【正文】 Moisture%3022～30232823～30302625～3025～2729～34礦石含 Ni%～～回收率 Recoveryt9697～9897908788～89鎳合金品位 含 Ni%18/2134～3616～2817～2322～3020～253078171720～25鎳合金產(chǎn)量 t/a2600049100285002200041000600001740065007200016000700019200國外一些電爐參數(shù)見表 21。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(yuǎn)大于硫化礦中的鎳儲量。我國的鎳儲量約占世界鎳儲量 %，是一個(gè)鎳資源不足的國家，利用和開發(fā)國外鎳資源是一項(xiàng)長期任務(wù)。本項(xiàng)目利用國外資源提取鎳，符合國家政策。目前國內(nèi)也有一些工廠用紅土礦生產(chǎn)鎳合金，但多數(shù)工廠是利用舊設(shè)備，工藝不完善，生產(chǎn)設(shè)施簡陋，勞動條件差，環(huán)境污染大，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)落后，不符合國家環(huán)保政策。本可行性研究報(bào)告采用傳統(tǒng)的紅土礦生產(chǎn)鎳合金工藝，技術(shù)成熟、 可靠，風(fēng)險(xiǎn)比較低，并且可借鑒現(xiàn)有工廠的生產(chǎn)操作經(jīng)驗(yàn)。同時(shí)也吸取了近年的冶金工業(yè)技術(shù)成果，設(shè)計(jì)中對一些關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)，使其更完善。 生產(chǎn)規(guī)模及產(chǎn)品 生產(chǎn)規(guī)模生產(chǎn)規(guī)模為鎳金屬50,000t/a，根據(jù)印尼礦山的紅土礦成分，處理紅土礦 2520000t/a（干基）。 產(chǎn)品方案在第二章的產(chǎn)品方案研究中已作了說明，鎳合金含鎳在 27%～30%， 為非鐵磁體，一般不選用。只有高品位紅土礦才生產(chǎn)含鎳高的鎳合金， 用低品位紅土礦生產(chǎn)含鎳高的鎳合金，要除去大量雜質(zhì)，不僅消耗原材料多，而且也降低鎳的回收率，十分不經(jīng)濟(jì)。如果生產(chǎn)的鎳合金含鎳很低，產(chǎn)品的使用范圍受限制，影響產(chǎn)品的銷售，綜合技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和市場各種因素，選擇鎳合金含鎳為 25%。粗鎳合金成分見表 31。表 31 粗 鎳 鐵 成 分（Wt%）成份NiFeCoCCrSiSP% 原料、燃料及輔助材料 原料本項(xiàng)目處理的原料為紅土鎳礦，礦石平均品位2%，礦石的成分見表 32。本項(xiàng)目礦石屬于硅鎂型鎳礦，同時(shí)含有較高的鎂和硅，礦石中Fe/Ni=, SiO2/MgO=，爐渣熔點(diǎn)約 1530℃，適合電爐熔煉。表 32 紅 土 礦 成 分（干基，Wt%）成份NiFeCoMgOSiO2CaO%2成份Al2O3Cr2O3OH2O結(jié)晶其他%礦石含自由水 %。 