎳鐵工藝由于焦炭漲價(jià)和用戶要求高含鎳量的鎳鐵。2104kWh/，折合噸金屬鎳電耗8.8萬(wàn)kW，是RKEF工藝的2倍多。原因在于-礦熱爐”工藝無(wú)法為礦熱爐提供預(yù)還原的高溫料。4h出一次鐵，每次出鐵量約15tlMW140t。高電耗和低效率與冷料入爐相關(guān)，大量時(shí)間和電力用于爐料升溫。筆者所見(jiàn)的“燒結(jié)機(jī)(有的還采用土法燒結(jié)工藝和燒結(jié)鍋工藝準(zhǔn)備礦熱爐用原料)-礦熱爐有的工廠利用電弧爐處理燒結(jié)礦，生產(chǎn)鎳鐵，效益更差，基本上已停產(chǎn)。3、還原造锍工藝最初在鼓風(fēng)爐內(nèi)進(jìn)行生產(chǎn)，由于能耗高遭到淘汰。（二）RKEF工藝技術(shù)成熟，在鎳鐵冶煉領(lǐng)域占主導(dǎo)地位RKEF工藝技術(shù))2050Elkem公司在新喀里多RKEF工藝很工藝也吸納了包括自動(dòng)化、清潔生產(chǎn)RKEF工藝生產(chǎn)鎳鐵的公司有十幾7～8t金屬鎳，在長(zhǎng)期的2005年美國(guó)金屬學(xué)會(huì)調(diào)查了世界紅土鎳礦冶煉廠及年產(chǎn)量，見(jiàn)表1。表1 2005年美國(guó)金屬學(xué)會(huì)調(diào)查的世界紅土鎳礦冶煉廠及年產(chǎn)量1336.530％，占紅土礦8l％(2007142t42％，以鎳鐵45t)?？梢?jiàn)，在世界范圍，以廉價(jià)的紅土鎳礦為原料，采用RKEF火法冶煉鎳鐵的工藝技術(shù)具有很強(qiáng)的適用性和經(jīng)濟(jì)性。（三）RKEF工藝介紹1、對(duì)原料的要求礦熱爐(EF)3RKEF工藝應(yīng)該關(guān)心的：Ni1.52.0以上。Fe／Ni6～106NiFe／Ni>10，則很難冶煉20Fe過(guò)高，很難在回轉(zhuǎn)窯中控制氧化鐵的還原度。MgO/SiO2，在0.55～0．65較合適，少量加入熔劑就可以得到低熔點(diǎn)的爐渣結(jié)構(gòu)。3以生產(chǎn)品位較低的鎳鐵，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)將受到影響。還原劑（和石灰石也是RKEF工藝所必需的，這兩種原料在我國(guó)資源豐富，容易得到。2、典型工藝流程、主體設(shè)備結(jié)構(gòu)生產(chǎn)流程典型工藝裝備組成25.0×100m240t的底吹精煉轉(zhuǎn)爐，造粒和鑄塊設(shè)備。年產(chǎn)鎳鐵10.122～2.2t)。鑒于國(guó)產(chǎn)設(shè)備的成熟度和運(yùn)輸條件制約，為42礦熱爐的方案將可以縮短建設(shè)周期，收到好的經(jīng)濟(jì)效益。工藝概述礦石、石灰石、還原劑在原料場(chǎng)、備料間加以篩分破碎后，混勻配料送入回轉(zhuǎn)窯。在回轉(zhuǎn)窯中，原料經(jīng)干燥、焙燒、預(yù)還原，制成約1000℃的鎳渣，回轉(zhuǎn)窯煙氣經(jīng)余熱鍋爐、除塵、脫硫化后排放，粉塵與原料混合后再次入窯。(高架送料小車)加入礦熱爐料倉(cāng)(內(nèi)襯耐火磚)，根據(jù)工藝要求通Co約75礦熱爐的產(chǎn)品是粗制鎳鐵，出鐵前預(yù)先在鐵水包加脫硫劑，出鐵同時(shí)脫硫，粗制鎳鐵含Si、P等雜質(zhì)，需要繼續(xù)精煉，扒渣后，兌入酸性轉(zhuǎn)爐，吹氧脫硅，同時(shí)加入含鎳廢料工藝特點(diǎn)①原料適應(yīng)性強(qiáng)?？蛇m用鎂質(zhì)硅酸鹽礦和含鐵不高于30％的褐鐵礦型氧化鎳礦，以及中間型礦。最適合使用濕法工藝難以處理的高鎂低鐵氧化鎳礦石。礦熱爐”工藝。該工藝的脫硫和轉(zhuǎn)爐精煉工序能夠?qū)㈡囪F的有害元素降低到ISO6501標(biāo)準(zhǔn)所要求的范圍內(nèi)，為煉鋼用戶所歡迎。