【正文】 我國的鎳儲量約占世界 鎳 儲量 %，是一個鎳資源不足的國家，利用和開發(fā)國外鎳資源是一 項 長期任務。 電爐鎳合金冶煉現(xiàn)狀及技術支持 國內鎳及鎳合金冶煉 國 內近年來已用電爐等工藝處理紅土礦 300～ 500 萬 t/a。圖 22 是 鎳合金 廠生產的鎳合金的品位及產量。 本項目采用圓形電爐。 本項目采用交流電爐。交流電爐中 CO 煙氣在 爐膛中燃燒，增加焙砂溫度，降低電 耗 。擠壓制粒的缺 點 是 擠壓前需要加水 10%～ 25%， 需要抽真空，動力消耗較大，另外擠 壓 制 粒受煙塵的粒度分布、比重和煙塵的 粘 性影響。大型直流電 爐 在 鋼鐵等行業(yè)應用普遍，但在紅土礦熔 煉 中還沒有大型直流電爐生 產 實踐。 由于紅土礦中物料越細的部分，鎳的品位越高， 在 RKEF 工藝 流 程中 ， 采用干燥回轉窯和焙燒回轉窯處理物料 ， 煙塵率高 ， 煙塵含鎳 較高 ， 粉料不宜直接用電爐熔煉處理 ， 因此煙塵需要單獨處理 ， 增加 了生產成本 。多米尼加鷹橋豎爐 — 電爐工藝流程包括將紅土礦干燥脫水 、制團、 豎爐焙燒部分還原焙燒團礦、電爐熔 煉 生產粗鎳合金、粗鎳合 福建鼎信實業(yè)有限公司鎳合金項目二期工程可行性研究報告 第 29 頁 共 196 頁 金在鋼 包爐中精煉等工序。 Caron 流程處理褐鐵礦或褐鐵礦和腐 植 土的混合礦，礦石先干燥， 再還原 ， 礦石中的鎳在 700℃ 時選擇性還原成金屬 鎳 （鈷和一部分鐵被 一起還原），還原的金屬鎳經過氨浸 回 收。 總體來看， 二期工程 具有 更 好的經濟效益，投資收 益可以達到預期水平。采用火法冶煉工 藝 ， 用紅土礦生產鎳合金已經擁有成熟的工 藝 、豐富的生產實踐，從世 界 生產情況來看，已經有多家企業(yè)采 用 這種方法進行鎳合金生產， 如 哥倫比亞的 CERRO MATOSO 鎳合金廠、緬甸達貢山鎳礦（參見表 21） 。柴油間設推車式化學泡沫滅火器 。 消防 廠區(qū)設室外消火栓系統(tǒng)、室內消火栓系統(tǒng)、自動噴水滅火系統(tǒng)和 建筑滅火器配置。 本項目采用大功率礦熱電爐 ， 利用回 轉 窯產焙砂的殘 C作電爐熔煉 的還原劑，不使用焦炭，電爐煙氣不含 SO2，較之高爐煉鎳合金有很大優(yōu) 勢，符合 國家節(jié)能減排產業(yè)政策。 （ 3） 減排 ① SO2排放 紅土礦不含 S, 煙氣所含 SO2為燃料煤和還原煤帶入 。 ③ 采用回轉窯預還原焙燒技術 ， 紅土礦被脫水 、 預還原焙燒后加 入電爐熔煉 ， 即減少了電爐負荷 ， 節(jié)約電耗 ， 又有利于電爐爐況 穩(wěn) 定， 達到高產、優(yōu)質、低耗。水碎渣可用于筑路和做建筑材料，今后將研 究進一步的綜合利用途徑。 通風 廠內各區(qū)相應采取通風、除塵、空調等措施。多層廠房和多層輔助結 構一 般采用工字型鋼框架結構體系，墻面 和 屋面均采用輕鋼檁條、彩 色壓 型鋼板墻板。廠區(qū)設給水加壓泵站一座， 給 水泵站內生產水泵將生產 水送至生產高位水池，消防水泵將消防水送至消防高位水池。 本工 程 一、二 級負荷采用雙回路供電。 