【正文】 在浸出液鎳、鈷粉分離工序中，沉鈷劑使用的是(NH4)2S，并認(rèn)為是最好的化學(xué)沉鈷劑。在燃燒室內(nèi)還原氣體將逐層向下走的物料加熱至焙燒溫度760℃。除鐵后液直接蒸氨，得堿式碳酸鎳，煅燒得到最終產(chǎn)品NiO。古巴尼加羅(Nicaro)冶煉廠是最早使用還原焙燒—氨浸工藝回收低品位紅土鎳礦中鎳、鈷的冶煉廠，還原焙燒在多膛式反射爐中進(jìn)行，流程見圖XX。近年來(lái)，紅土鎳礦的濕法冶金技術(shù)有了很大的發(fā)展，特別是加壓浸出技術(shù)和各種溶劑萃取技術(shù)。其最大特點(diǎn)是處理工藝簡(jiǎn)單，流程短。 生產(chǎn)高鎳锍的工廠主要有印度尼西亞的蘇拉威西梭羅阿科冶煉廠。此外硅鎂鎳礦也可以采用外加硫化劑的方法進(jìn)行硫化熔煉得到鎳锍，石膏是最常用的硫化劑。所得焙砂與粒度在10～30mm的揮發(fā)性煤混合一起加入電爐進(jìn)行還原熔煉，產(chǎn)出粗鎳鐵合金?；鸱ㄖ饕袃煞N：一種是用鼓風(fēng)爐或電爐還原熔煉得到鎳鐵，又稱鎳鐵法；另一種是添加硫化劑進(jìn)行硫化熔煉生產(chǎn)鎳硫，又稱鎳锍法。粗鎳鐵經(jīng)鑄錠或?；勺罱K產(chǎn)品。％。電爐熔煉每噸爐料的電耗通常為450～500kWamp。礦石在673K溫度區(qū)域內(nèi)完全脫水，在773～873K溫度區(qū)域開始被還原。干燥 用直接加熱的干燥窯除去礦石表面水分的作業(yè)。降低電爐熔煉的電耗是該法需待解決的重要課題。 氧化鎳礦生產(chǎn)鎳鐵(production of ferronickel from nickel oxide ore)硅鎂鎳礦中的鎳和部分鐵在高溫下被還原劑選擇性還原成金屬，產(chǎn)出鎳鐵的過(guò)程，為氧化鎳礦處理的一種方法。該項(xiàng)目工藝特點(diǎn)是以廉價(jià)的煤為還原劑，以回轉(zhuǎn)窯為主要生產(chǎn)設(shè)備，具有工藝簡(jiǎn)單、能耗小、成本低、不受規(guī)模限制、產(chǎn)品質(zhì)量好（含鎳高）等優(yōu)點(diǎn)。隨著金融危機(jī)影響的漸漸消退，鎳價(jià)重回2萬(wàn)美元以上，鎳鐵合金對(duì)降低不銹鋼冶煉成本的優(yōu)勢(shì)逐漸得到體現(xiàn)，鎳鐵在不銹鋼原料中占據(jù)了重要的地位，國(guó)內(nèi)的鎳鐵冶煉行業(yè)在經(jīng)歷了08年的蕭條衰敗后重新迎來(lái)了另一個(gè)發(fā)展良機(jī)。 據(jù)資料介紹，國(guó)外電硅熱法工藝是在爐外，通過(guò)倒包操作，使加入的Si對(duì)熔體中的NiO進(jìn)行還原，生成鎳鐵，與熱兌法生產(chǎn)微碳鉻鐵的反應(yīng)機(jī)理和工藝操作基本相同，因而，可稱之為熱兌法工藝。 國(guó)外火法冶煉鎳鐵主要采用此工藝，國(guó)內(nèi)廠家生產(chǎn)含Ni大于10％的產(chǎn)品時(shí)亦普遍采用。 該工藝仍以焦炭燃燒放熱作為冶煉熱能，入爐鎳礦中FeO可被焦炭中的C充分還原，故粗鎳鐵中的Ni含量高低基本受限于入爐鎳礦Ni／Fe的比值大小。 鼓風(fēng)爐工藝是最早出現(xiàn)的紅土鎳礦冶煉鎳鐵的技術(shù)，1875年，在新喀里多尼亞小高爐就已應(yīng)用，后法國(guó)也有采用，但該法因消耗大量?jī)?yōu)質(zhì)焦炭、污染嚴(yán)重而為人詬病。 鼓風(fēng)爐法 鎳礦→回轉(zhuǎn)窯烘干→制塊→配入焦炭→鼓風(fēng)爐冶煉→粗鎳鐵→精煉降Si、C、P、S→鎳鐵。 