鎳鐵生產(chǎn)工藝課件(參考版)
2025-01-17 19:32本頁(yè)面
【正文】 演講完畢，謝謝觀看！ 。 鑒于鎳鐵的以上發(fā)展前景和我國(guó)鎳鐵生產(chǎn)工藝存在的問(wèn)題 ， 我們要加大力度對(duì)鎳鐵生產(chǎn)工藝進(jìn)行研究和改進(jìn) ： (1)我們可以針對(duì)二次電壓過(guò)低的情況 ， 重新設(shè)計(jì)變壓器 ， 降低流壓比 ，只有可以提高二次電壓 ， 使生產(chǎn)能力大幅度提高 ； (2) 二次電壓提高 ， 使得電流密度降低 ， 因此 ， 要保持或相應(yīng)提高電流密度 ， 才能保證電極有足夠的工作端長(zhǎng)度 ； (3) 擴(kuò)大極心圓直徑 ， 可以減少渣鐵對(duì)爐底的侵蝕 ， 延長(zhǎng)爐襯壽命 ； (4) 為了有效延長(zhǎng)爐襯壽命 ， 我們要選擇炭質(zhì)較少的復(fù)合材料來(lái)抵抗鎳鐵合金滲碳的化學(xué)侵蝕作用 ； (5) 同時(shí)還要注意合金成分的控制 ， 還原劑粒度的選擇以及澆鑄問(wèn)題 。雖然紅土鎳礦的主要貿(mào)易國(guó)菲律賓 、 馬來(lái)西亞等國(guó)采取相關(guān)的政策 ,但這種趨勢(shì)使得原料的供應(yīng)存在極不穩(wěn)定的風(fēng)險(xiǎn) 。 (3)目前 ,我國(guó)鎳鐵生產(chǎn)所用的紅土鎳礦原料主要依賴進(jìn)口 。 根據(jù)分析 ,20232023年全球鎳新增產(chǎn)能達(dá)到 67萬(wàn) /t在短期內(nèi)會(huì)造成鎳供給量相對(duì)過(guò)剩 ,對(duì)價(jià)格產(chǎn)生負(fù)面影響 ,而國(guó)內(nèi)高爐冶煉鎳鐵的成本相對(duì)較高 ,價(jià)格的下降會(huì)導(dǎo)致很多規(guī)模小 、 效率低 、 污染重的高爐冶煉鎳鐵企業(yè)停產(chǎn) ,并且隨著國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策的逐步完善和環(huán)保治理的日趨嚴(yán)格 , 高爐冶煉鎳鐵企業(yè)也將被淘汰 。目前的鎳鐵冶煉工藝都存在一定的問(wèn)題 ,中國(guó)現(xiàn)有的鎳鐵生產(chǎn)工藝多為高爐冶煉或礦熱電爐等高能耗高污染的落后工藝 ,而相對(duì)成熟先進(jìn)的生產(chǎn)工藝掌握在少數(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家手中 ,因此對(duì)現(xiàn)有工藝進(jìn)行改進(jìn)或研發(fā)新的冶煉工藝無(wú)疑會(huì)成為我國(guó)鎳行業(yè)的熱點(diǎn)。綜上所述，解決火法工藝能耗高的難題以及開(kāi)發(fā)新的濕法工藝處理中低品位鎳紅土礦將是今后鎳冶煉的發(fā)展方向。而礦石含鎳品位的高低對(duì)火法工藝的生產(chǎn)成本起著重要的作用，低品位的礦由于冶煉時(shí)礦石量大，能耗高，冶煉成本就高，礦石含鎳提高 %，生產(chǎn)成本大約可以降低 34%，因此目前火法工藝主要處理高品位的紅土鎳礦。 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 。 火法工藝主要應(yīng)用于處理硅鎂鎳礦 ， 適合于處理鎳含量 1%， 鐵含量 30%左右 ， 鈷含量低的紅土鎳礦 。 粗鎳鐵合金再經(jīng)過(guò)精煉產(chǎn)出成品鎳鐵合金 ， 鎳鐵合金主要供生產(chǎn)不銹鋼 。 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 。但為了保證礦石處理的經(jīng)濟(jì)性，通常要求礦石達(dá)到一定品位，所以在開(kāi)始熔煉前，首先需對(duì)礦石進(jìn)行篩選，排除風(fēng)化程度低，品位低的礦石?；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。 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。 