除塵后的 焙燒回轉窯和 干燥窯煙氣經 150m煙囪排空， 熔煉電爐煙氣通過約 120m高煙囪排放，外排煙氣中粉塵和 SO2濃度符合設計采用的排放標準要求。 電爐渣經水淬后，用汽車運出外賣。 （ 2）礦石干燥 從料堆場來的礦石送進φ 40m 的回轉窯干燥，干燥后的礦石輸送到貯料倉中。 項目地鄰靠新建的貨運碼頭，場地尚未平整，道路有待開發(fā)。 區(qū)內白馬港經國務院批準為 國 家一類口岸，對外輪開放。 多家國內企業(yè)正在選擇沿海場地如 ： 福建、 廣西、河北等省的具備較好投資環(huán)境的港口地區(qū)，建設鎳合金冶煉廠 ， 使原料運輸得到充分保障，降低了生產成本；周邊配套設施齊全，降低了建設投資和施工周期；項目地周邊地區(qū)對鎳合金需求巨大，產品供不應求 。 青山鋼鐵董事局發(fā)展 鎳合金 產品 具備諸多優(yōu)勢： 第一、 具有生產不銹鋼豐富而成熟的經驗 ，涉足鎳合金市場時間較長，具備廣泛的營銷渠道； 第二、 從 20xx年起，開始進軍不銹鋼上游產品領域。從 20xx年開始，連年被評為中國民營企業(yè) 500強，中國制造業(yè) 500福建鼎信實業(yè)有限公司鎳合金項目可行性研究報告 第 12 頁 共 196 頁 強、浙江省制造業(yè)百強企業(yè)、浙江省百強民營企業(yè)。 （ 3）降雨量、濕度 年平均降水量 ， 年最大降水量 ， 日最大降水量 。 高溫過程（日極端最高氣溫≥ 37℃的 天 氣）每年平均出現(xiàn) 天 ， 主 要出現(xiàn) 在 6～ 9 月份，其 中 7 月份最多， 占 60%， 8 月份居次， 占 30%。福安市地處福建東北部，是閩東地 區(qū)的區(qū)位中心，經濟重鎮(zhèn)，人口 60 萬 ，全市總面積 1880km2，海岸線 長 公里 ， 是一個山海相連 、 水陸兼優(yōu) 、 資源豐富 、 區(qū)位優(yōu)越的沿 海城市。 項目用電由福安市供電部門負責將專用供電線路配套到項目用地邊緣。 項目選址在 白馬 深水港區(qū) ， 便于礦石運輸儲存，利用 國外鎳資源生產出 國內需求日益增長的鎳 合金深加工 產品 ，符合 國 家產業(yè) 結構調整政策。 福建鼎信實業(yè)有限公司鎳合金項目可行性研究報告 第 8 頁 共 196 頁 第一章 項目概況 概 述 二期 鎳 合金冶煉 項目 仍然 采用成熟而先進的回轉窯 — 電爐生產工藝，將紅土礦冶煉成鎳合金初級產品 ，精煉、深加工項目借鑒 青山鋼鐵董事局所屬不銹鋼企業(yè)部分工藝，與四川大學以及國內知名的設備制造商聯(lián)合開發(fā)的新型、具有自主知識產權精煉工藝和配方。 項目供水的 外部 配套建設由福安市人民政府負責，由其將公共供 水管道（滿足項目用水量需要）鋪設至項目用地邊緣。項目區(qū)域位置圖見圖 1 12。 7 月 上旬至 8 月上旬為高溫過程相對集中的階段。 多年最熱月平均相對濕度為 77%，多年最冷月平均相對濕度 76%。董事局下屬青山控股、泰朗管業(yè)、上海鼎信三大集團公司，在全國轄有三十余家控股企業(yè)和合資公司。在河南許昌長葛市與張家港浦項合資 建立了鎳冶煉廠，進行鎳礦粗加工，日產 鎳合金 800噸，月產 2萬多噸。 