不同的鎳礦處理工藝的投資費(fèi)用及工藝操作難度不同，對(duì)整個(gè)鎳鐵冶煉工藝綜合能耗及產(chǎn)品質(zhì)量的影響也有所不同，因而，隨著我國(guó)鎳鐵生產(chǎn)的規(guī)模化，選擇何種鎳礦預(yù)處理方式，值得分析。為確保鎳鐵冶煉爐況穩(wěn)定，鎳礦在入爐前必須進(jìn)行脫水，造塊處理。 從上述（1）、（2）反應(yīng)式中可看出：NiO、FeO還原反應(yīng)開始溫度較低，而且，NiO的開始反應(yīng)溫度比FeO約低200℃；因而，火法冶煉鎳鐵過(guò)程中，盡管所采用的鎳礦NiO含量較低，但NiO 90％以上被還原，而且，在Ni／Fe很低的情況下，可通過(guò)不同的工藝操作，使產(chǎn)品含Ni量提高到較高水平，與鐵合金其他產(chǎn)品（如高碳鉻鐵、錳硅合金等）相比，電爐粗鎳冶煉難度相對(duì)較低。 火法冶煉鎳鐵是在高溫條件下，以C（或Si）作還原劑，對(duì)氧化鎳礦中的NiO及其他氧化物（如FeO）進(jìn)行還原而得。由于硫化鎳礦資源品質(zhì)好，工藝技術(shù)成熟，現(xiàn)約60％~70％的鎳產(chǎn)量來(lái)源于硫化鎳礦。根據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)（ISO）鎳鐵按含鎳量分為FeNi20（Ni 15％～25％）、FeNi30（Ni 25％～35％）、FeNi40（Ni 35％～45％）和FeNi50（Ni 45％～60％）。在不銹鋼中增加鎳的一個(gè)主要原因就是形成奧氏體晶體結(jié)構(gòu)，從而改善諸如可塑性、可焊接性和韌性等不銹鋼的屬性，所以鎳被稱為奧氏體形成元素。鎳的應(yīng)用在于鎳的抗腐蝕性，合金中添加鎳可增強(qiáng)合金的抗腐蝕性能。 以上述紅土鎳礦為例，加工一噸紅土鎳礦可得20%左右高鎳鎳鐵100Kg左右，生產(chǎn)總費(fèi)用約250元/噸礦，礦石成本500元（加運(yùn)費(fèi)），噸成品約需10噸原礦，總成本約7500元，售價(jià)約2萬(wàn)元左右（20%Ni），利潤(rùn)1萬(wàn)元以上，利潤(rùn)率100% 。沙狀顆粒在煉鋼過(guò)程中相當(dāng)有利于連續(xù)加料和作為冷卻劑物料快速溶解。金屬是在窯中半熔融條件下生成的。 （3）、所產(chǎn)高鎳鎳鐵質(zhì)量高（含Ni20%左右），可直接用作不銹鋼的生產(chǎn)原料。目前，高爐法的低品位產(chǎn)品市場(chǎng)容量已經(jīng)飽和，加快發(fā)展10％以上品位的回轉(zhuǎn)窯工藝，可以進(jìn)一步擴(kuò)大紅土礦火法鎳的市場(chǎng)容量。產(chǎn)品為鎳鐵(鎳含量4％～7％)，產(chǎn)量l8萬(wàn)噸／年。這就是產(chǎn)生礦石積壓在港口的原因，也是今后民營(yíng)企業(yè)需要攻克的技術(shù)難關(guān)。 我國(guó)民營(yíng)企業(yè)開始大規(guī)模利用從菲律賓和印度尼西亞進(jìn)口的紅土鎳礦礦石冶煉鎳生鐵，此后進(jìn)口礦石量逐月增加，到2007年底利用進(jìn)口礦石約300多萬(wàn)噸，產(chǎn)出鎳生鐵的含鎳量約3萬(wàn)噸。我國(guó)民營(yíng)企業(yè)使用火法冶煉從菲律賓和印度尼西亞進(jìn)口的紅土鎳礦礦石，大量生產(chǎn)鎳鐵合金作為冶煉不銹鋼的配料，成功狙擊了國(guó)際市場(chǎng)的瘋狂炒作，鎳價(jià)大幅下降，市場(chǎng)將逐步恢復(fù)理性。 （2） Marinduque冶煉廠將蒸氨所得堿式碳酸鎳用AAC溶液再溶解，部分蒸氨除雜后，在165℃。