電硅熱法 鎳礦 → 烘干 → 破碎 → 高溫脫水煅燒成塊 → 配入熔劑 → 礦熱電爐熔化 → NiO熔體 → 倒人反應(yīng)包 → 向反應(yīng)包加入 45％硅鐵 → 倒包反應(yīng) → 粗鎳鐵 → 降 P、 Si精煉 → 鎳鐵。 在對(duì)多家鎳鐵廠拆爐現(xiàn)場(chǎng)觀察中 ， 可以看到 ， 不管是以碳磚或鎂磚砌筑爐底還是鎂質(zhì)材料打結(jié)爐底 ， 在爐底的中下部磚縫或打結(jié)料冷熱收縮縫處 ， 均出現(xiàn)滲鐵現(xiàn)象 ， 特別是碳磚砌筑爐底 ， 開(kāi)爐不到 2個(gè)月 ， 鐵水已滲入第二層碳磚底部； 因而 ， 鎳鐵冶煉宜采用高二次電壓 、 大電極直徑 、 降低極心圓和爐底功率密度 ， 緩解上述現(xiàn)象的發(fā)生并減輕爐渣對(duì)爐襯耐火材料的侵蝕 。 最佳熔煉條件下渣的化學(xué)成分分析 成分 TFe FeO SiO2 Al203 CaO MgO CO Ni 含量 電爐冶煉鎳鐵使用的鎳礦 NiO、 FeO含量低 。但是隨著時(shí)間的延長(zhǎng) ， 還原劑逐漸被消耗至盡 ， 爐內(nèi)的還原氣氛逐漸減弱 ， 局部會(huì)出現(xiàn)氧化性氣氛 ， 可能會(huì)出現(xiàn)鎳和鐵的重新氧化 ， 導(dǎo)致合金質(zhì)量減少 ， 金屬回收率降低 ， 而且 冶煉時(shí)間越長(zhǎng) ，生產(chǎn)效率越低 ， 電耗也越高 。 鈷和鐵的回收率隨時(shí)間增加略有增加 ， 但一定時(shí)間后 ， 回收率反倒有下降的趨勢(shì) 。 兼顧合金的產(chǎn)品質(zhì)量和節(jié)能降耗 、 設(shè)備要求等 ， 選擇最佳熔煉溫度為 1550℃ ， 溫度低于 1500℃ 時(shí) ， 渣在合金中的夾雜嚴(yán)重 ， 影響合金質(zhì)量 ， 溫度過(guò)高則增加爐子的升溫負(fù)擔(dān)且對(duì)耐火材料的消耗加大 。 溫度為 1550℃ 和 1600℃ 時(shí) ， 合金與渣分離良好 ， 合金質(zhì)量略有減少 ， 但鎳的品位增加 ， 合金表面光滑并有一定的金屬光澤 。 說(shuō)明在 1400℃ 的溫度下 ， 渣的粘度很大 ， 被還原的鎳鐵不能順利沉降 ， 渣鐵分離不好 。 鎳鐵狀態(tài)圖 溫度對(duì)熔煉的影響 從鐵鎳狀態(tài)圖可知 ， Fe與 Ni組成的任何比例的固溶體其熔點(diǎn)均在 1400℃以上 ， 而含 Ni20%的鎳鐵的熔點(diǎn)在 1460℃ 左右 ， 因此冶煉溫度必須控制在此溫度以上 ， 考慮到需一定的過(guò)熱度 ， 可將冶煉溫度選擇在 1550一 1600℃ 左右 。O 2)的活度 。 根據(jù)離子理論 ， 加入 CaO能提高堿度 ， 引入的 Ca2+能與 PO43形成弱離子對(duì)， 提高 PO43的穩(wěn)定性 ， 降低其活度系數(shù) ， 同時(shí) CaO供給的 O2促進(jìn) PO43的形成的同時(shí)還與 Fe2+形成 Fe2+P2O5和 4 CaO 依分子理論， CaO的脫磷能力表現(xiàn)在它與 P2O5結(jié)合成 2CaO 石灰石用量對(duì)合金中 P含量的影響 渣中 CaO含量對(duì) LP的影響 石灰石用量對(duì) P分布的影響主要是通過(guò)影響渣中 CaO含量和堿度來(lái)實(shí)現(xiàn) 。 此外 ， 在其他條件不變的情況下 ， (CaO)增加還使?fàn)t渣堿度提高 ， 渣中 02濃度提高 ， 復(fù)雜的硅氧復(fù)合陰離子解體分裂形成較簡(jiǎn)單的硅氧復(fù)合陰離子 ， 故爐渣的脫硫能力提高 。 按照分子理論 ， 石灰石分解產(chǎn)生的氧化鈣 (CaO)是脫硫反應(yīng)的反應(yīng)物 ， 爐渣中 (CaO)增多 ， 能大大地促進(jìn)在金屬爐渣界面上進(jìn)行的脫硫反應(yīng) ， 此外 ， 石灰石降低渣的熔點(diǎn) ， 減少粘度 ， 有利于脫硫 。 石灰石在熔煉的時(shí)候分解為 CaO和
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