【正文】 進(jìn)行鎳合金生產(chǎn)，如哥倫比亞的 CERRO MATOSO 鎳合金廠、緬甸達(dá)貢山鎳礦（參見表 21）。因此，從長遠(yuǎn)來看，國內(nèi)鎳原料短缺的局 面是長期的，而鎳是生產(chǎn)不銹鋼的主要原料，鎳合金也就成為鋼鐵工業(yè)的緊缺原料，產(chǎn)品有良好的市場潛力。項(xiàng)目建成達(dá)產(chǎn)年平均營業(yè)收入100億元，年凈利潤15億元。 總體來看，二期工程具有更好的經(jīng)濟(jì)效益，投資收益可以達(dá)到預(yù)期水平。 存在的主要問題及建議（1）現(xiàn)有的余熱回收手段回收的熱能利用率不高，將進(jìn)一步研究各爐窯，特別是電爐的煙氣余熱回收。 第 195 頁 共 196 頁表 12 福建X實(shí)業(yè)有限公司福安灣塢鎳合金項(xiàng)目一期進(jìn)度表福建鼎信實(shí)業(yè)有限公司鎳合金項(xiàng)目二期工程可行性研究報告表 13 綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)表序號指 標(biāo) 名 稱單位數(shù)量備注1冶煉設(shè)計(jì)規(guī)模鎳金屬t/a50000產(chǎn)品產(chǎn)量鎳金屬t/a50000冶煉回收率Ni%原料需要量紅土礦t/a2520000干基量紅土礦含鎳t/a50400品位 2%主要燃料、輔助材料需要量電極糊t/a5195 煙煤（還原用）t/a13706 無煙煤（還原用)t/a41117 耐火磚t/a2700 電極殼t/a383 煙煤t/a217500 柴油t/a6750 2供電用電設(shè)備安裝功率kW113176計(jì)算負(fù)荷kW91629年總用電量kWh/a單位鎳合金耗電量kWh/t250923給排水總用水量m3/d137088其中：新水m3/d10600單位鎳金屬耗水量m3/t續(xù)表 13 綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)表序號指 標(biāo) 名 稱單位數(shù)量備注4總圖運(yùn)輸占地面積ha一、二期規(guī)劃二期用地外部運(yùn)輸t/a3715506 其中：運(yùn)入量t/a2548382 運(yùn)出量t/a1167124 5勞動在冊職工人數(shù)人800勞動生產(chǎn)率（按精煉產(chǎn)品計(jì)）t/人由于風(fēng)化淋濾，礦床一般形成幾層，頂部是一層崩積層（鐵帽），含鎳較低；中間層是褐鐵礦層，含鐵多、硅鎂少，鎳低、 鈷較高，一般采用濕法工藝回收金屬；底層是混有脈石的腐植土層（包 括硅鎂性鎳礦），含硅鎂高、低鐵、鎳較高、鈷較低，一般采用火法 工藝處理。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(jīng)過氨浸回收。HPAL 流程主要處理褐鐵礦和一部分綠脫石或蒙脫石。HPAL 流程處理的紅土礦要求含 Al 低、含 Mg 低，通常 含 Mg4%，含 Mg 越高，耗酸越高。紅土礦產(chǎn)鎳量的 70%是采用火法 工藝流程回收的。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(tuán)、豎爐焙燒部分還原焙燒團(tuán)礦、電爐熔煉生產(chǎn)粗鎳合金、粗鎳合金在鋼包爐中精煉等工序。該流程分為三個步驟：（1）物料預(yù)處理： 磨礦、混合與制團(tuán)，以提高回轉(zhuǎn)窯操作效果；（2）冶煉工藝：回轉(zhuǎn)窯 焙燒、金屬氧化物還原與還原金屬的聚集；（3）分離處理：回轉(zhuǎn)窯產(chǎn) 出的熟料采用重選與磁選分離出鎳合金合金。 焙燒—預(yù)還原：采用回轉(zhuǎn)窯，主要是脫出礦石中剩余的自由水和結(jié)晶水，預(yù)熱礦石，選擇性還原部分鎳和鐵。 