【正文】 相似之處。高爐直接冶煉出的鎳鐵，其含Ni量基本取決于入爐鎳礦中的Ni／Fe比值，而鼓風(fēng)爐法生產(chǎn)的粗鎳，其含Ni量，不只受限于該比值的大小。最終該工藝在市場競爭和環(huán)保壓力下停止，1985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)國家壽終正寢。 在國內(nèi)，近年采用的火法冶煉鎳鐵較為普遍，主要是借用于現(xiàn)有煉鐵小高爐直接轉(zhuǎn)產(chǎn)，具體操作與小高爐生產(chǎn)生鐵操作相似，特別適合于使用低Ni、高Fe鎳礦生產(chǎn)低Ni鎳鐵（含鎳生鐵）。 由于國家限制400 m3以下小高爐的使用，而使用礦熱電爐，利用低鎳高鐵鎳礦，直接生產(chǎn)低Ni鎳鐵，其工藝的合理性和易操作性，似乎不及高爐法，因而采用大容量高爐冶煉低Ni鎳鐵值得關(guān)注和研究。 電碳熱法是以C作還原劑，在電能高溫條件下，對鎳礦中的NiO、FeO等氧化物進(jìn)行還原，冶煉出鎳鐵，因而，在電爐冶煉過程中，調(diào)整合適的配炭量，限制FeO還原，可生產(chǎn)出Ni含量較高的電爐鎳鐵。主要冶煉設(shè)備為礦熱電爐，國內(nèi)個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，各項指標(biāo)對比也存在一定差異。 電硅熱法工藝是以Si作還原劑，在高溫條件下，對NiO、FeO等氧化物進(jìn)行還原，生成鎳鐵。 五、鎳鐵產(chǎn)業(yè)的意義 隨著我國經(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。不銹鋼產(chǎn)量的增長將拉動鎳金屬消費(fèi)量增長。 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，長時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，開發(fā)和利用相對比較困難，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。該院多年從事紅土鎳礦冶煉工藝技術(shù)開發(fā)和回轉(zhuǎn)窯直接還原鎳粒鐵科技攻關(guān)和研發(fā)工作，經(jīng)多年的研究實驗，對不同成分紅土鎳礦的配型混合、壓團(tuán)，以及無熔劑煤基回轉(zhuǎn)窯直接還原生產(chǎn)鎳粒鐵試驗，有效減輕粉塵率和回轉(zhuǎn)窯結(jié)圈，確?；剞D(zhuǎn)窯穩(wěn)定操作，達(dá)到了批量生產(chǎn)的條件。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)。技術(shù)成熟可靠，符合國家產(chǎn)業(yè)政策，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和廣闊的市場前景 。產(chǎn)品供合金鋼生產(chǎn)使用。1988年世界鎳鐵產(chǎn)品的含鎳量約占氧化鎳礦總產(chǎn)鎳量的65％。典型的硅鎂鎳礦含鎳量較低(Ni ％～％)，水分含量很高(30％～45％)，在熔煉時形成熔點較高的爐渣和金屬相。生產(chǎn)流程包括干燥、煅燒與預(yù)還原、熔煉和精煉等環(huán)節(jié)。窯溫維持在523K左右，得到含水分15％～20％的預(yù)干燥礦石。在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)混有還原劑(碎煤或焦)的預(yù)干燥礦石與煙氣逆向運(yùn)行，隨著爐料向窯頭方向移動，其溫度和被還原程度逐漸提高。排料端窯溫控制在1073～1173K，此時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。電爐產(chǎn)出粗鎳鐵一般含Ni 25％、C ％、S ％、Si ％、P ％，熔點1513K；爐渣一般含F(xiàn)eO 12％、SiO2 45％、MgO 30％，液化溫度1858K。8226。精煉 除去粗鎳鐵中的硫、硅、碳、鉻和磷等雜質(zhì)使之達(dá)到產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的作業(yè)。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。碳成為CO氣體除去，而硅、鉻、磷等則形成氧化物進(jìn)入爐渣。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。 1 火法冶煉工藝硅鎂鎳礦通常采用火法冶金工藝處理。