燃料及還原煤 煙煤干燥、焙燒用煙煤作燃料，焙燒回轉(zhuǎn)窯也用到部分煙煤作還原劑，煤消耗量為272322t/a,其中還原煤約54822t/a。其他為燃料煤，主要供干燥窯和焙燒—預(yù)還原回轉(zhuǎn)窯作燃料用，這部分煙煤制成煤粉。煙煤由當(dāng)?shù)厥袌鲑徺I，市場典型煙煤的成分如表 33，34， 煙煤的灰份成分如表 35。表 33 煙煤工業(yè)分析組成（實(shí)用基 Wt%）組分固定碳揮發(fā)份灰份水分%表 34 煙煤元素分析組成（實(shí)用基 Wt%）組分CSHONP灰份水分%表 35 煙煤灰份成分組分SiO2Al2O3MgOFe2O3CaO其他% 柴油柴油作為輔助燃料，主要用于干燥窯、焙燒回轉(zhuǎn)窯、電爐的開爐 以及烘烤鋼包。柴油的消耗量約為 20205t/a。 無煙煤（還原煤）焙燒回轉(zhuǎn)窯用無煙煤和煙煤 作還原劑，無煙煤消耗量為 41117t/a。無煙煤當(dāng)?shù)厥袌鲑徺I，市場典型無煙煤的成分如表 36，37。無煙煤的灰份成分如表 38。表 36 無煙煤工業(yè)分析組成（實(shí)用基 Wt%）組分固定碳揮發(fā)份灰份水分%表 37 無煙煤元素分析組成（實(shí)用基 Wt%）組分CSHONP灰份水分%表 38 無煙煤灰份成分組分SiO2Al2O3MgOFe2O3CaO其他%1．00 輔助材料 電極糊、電極殼 焙砂還原熔煉的電爐采用自焙電極，消耗電極糊5159t/a，消耗電極殼383t/a。 耐火材料干燥窯燃燒室、焙燒回轉(zhuǎn)窯、電爐等設(shè)備均用耐火磚砌筑，消耗 耐火磚量約2700t/a。 氮?dú)獾獨(dú)庾鳛槊悍壑苽涞南饎珶捫枰獨(dú)庥糜贚F精煉爐的攪拌，除去鎳合金中夾雜物，使鎳合金的成份、溫度均勻。消耗氮?dú)饬繛?150m3/h，由氧氣制備車間供給。 氧氣氧氣主要用于燒開熔煉電爐放鎳合金口、放渣口和LF精煉爐精煉。氧氣由氧氣制備車間通過管道供給，氧氣消耗量為 180m3/h。氧氣還用于維修等全廠的氧氣用量。 冶煉工藝組成及過程描述冶煉工藝由濕紅土礦堆存、干燥、篩分破碎、煙塵制粒及配料、焙 燒預(yù)還原、熔煉等工序組成。 濕紅土礦堆存濕礦堆場主要在廠區(qū)外，廠區(qū)內(nèi)建小型濕礦堆場。礦石由海運(yùn)至臨時(shí)碼頭后送濕礦堆場堆存，再用汽車運(yùn)輸入廠區(qū)。在廠區(qū)濕礦堆場設(shè) 2 個(gè)受料斗。鏟車將濕紅土礦加入受料斗，紅 土礦由受料斗下短膠帶運(yùn)輸機(jī)拖出，經(jīng)定量給料機(jī)計(jì)量后，通過膠帶 運(yùn)輸機(jī)加入干燥窯，定量給料機(jī)采用變頻調(diào)速調(diào)整給料量。 紅土礦干燥紅土礦干燥采用回轉(zhuǎn)式干燥窯。設(shè)干燥主廠房 1 座，2 條生產(chǎn)線共 用 1 臺φ540m 干燥窯。礦石計(jì)量在廠區(qū)濕礦堆場，通過膠帶運(yùn)輸機(jī)直接加入干燥窯。干燥窯用煤粉作燃料。煤粉制備車間的煤粉通過倉式泵輸送到干燥車間的煤粉倉，經(jīng)煤倉下的環(huán)形天平秤和柔性密封送料鎖氣裝置，用一次風(fēng)輸送到干燥窯燃燒室燃燒。燃燒后的煙氣溫度 800℃～950℃進(jìn)入干燥窯內(nèi)。