④鎳渣熱料入礦熱爐?；剞D(zhuǎn)窯產(chǎn)的鎳渣在900℃以上的高溫下入爐，相對(duì)于“燒結(jié)礦-礦熱爐”的冷料入爐，節(jié)省了大量的物理熱和化學(xué)熱，顯著降低了電能和還原劑的消耗，提高了生產(chǎn)效率。我國(guó)是不銹鋼生產(chǎn)和消費(fèi)的大國(guó)，鎳鐵需求巨大，非常有必要掌握應(yīng)用RKEF技術(shù)，RKEF2005年以來(lái)經(jīng)過(guò)與前蘇聯(lián)專家接觸，探討合作的可能性，并考察了由前蘇聯(lián)建設(shè)、地處烏克蘭的帕布什鎳鐵廠。l～2年內(nèi)將建成投產(chǎn)。五、對(duì)RKEF技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新雖然RKEF是成熟技術(shù)，但由于各國(guó)各地的外部條件不同，比如電和能源結(jié)構(gòu)，將影響生產(chǎn)成本。再次，礦熱爐是鎳鐵冶煉投資最大的工序，對(duì)于爐型、耐火材料、電極直徑、極心圓直10倍。另外，粗制鎳鐵是高轉(zhuǎn)爐爐渣回收利用和鎳鐵?；に囈彩侵匾难芯?jī)?nèi)容。RKEF流程工廠的投資和主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)1、投資估算項(xiàng)目的設(shè)定：10t鎳鐵(202t)ISO650l標(biāo)準(zhǔn)的鎳鐵廠。投資估算內(nèi)容：原料場(chǎng)。包括裝卸料的抓斗機(jī)、膠帶運(yùn)輸機(jī)，給料機(jī)、除鐵器等，貯存量由原料供1個(gè)月正常生產(chǎn)的用料。篩分破碎工段。包括膠帶運(yùn)輸機(jī)、板式給料機(jī)、錘式破碎機(jī)、格篩、吊鉤橋式起重機(jī)等。備料工段。圓盤給料機(jī)、計(jì)量皮帶、懸掛式起重機(jī)等?；剞D(zhuǎn)窯工段?；剞D(zhuǎn)窯，自行卸料小車等。礦熱爐工段。密閉式礦熱電爐。精煉工段。噴吹脫硫裝置，精煉轉(zhuǎn)爐。澆鑄工段。鑄鐵機(jī)或環(huán)形澆注機(jī)。公輔設(shè)施、廠區(qū)道路：總降、制氧、能源中心、安全供電設(shè)施、煙氣凈化、余(煤氣)回收設(shè)備、渣處理、噴吹煤準(zhǔn)備、水處理、機(jī)修、成品庫(kù)等。投資估算費(fèi)用見(jiàn)表2。表2 投資估算表（單位：萬(wàn)元）上述估算是粗略的，項(xiàng)目所在地不同會(huì)有一定變化。2、主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和成本計(jì)算鎳礦轉(zhuǎn)運(yùn)到工廠料場(chǎng)后的含水量25～30％(22～2531.7％是指干基的鎳礦含鎳量。表3 主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)在上述條件下，RKEF工藝成本計(jì)算見(jiàn)表4。表4 鎳鐵成本估算3、成本和盈利能力分析由表4可見(jiàn)，在國(guó)內(nèi)采用RKEF工藝生產(chǎn)鎳鐵的成本低，利潤(rùn)空間大。RKEF煤)圖一 國(guó)內(nèi)條件下RKEF工藝的生產(chǎn)成本取紅土鎳礦價(jià)格波動(dòng)范圍為200～1600元/t0.40.6元/kWh，0.8元/kWh三種情況，煤價(jià)考慮了700元/t、1000元/t、1300元/t三種情況，做出該原料條件下典型RKEF工廠的生產(chǎn)成本曲線。電價(jià)和煤價(jià)波動(dòng)20～30％的情況下，鎳的生產(chǎn)成本上下浮動(dòng)約1000美元；原料、能源較貴時(shí)，RKEF11000/t工藝的10美元／t金屬鎳。