福建鼎信實業(yè)有限公司鎳合金項目可行性研究報告 第 13 頁 共 196 頁 設計規(guī)模及產品方案 設計規(guī)模每 年處理干基紅土礦 252萬噸 ， 每年生產鎳合金初級產品20萬噸 ， 鎳品位 25%以上 ,含鎳金屬 50000t。 福建鼎信實業(yè)有限公司鎳合金項目可行性研究報告 第 14 頁 共 196 頁 原料供應 項目建設 前已落實了礦石的來源， 青山鋼鐵董事局 下屬鼎信投資集團控股的紅土 礦資源開發(fā)公司 ，已擁有蘇拉威西島東南部占地 公頃、 800萬噸金屬鎳儲量的優(yōu)質礦山 ， 將長期供應本項目紅土礦，項目原料供應 充足、穩(wěn)定、有保障。臨海之處可建深水碼頭。 干 燥排出的煙氣經電收塵器收集煙塵，煙塵用氣力輸送到煙塵制 粒系統(tǒng)，煙氣經排煙風機和煙囪排入大氣。 電爐產生的煙氣先經水冷福建鼎信實業(yè)有限公司鎳合金項目可行性研究報告 第 16 頁 共 196 頁 煙道、煙氣冷卻器降溫。 （ 8）燃料準備 干燥窯 、 回轉窯采用煤粉作燃料 ， 采用立式磨機將原煤制成煤粉， 煤粉粒度 200 目占 80%。對有保安要求的一級負荷 另設置柴油發(fā)電機作為保安電源。 自控 為使企業(yè)經濟效益最大化， 提 高勞動生產率，主要工藝流程以計 算機控制系統(tǒng)為主，集儀控、電控于 一 體，具備國內先進水平，安全 可靠，易于操作。 輔助建筑一般采用鋼筋混凝土框架結構，樓板及屋蓋均采用現(xiàn) 澆鋼筋混凝土板。 環(huán)保、節(jié)能、安全、衛(wèi)生與消防 環(huán)保 生產過程中產生的污染物及其治理措施如下：冶煉廠干燥回轉窯、 焙燒回轉窯、熔煉電爐采用電收塵器或脈沖袋式除塵器收塵措施，經除塵處理后，通過高煙囪排放，外排煙氣中粉塵和 SO2濃度符合設計采用的排放標準要求。 本項目產生少量生活垃圾，送福安市城市生活垃圾填埋場進行填 埋處理。 ④ 采用熱裝工藝，預還原 焙 燒后的焙砂在隔熱狀態(tài)下送到電爐， 入爐熱料溫度在 750～ 850℃之間，減少熱損失。 項目每年產生SO2量為 2600噸，通過采用石灰石 石膏濕法脫硫工藝，向大氣中排放的 SO2量僅有不到 300t/a。 ② 廢水排放 本工程廢水不含污染物，不外排。 室外 消火栓 系統(tǒng)為常高壓消防 ， 火災時由消防高位水池自流供水。 本企業(yè)廠區(qū)均設置消防給 水 系統(tǒng)，各車間均按規(guī)程要求設磷酸銨鹽干粉滅火器。 世界上近年來鎳的需求增長強勁，中國目前發(fā)現(xiàn)的鎳資源有限， 難以滿足國內消 費的需要。 綜合技術經濟指標 綜合技術經濟指標見表 13。干燥、焙燒、還原等 火 法 工藝，消耗能量大；回收金屬采用濕 法 工藝，消耗多種化學試劑 ； 鎳 和鈷的回收率比火法流程 和 HPAL 流程低。 日本大江山回轉窯直接還原法生產鎳合金，是唯一采用回轉窯直接 還原熔煉氧化鎳的火法工藝 。 為了 克服上述缺點 ， 國外公司開發(fā)了一種新的工藝流程 稱 作 NST（ NICKEL SMELTING TECHNOLOGY）。因此存在著較大技術風險。試驗顯示干燥煙 塵 相 對于回轉窯煙塵粘性高，因此擠壓制 粒 過程中，干燥煙塵和回轉 窯 煙 塵需 福建鼎信實業(yè)有限公司鎳合金項目二期工程可行性研究報告 第 31 頁 共 196 頁 要配料混合制粒。