原礦石含水 34%，綜合考慮紅土礦干燥后的運(yùn)輸和防止揚(yáng)塵，控制礦 石干燥到含水～20%左右。干燥后礦石由膠帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)到篩分破碎廠房。干燥煙氣經(jīng)過電收塵 收集煙塵后排空。煙塵率 6%左右，收集的煙塵通過氣力輸送裝置送到煙 塵制粒的干燥煙塵倉。 篩分破碎設(shè)篩分破碎廠房一座，用于破碎粒度大于 50mm 干礦。干礦采用 15004200 振動篩篩分，篩下物直接由膠帶運(yùn)輸機(jī)送到煙 塵制粒及配料廠房或干礦貯存堆場。粒度大于 50mm 篩上物料約占干礦量 的 5%～20%。篩上物料進(jìn)入 600750 的齒輥破碎機(jī)破碎至粒度小于 50mm 后，加到篩下物的膠帶運(yùn)輸機(jī)上。 干礦貯存堆場設(shè)干礦貯存堆場（原料堆場）一座，用于后續(xù)工序不正常時(shí)臨時(shí) 貯存干礦，還用于貯存還原煤（包括用于還原的煙煤和無煙煤）、熔劑（備用）、返料（焙砂塊料、塊狀煙塵）等。（1）干礦堆場 經(jīng)篩分、破碎的干礦可直接由膠帶運(yùn)輸機(jī)送到煙塵制粒及配料廠房的干礦倉，也可臨時(shí)卸到干礦堆場貯存。干礦堆場可貯存干礦 19008t。 貯存堆場的干礦由鏟車上料，返回干礦膠帶運(yùn)輸機(jī)送至煙塵制粒及配料廠房的干礦倉。（2）熔劑、還原煤等輔料堆場設(shè)輔料堆場貯存預(yù)還原焙燒窯用的還原煤、熔劑、返料。預(yù)還原焙燒窯使用煙煤和無煙煤為還原劑，輔料堆場可貯存無煙煤 5700t,煙煤 1900t。 如果進(jìn)口的紅土礦成分偏離適合礦熱電爐熔煉的渣型較多，需要加入部分熔劑調(diào)整渣型，熔劑也堆存在輔料堆場。輔料堆場還用于堆存返料，返料包括回轉(zhuǎn)窯產(chǎn)出的焙砂塊料、電 爐煙氣冷卻器收下的塊狀煙塵等。煙煤、無煙煤、熔劑用汽車從廠外運(yùn)入輔料堆場；焙砂塊料從回轉(zhuǎn)窯窯頭的格柵上流出至地面，集中破碎后，用鏟車運(yùn)至輔料堆場；電爐煙氣冷卻器收下的塊狀煙塵裝入料罐，由叉車運(yùn)至輔料堆場。煙煤、無煙煤、熔劑、返料均考慮經(jīng)配料與干礦一起由窯尾加入 回轉(zhuǎn)窯。輔助堆場的各種物料用鏟車裝入受料斗，經(jīng)膠帶運(yùn)輸機(jī)送至 煙塵制粒及配料廠房的輔料倉。 煙塵制粒及配料設(shè)煙塵制粒及配料廠房一座，包括 2 套制粒和 2 套配料系統(tǒng)。每 套煙塵制粒及配料系統(tǒng)包括：（1）干礦倉：3 個(gè)，每個(gè)倉下配有 1 臺定量給料機(jī)。2 個(gè)倉為回 轉(zhuǎn)窯配料倉（也是窯前貯料倉），1 個(gè)倉用于貯存圓盤造球機(jī)用的干礦。（2）輔料倉：4 個(gè)，煙煤、無煙煤、熔劑、返料各 1 個(gè)，每個(gè)倉 下配有 1 臺定量給料機(jī)。（3）煙塵倉：1 個(gè)，倉下設(shè) 1 臺可調(diào)速的雙螺旋給料機(jī)和 1 臺增 濕螺旋輸送機(jī)。（4）制粒廠房：設(shè) 1 圓盤造球機(jī)。 