2001～2007年的國(guó)內(nèi)鎳價(jià)和1.8～1.9％之間的紅土鎳礦價(jià)格進(jìn)行對(duì)數(shù)趨勢(shì)分10000美元／t時(shí)，RKEF法生產(chǎn)鎳鐵是不經(jīng)濟(jì)10000～11000美元時(shí)，RKEF11000美元時(shí)，RKEF法生產(chǎn)鎳鐵是盈利的。七、結(jié)語(yǔ)國(guó)內(nèi)小高爐鎳鐵工藝和“燒結(jié)機(jī)-礦熱爐”鎳鐵工藝都存在高能耗、高污染、質(zhì)量差的問(wèn)題，正在被逐漸淘汰。RKEFRKEF工藝將為中國(guó)鎳鐵行業(yè)的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。2005年度，冶煉廠武保科護(hù)衛(wèi)大隊(duì)在武?？浦苯宇I(lǐng)導(dǎo)下，在公司保衛(wèi)部的指導(dǎo)下，緊緊圍繞冶煉廠生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)目標(biāo)，為廠保架護(hù)航，維護(hù)治安，取得了較好的成績(jī)，護(hù)衛(wèi)隊(duì)認(rèn)真開(kāi)展“四標(biāo)準(zhǔn)”活動(dòng)，認(rèn)真履行職責(zé)，充分發(fā)揮了作用，穩(wěn)定了廠區(qū)內(nèi)部治安秩序，確保2005年冶煉廠正常的生產(chǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)。一年來(lái)，護(hù)衛(wèi)大隊(duì)做了如下幾個(gè)方面的工作：一、從嚴(yán)治隊(duì)，確保護(hù)衛(wèi)隊(duì)健康發(fā)展。根據(jù)有色公司保衛(wèi)部冶色保(2005)1號(hào)文件《關(guān)于開(kāi)展護(hù)衛(wèi)隊(duì)隊(duì)伍紀(jì)律作風(fēng)整頓的實(shí)施方案》的通知，文件下發(fā)后，廠領(lǐng)導(dǎo)，科領(lǐng)導(dǎo)高度重視。主管保衛(wèi)工作的廠黨委書(shū)記肖勇同志作了重要批示，科支部、行政對(duì)整頓工作嚴(yán)密部署，并及時(shí)召開(kāi)整頓動(dòng)員大會(huì)，大隊(duì)領(lǐng)導(dǎo)深入各中隊(duì)指導(dǎo)整頓工作，護(hù)衛(wèi)大隊(duì)從3月17日至31日進(jìn)行為期半個(gè)多月的整頓，組織學(xué)習(xí)，主要對(duì)勞動(dòng)紀(jì)律、以權(quán)謀私、服務(wù)意識(shí)差基礎(chǔ)工作不扎實(shí)等幾個(gè)方面進(jìn)行了整頓，通過(guò)學(xué)習(xí)，全體隊(duì)員對(duì)整頓工作有了新的認(rèn)識(shí)，端正態(tài)度，統(tǒng)一思想，能認(rèn)真開(kāi)展批評(píng)與自我批評(píng)，自查自糾，對(duì)照檢查，勞動(dòng)紀(jì)律有了明顯好轉(zhuǎn)，服務(wù)意識(shí)得到提高，法治觀念不斷增強(qiáng)，全年護(hù)衛(wèi)大隊(duì)隊(duì)員違法犯罪率為零。二、履行職責(zé)，發(fā)揮作用，出色完成任務(wù)。網(wǎng)-冶煉廠護(hù)衛(wèi)大隊(duì)擔(dān)負(fù)著冶煉廠內(nèi)部治安秩序穩(wěn)定，要害部位重要目標(biāo)的守衛(wèi)，重要物資、產(chǎn)品的押運(yùn)以及處理突發(fā)事件，完成公安機(jī)關(guān)、保衛(wèi)部門交給的其他工作任務(wù)。