淬冷后在ACC體系溶液中浸出，浸出液用H2S沉鈷得到Ni/CoS產(chǎn)品(含Ni約39%，Co約13%)，沉鈷后液蒸氨，煅燒，在帶式還原爐中用H2還原焙燒得含鎳90%的鎳粉，最后在980℃，惰性氣氛條件下壓制成Ni塊。在此，氧化鎳產(chǎn)品中含有大量鈷，這種氧化鎳產(chǎn)品即不符合各種鎳合金生產(chǎn)要求，鈷的回收率又非常低，只有40%左右。為了防止?jié)窳显诒簾^(guò)程中結(jié)團(tuán)，在焙燒之前用回轉(zhuǎn)窯干燥，除去95%的水分，其還原焙燒時(shí)間為90min，還原氣體由煤氣發(fā)生器供給，控制爐膛底部還原氣氛CO/CO2或H2/H2O為1：1，焙燒溫度730～760℃。RRAL工藝由Caron教授發(fā)明，又稱為Caron流程，適合于處理含鎂較高(MgO10%)，含鎳1%左右的硅酸鹽型紅土礦，基本流程是還原焙燒—氨浸。缺點(diǎn)是鈷也進(jìn)入鎳鐵合金或鎳锍中，失去了鈷應(yīng)有的價(jià)值。高鎳锍產(chǎn)品一般含鎳79%，%。造锍熔煉一般在鼓風(fēng)爐中進(jìn)行，也可以用電爐。在電爐還原熔煉的過(guò)程中幾乎所有鎳和鈷的氧化物都被還原成金屬，而鐵則不必全部還原成金屬，鐵的還原程度可通過(guò)還原劑的加入量加以調(diào)節(jié)。鎳鐵法是采用電爐熔煉，可以達(dá)到較高的溫度，爐內(nèi)的氣氛也比較容易控制。氧化鎳礦生產(chǎn)鎳鐵 重有色金屬 氧化鎳礦的冶煉提取方法，可分為火法和濕法兩大類。通常在鎳鐵包中加入純堿、石灰或碳化鈣進(jìn)行爐外精煉除硫。8226。排料端窯溫控制在1073～1173K，此時(shí)礦石中絕大部分鎳的氧化物被還原成金屬，而鐵的氧化物只有一部分被還原成金屬，其余成為氧化亞鐵。窯溫維持在523K左右，得到含水分15％～20％的預(yù)干燥礦石。典型的硅鎂鎳礦含鎳量較低(Ni ％～％)，水分含量很高(30％～45％)，在熔煉時(shí)形成熔點(diǎn)較高的爐渣和金屬相。產(chǎn)品供合金鋼生產(chǎn)使用。使用該技術(shù)冶煉1噸鎳合金僅需要15噸標(biāo)準(zhǔn)煤，而國(guó)內(nèi)其他廠家則需要28噸標(biāo)準(zhǔn)煤，可最大限度降低產(chǎn)品成本，減少紅土鎳礦資源的浪費(fèi)。 此外，由于電解鎳主要是由硫化鎳礦冶煉所得，而硫化礦提取工藝成熟，長(zhǎng)時(shí)間的大量開采使得世界近期可供開發(fā)的硫化礦資源已經(jīng)不多，加之硫化礦資源勘探周期和建設(shè)周期均較長(zhǎng)，開發(fā)和利用相對(duì)比較困難，與硫化鎳礦情況相反的是紅土鎳礦資源豐富，貯存在紅土礦中鎳金屬量占據(jù)了鎳儲(chǔ)量的65％，而每年從氧化鎳礦中提取的鎳只占世界鎳產(chǎn)量的30％，因此隨著世界上硫化鎳礦資源的逐步減少，從氧化鎳礦中提取鎳金屬將具有極大的發(fā)展前景。 五、鎳鐵產(chǎn)業(yè)的意義 隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平提高，不銹鋼生產(chǎn)消費(fèi)快速增長(zhǎng)。主要冶煉設(shè)備為礦熱電爐，國(guó)內(nèi)個(gè)別廠家也有使用與電弧爐結(jié)構(gòu)相似的電爐生產(chǎn)（其設(shè)備最大容量為9 MVA），其鎳礦預(yù)處理方式，冶煉工藝的具體操作，精煉工藝設(shè)備配套情況及精煉效果均不盡相同，各項(xiàng)指標(biāo)對(duì)比也存在一定差異。 由于國(guó)家限制400 m3以下小高爐的使用，而使用礦熱電爐，