紅土礦從干燥廠房通過膠帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)到煙塵制粒及配料廠房的干礦倉,同時(shí)煙煤、無煙煤、熔劑、返料（塊狀煙塵、焙砂塊料）通過膠帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)到煙塵制粒及配料廠房的輔料倉中。礦倉下部配有定量給料機(jī),幾種料根據(jù)生產(chǎn)的需要進(jìn)行配料,配好的混合料用膠帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)送到焙燒回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行焙燒。干燥窯煙氣系統(tǒng)、回轉(zhuǎn)窯煙氣系統(tǒng)和電爐煙氣系統(tǒng)回收的煙塵及通風(fēng)系統(tǒng)收集的煙塵通過氣體輸送泵輸送到煙塵制粒廠房的煙塵倉里。煙塵制粒采用圓盤造球機(jī)，用干礦做粘結(jié)劑。煙塵制粒時(shí)煙塵按 比例由螺旋輸送機(jī)加到增濕螺旋輸送機(jī)預(yù)增濕，然后加入圓盤造球機(jī)， 干礦則經(jīng)定量給料機(jī)控制加入量，按比例配入圓盤造球機(jī)。雙螺旋給料機(jī)配有變速傳動裝置（VSD），控制煙塵加入量。煙塵制粒加水量通過煙塵粒料含水量反饋控制，煙塵粒料含水量控制在 24% 左右。依比例配好的干礦、煙煤、無煙煤、熔劑、返料、煙塵粒料由膠帶運(yùn)輸機(jī)送至回轉(zhuǎn)窯焙燒主廠房。 回轉(zhuǎn)窯焙燒預(yù)還原焙燒還原主廠房設(shè)有 3 臺φ4100m 回轉(zhuǎn)窯。 干礦、煙煤、無煙煤、熔劑、返料和煙塵制粒的粒料一起由膠帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)到回轉(zhuǎn)窯廠房，通過溜槽加到回轉(zhuǎn)窯內(nèi)?；剞D(zhuǎn)窯主要有四個(gè)反應(yīng)區(qū)：（1）預(yù)熱區(qū):徹底蒸發(fā)紅土礦的自由水并提高物料溫度；（2）焙燒區(qū):當(dāng)?shù)V石被加熱到溫度達(dá)到 700℃～800℃時(shí)，焙燒脫 出結(jié)晶水，即燒損，除到 %，最大 %。（3）還原區(qū):還原煤產(chǎn)生還原性氣氛，還原紅土礦中部分鐵、鎳和鈷氧化物；（4）冷卻區(qū):經(jīng)過高溫區(qū)，焙砂加熱到 900℃，往窯尾運(yùn)動，進(jìn)入 窯尾冷卻區(qū)，溫度有所降低。窯頭（卸料端）設(shè)有回轉(zhuǎn)窯煤粉燒咀。煤粉燒咀通過鼓入一次風(fēng)和二次風(fēng)的風(fēng)量控制煤粉不完全燃燒，達(dá)到窯尾的還原性氣氛，同時(shí) 通過窯上風(fēng)機(jī)鼓入三次風(fēng)，將煙氣中可燃性氣體燃燒，提高回轉(zhuǎn)窯的溫度梯度。煤粉由煤粉制備車間輸送到回轉(zhuǎn)窯旁粉煤倉貯存，采用計(jì)量轉(zhuǎn)子秤將定量的煤粉給到燒嘴?？刂苹剞D(zhuǎn)窯焙燒溫度在 1000℃左右，以防止回轉(zhuǎn)窯結(jié)圈。焙砂溫度為750℃～850℃左右連續(xù)排入中間料倉。