護(hù)衛(wèi)隊(duì)嚴(yán)格按規(guī)章制度來(lái)完成每日的勤務(wù)工作，一年來(lái)，金銀中隊(duì)共接待外來(lái)人員2120xxxx次，進(jìn)出物資400xxxx車次，未發(fā)生任何事故；渣冷中隊(duì)共進(jìn)出蘭渣30000車次，冷料冰銅600車次；北門中隊(duì)共進(jìn)出1700xxxx車次，檢查車輛近4800xxxx車次，均未發(fā)生物資流失現(xiàn)象；機(jī)動(dòng)巡邏隊(duì)押運(yùn)冰銅冷料270車次，押運(yùn)陽(yáng)極泥184車次，押運(yùn)現(xiàn)金1xxxx，金額達(dá)19xxxx余元,監(jiān)控中隊(duì)(指揮中心)全年接處警43xxxx，傳達(dá)指令達(dá)90xxxx次；護(hù)衛(wèi)大隊(duì)共出動(dòng)警力共109xxxx人次。廣大護(hù)衛(wèi)隊(duì)員工作中認(rèn)真負(fù)責(zé)，對(duì)每輛車、每張出廠證認(rèn)真核對(duì)，并及時(shí)記錄，做到無(wú)錯(cuò)票，無(wú)漏票，確保廠物資不流失。各崗位認(rèn)真履行本崗職責(zé)，出色的完成了各項(xiàng)工作任務(wù)。三、發(fā)揚(yáng)奉獻(xiàn)精神，打防結(jié)合，維護(hù)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)成果。冶煉廠內(nèi)部治安環(huán)境復(fù)雜，周邊治安環(huán)境嚴(yán)峻，護(hù)衛(wèi)隊(duì)根據(jù)其特點(diǎn)，加大了廠區(qū)巡邏和守衛(wèi)力度，針對(duì)易發(fā)案部位重點(diǎn)巡邏，認(rèn)真檢查，經(jīng)常進(jìn)行守侯捕捉。由于點(diǎn)多面廣，人力時(shí)有不足，特別是渣冷中隊(duì)遠(yuǎn)離廠區(qū)，鄰近農(nóng)村，渣冷現(xiàn)場(chǎng)多次發(fā)生偷盜現(xiàn)象，全體隊(duì)員發(fā)揚(yáng)無(wú)私奉獻(xiàn)精神，經(jīng)常加班加點(diǎn)。護(hù)衛(wèi)隊(duì)全年共義務(wù)加班67xxxx人次，部分隊(duì)員一年奉獻(xiàn)近9xxxx班。全年共組織守侯捕捉7xxxx次，參加人數(shù)達(dá)34xxxx次，監(jiān)督廢舊物資出廠1210車，在全體隊(duì)員的共同努力下，護(hù)衛(wèi)大隊(duì)共抓獲犯罪嫌疑人28xxxx，破獲各類案件10xxxx，其中重大案件xxxx，收繳粗銅8噸，廢鋼鐵3xxxx噸，冰銅、銅精礦等各類物資折款4xxxx萬(wàn)元。四、從嚴(yán)管理，完善制度，嚴(yán)格考核。護(hù)衛(wèi)大隊(duì)是一支半軍事化隊(duì)伍，沒(méi)有鐵的紀(jì)律，隊(duì)伍是不能完成各項(xiàng)任務(wù)的。大隊(duì)始終把嚴(yán)管理、嚴(yán)考核，加強(qiáng)勞動(dòng)紀(jì)律作為重要的工作來(lái)抓。一年來(lái)，先后制定了查崗、保密、監(jiān)督、違紀(jì)懲處、值班記錄、安全等八項(xiàng)規(guī)章制度，并根據(jù)實(shí)際操作修改完善了《大隊(duì)百分考核細(xì)則》、《獎(jiǎng)勵(lì)制度》。實(shí)行層層考核、月月考評(píng)，對(duì)違紀(jì)的人和事絕不姑息遷就，并規(guī)定隊(duì)員違紀(jì)，中隊(duì)長(zhǎng)負(fù)有連帶責(zé)任，每日由一名大隊(duì)領(lǐng)導(dǎo)和一名中隊(duì)長(zhǎng)對(duì)各崗的勞動(dòng)紀(jì)律進(jìn)行檢查，檢查情況作為每月的考核依據(jù)，并將考核情況予以通報(bào)，有效的提高了護(hù)衛(wèi)隊(duì)員的紀(jì)律觀念、勞動(dòng)紀(jì)律有較大程度的加強(qiáng)。五、重塑形象，