而直流電爐一般熔體是 敞開的，熱損失較大。 電爐爐形比較研究 交流電爐爐形一般有圓形和長方形，圓形電爐采用三根電極，三 福建鼎信實業(yè)有限公司鎳合金項目二期工程可行性研究報告 第 32 頁 共 196 頁 根電極圓周布置。 冶金試驗研究 對紅土礦進行電爐還原熔煉的試驗研究，才能為下一步設計提供 依據。 圖 22 鎳合金生產廠的產量及品位 根據上圖，鎳合金品位在 27%～ 30%之間，是非鐵磁體，而生產廠一般不選擇生產非鐵磁體，即不選擇生產 27%～ 35%之間的鎳合金。 目 前，有多家電爐煉鎳合金的工廠在運行 中 。本項目利用國外資源提取鎳，符合國家政策。 福建鼎信實業(yè)有限公司鎳合金項目二期工程可行性研究報告 第 37 頁 共 196 頁 第三章 冶 煉 概 述 雖然目前從硫化礦中提取的鎳多于從氧化礦中提取的鎳，但氧化 礦中鎳儲量卻遠大于硫化礦中的鎳儲 量 。 從國內市場考慮 ， 生產 25%的 鎳合金比較經濟 ， 本 項 目生產的鎳合金 大部分被青山鋼鐵董事局旗下或關聯(lián)企業(yè)消化 ，綜合考慮 Ni和 其它金屬元素 的回收率，本可研選擇生 產含鎳 25%的鎳合金。 福建鼎信實業(yè)有限公司鎳合金項目二期工程可行性研究報告 第 33 頁 共 196 頁 表 21 紅土礦熔煉的交流電爐參數 公 司 Falcondo Cerro Matoso PT Inco SLN Pamco Kavadarci Loma de Niquel 地點 多 米 泥加 哥 倫 比亞 印 度 尼西亞 新 喀 里多尼亞 日本 馬 其 頓 委 內 瑞拉 電 爐 參數 電 爐 數量 2 2 4 2 2 1 2 電 爐 設 計 HATCH HATCH HATCH 修 改 Demag Elkem Demag Demag 電 爐 形狀 矩形 圓形 圓形 矩形 圓形 矩形 圓形 電 爐 尺寸 （ 內 部尺寸 ， m） φ φ φ φ 爐 墻 冷卻方式 銅 翅 片 瓦 夫 式銅水套 銅 翅 片 水 幕 冷卻 水 幕 冷卻 水 幕 冷卻 水 幕 冷卻 電 極 數量 6 3 3 6 3 6 3 電 極 直徑 （ mm） 1020 1800 1800 1400 20xx 1650 — 變 壓 器（ MVA） 110 105 75 40 60 84 45 生 產 參數 功 率 （ MW） 60 75 65 50 38 40 40 功 率 密度 （ kW/m2） 360 220 290 140 160 100 190 二 次 電壓（相電 壓 ） 1600 1900 1150 850 600 330 二 次 電壓（電極） 800 1100 660 425 350 165 二 次 電流 （ kA） 13 23 35 20 38 42 電 極 電阻 （ mΩ ） 62 48 19 20 9 4 電 弧 形式 遮弧 遮弧 遮弧 刷弧 刷弧 浸 沒 式 電 耗 （ kWh/t礦 ） 400 400 440 440 450 550 焙 砂 溫度（℃） 950 850 750 900 1000 600 爐 渣 放出溫度（ ℃ ） 1580 1600 1530 1580 1580 1550