回轉(zhuǎn)窯卸料端設(shè)有格篩將塊料排到料堆，塊料破碎后返回輔料堆場。中間料倉的焙砂裝入焙砂 料罐，要求焙砂料罐密封、保溫，減少焙砂熱損失及被再氧化。焙砂通 過料罐由料罐運(yùn)輸車運(yùn)送到電爐廠房?；剞D(zhuǎn)窯排出的煙氣溫度為 300℃，含有大量煙塵，經(jīng)過電收塵器收集煙塵后通過煙囪排空。 電爐熔煉電爐熔煉采用3臺電爐熔煉焙砂，每臺電爐額定功率25000kW，變壓器容量為 33000kVA,采用3臺11000kVA單相變壓器對應(yīng)三根電極向電爐供電。焙燒回轉(zhuǎn)窯產(chǎn)出的焙砂裝入焙砂罐。用焙砂罐運(yùn)輸車、橋式起重 機(jī)將焙砂罐運(yùn)到電爐頂上的焙砂加料倉上，再通過加料管加入電爐。采用交流電爐熔煉，電爐對焙砂的加入量及加料點(diǎn)要求較高，目的是便于維持電爐內(nèi)焙砂的料層。加料倉分成縱橫各兩行，每個(gè)焙砂加料倉設(shè)有多根加料管，電爐共設(shè)有25個(gè)加料管，采用閥門控制加料。加料倉設(shè)有蓋板，防止熱損失和煙塵損失。為了測量電爐的加料量和加料倉的焙砂量，加料倉采用稱重料倉。電爐操作采用高電壓、低電流模式。側(cè)墻渣線部分采用銅水套冷卻，提高電爐壽命。焙砂在電爐內(nèi)熔化后分成渣和金屬兩相，焙砂中殘留的碳將鎳和部分鐵還原成金屬，形成含鎳25%的粗鎳合金。還原過程產(chǎn)生大量的CO，含CO的電爐煙氣可以通過兩種方法進(jìn)行燃燒，一種是在電爐上部空間中進(jìn)行燃燒，另一種是在上升煙道中進(jìn)行燃燒。這兩種方法都可以使用。前者是將脫離料層的一氧化碳/二氧化碳煙氣的混 合物在電爐上部空間與大量空氣混合，使煙氣中的一氧化碳?xì)怏w燃燒。后者是將進(jìn)入上升煙道的含一氧化碳的電爐煙氣與足夠空氣混合，使其所含CO充分燃燒。兩種燃燒方式均要求控制爐膛溫度 950℃以下，避免煙塵燒結(jié)。為充分利用 CO 的燃燒熱，我們采用使其在爐膛內(nèi)燃燒，這樣一來，爐膛空間要適當(dāng)大些。爐渣通過位于電爐一端的兩個(gè)排渣孔中的一個(gè)排渣孔半連續(xù)地排出，放渣溫度約為 1580℃（過熱 50℃）。爐渣通過溜槽流入水碎渣系統(tǒng)。約1480℃熔融鎳合金（過熱 50℃）通過電爐另一端兩個(gè)放出口中的一個(gè)放出口定期放入 45t 鋼包內(nèi)。鋼包放置在精煉廠房的鋼包車上，運(yùn)到精煉爐繼續(xù)處理。金屬放出口和渣放出口采用泥炮和擋渣器堵上。水碎渣采用傳統(tǒng)水碎系統(tǒng)。渣經(jīng)過水碎渣池的高壓水噴射，液態(tài)渣變成顆粒，沖入水碎池中，粒渣由撈渣機(jī)撈出后就地堆存，再由汽車外運(yùn)廠外，賣給簽約用戶。水碎渣的水經(jīng)過澄清、冷卻塔冷卻后， 用水泵加壓后再用于渣水碎。 燃煤堆場受場地限制，煙煤堆場暫定儲存時(shí)間 12d，儲存量約 9200t。外來 煙煤運(yùn)入煙煤堆料場堆存，用鏟車堆和取，煙煤堆高 4m。為了防止風(fēng) 吹雨淋造成煙煤流失，堆料場設(shè)雨棚。當(dāng)生產(chǎn)時(shí)，用鏟車將煙煤加入料斗，用帶式運(yùn)輸機(jī)運(yùn)往煤粉制備車間。 煤粉制備設(shè)煤粉制備車間1座，內(nèi)設(shè)25t/h立