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。爐料需預(yù)先在回轉(zhuǎn)窯中干燥脫水，在700～800℃條件下進(jìn)行預(yù)焙燒。在電爐還原熔煉的過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還原劑的加入量加以調(diào)節(jié)。采用該法生產(chǎn)鎳鐵合金的工廠主要有法國的新喀里多尼亞多尼安博冶煉廠、哥倫比亞塞羅馬托莎廠和日本住友公司的八戶冶煉廠，鎳鐵產(chǎn)品中含鎳20～30%，全流程回收率為90～95%，鈷進(jìn)入合金。造锍熔煉一般在鼓風(fēng)爐中進(jìn)行，也可以用電爐。得到的低鎳锍(通常含Ni+Co=20~30%)再送到轉(zhuǎn)爐中吹煉成高鎳锍。高鎳锍產(chǎn)品一般含鎳79%，%?；鸱üに囍饕獞?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。缺點是鈷也進(jìn)入鎳鐵合金或鎳锍中，失去了鈷應(yīng)有的價值。濕法主要形成了兩種工藝，一 種是還原焙燒—氨浸工藝(簡稱RRAL)，另一種是加壓酸浸工藝(簡稱HPAL)。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。焙砂中的鎳、鈷采用氨性溶液浸出，浸出渣中的鐵可以通過磁選回收。為了防止?jié)窳显诒簾^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℃。浸出過程在鼓空氣浸出槽中進(jìn)行，金屬鎳、鈷浸出進(jìn)入溶液并形成鎳、鈷氨絡(luò)離子。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。在Towsville 鎳冶煉廠，還原焙燒設(shè)備使用層式Herreschoff還原焙燒爐，入料前混入礦重4%的重油。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。 Marinduque冶煉廠與Townsvillen鎳冶煉廠流程相似，不同之處主要表現(xiàn)在以下兩點： （1） 還原焙燒還原劑和沉鈷劑不同：Marinduque冶煉廠使用的還原劑是含H2 75%，N2 25%的氣體，還原溫度較低，才650℃。 （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℃。 鎳鐵的來歷、成分和消費(fèi)市場 我國不銹鋼和電池行業(yè)的快速發(fā)展，國內(nèi)鎳產(chǎn)品供應(yīng)將面臨長期短缺的局面。我國民營企業(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，成功狙擊了國際市場的瘋狂炒作，鎳價大幅下降，市場將逐步恢復(fù)理性。技術(shù)變革及其快速進(jìn)入生產(chǎn)應(yīng)用領(lǐng)域，成功狙擊了國際市場的瘋狂炒作，2007年6月國際市場鎳價大幅下降。 我國民營企業(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多萬噸，產(chǎn)出鎳生鐵的含鎳量約3萬噸。 目前我國中小企業(yè)生產(chǎn)的鎳生鐵的含鎳量多在4％～ 8％，只能用作冶煉不銹鋼的配料，在冶煉不銹鋼時，尚需加入一定量的精煉純鎳。這就是產(chǎn)生礦石積壓在港口的原因，也是今后民營企業(yè)需要攻克的技術(shù)難關(guān)。 成功的案例：福建頂新、浙江青山、山東臨沂。產(chǎn)品為鎳鐵(鎳含量4％～7％)，產(chǎn)量l8萬噸／年。 我國使用火法利用紅土鎳礦冶煉鎳生鐵，使不銹鋼生產(chǎn)原料構(gòu)成發(fā)生了重大變革，改變了全球不銹鋼生產(chǎn)原料鎳的供需格局，也改變了世界不銹鋼產(chǎn)業(yè)發(fā)展的格局。目前，高爐法的低品位產(chǎn)品市場容量已經(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容量。 回轉(zhuǎn)窯工藝與高爐法或電爐法等工藝相比有如下優(yōu)點： （1）、熔煉的主要能源為煤, 而不是昂貴的焦炭或電能。 （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。 熔煉方法和工藝如下： 預(yù)處理步驟是將原料紅土鎳礦磨細(xì)后, 與含碳物料和熔劑石灰石混合, 然后連續(xù)給入回轉(zhuǎn)窯。金屬是在窯中半熔融條件下生成的。分離出來的鎳鐵呈直徑2~3毫米的沙狀顆粒, 并夾帶1~2