精煉：一般采用鋼包精煉，脫出粗鎳合金中的雜質(zhì)如：硫、磷等。由于紅土礦中物料越細(xì)的部分，鎳的品位越高，在 RKEF 工藝流 程中，采用干燥回轉(zhuǎn)窯和焙燒回轉(zhuǎn)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(dú)處理，增加 了生產(chǎn)成本。該工藝流程借鑒水泥窯 外分解的技術(shù)，將物料磨細(xì)，然后進(jìn)行閃速干燥、閃速焙燒、在流態(tài) 化爐中進(jìn)行預(yù)還原，直流電爐熔煉焙燒料，LF 爐精煉。NST 工藝流程減少了固定投資，節(jié)省了操作成本，減少了物料停留 時間，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，解決了煙塵問題，降低了動力消耗。項(xiàng)目預(yù)計(jì) 2009 年投產(chǎn)。大型直流電爐在 鋼鐵等行業(yè)應(yīng)用普遍，但在紅土礦熔煉中還沒有大型直流電爐生產(chǎn)實(shí)踐。經(jīng)過多方調(diào)研和慎重論證，我們認(rèn)為設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)采用工藝成熟、技術(shù)可靠、有成功生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的工藝,選擇采用 RKEF 工藝是正確的。圖 21 鎳礦冶煉NST工藝流程 煙塵制粒方案研究根據(jù)工廠生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，紅土礦粒度越細(xì)，含鎳越高，礦石這一性質(zhì)決定了煙塵制粒的重要性，直接影響鎳的回收率、生產(chǎn)能力、生產(chǎn)成本等重要指標(biāo)。 目前，煙塵制粒較好方法是擠壓制粒。擠壓制粒的缺點(diǎn)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。 壓團(tuán)是煙塵處理的另一種方法，在較高的壓力下，煙塵被壓成餅或團(tuán)，這種方式的優(yōu)點(diǎn)是不需要添加水或黏結(jié)劑，但壓團(tuán)的質(zhì)量取決于煙塵的粘性。但由于缺少外力作用，制成的粒料比重輕， 強(qiáng)度小，在隨后的干燥、焙燒過程中又生成煙塵，大大增加了生產(chǎn)的煙 塵量。本可研煙塵制粒采用圓盤制粒，為降低成本，采用干燥后的紅土礦 作為黏結(jié)劑。交流電爐中 CO 煙氣在爐膛中燃燒，增加焙砂溫度，降低電耗。直流電爐采用石墨電極，而交流電爐采用自焙電極，消耗電極糊，生產(chǎn)成本要比直流電爐生產(chǎn)成本低。直流電爐雖然在鋼鐵、鉻鐵、鈦鐵等行業(yè)有生產(chǎn)實(shí)踐，但在鎳合金 生產(chǎn)中沒有生產(chǎn)實(shí)踐，而交流電爐在鎳合金工業(yè)有成熟可靠的經(jīng)驗(yàn)，經(jīng) 過幾十年發(fā)展，交流電爐的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)有了很大提高。因此選用交流電爐可以大大降低生產(chǎn)風(fēng)險。本項(xiàng)目采用交流電爐。小長方形電爐采用三根電極，大長方形電爐采用六 根電極，方型電爐電極直線布置。長方形電爐與圓形電爐相比有以下優(yōu)點(diǎn)： 長方形電爐加料倉和加料管的布置和焙砂自動上料系統(tǒng)要比圓形電爐易于配置。 而長方形電爐采用彈性結(jié)構(gòu)，可以提高電爐壽命。 本項(xiàng)目采用圓形電爐。 紅土礦試驗(yàn)研究通常，建設(shè)處理紅土鎳礦的冶煉工廠前需進(jìn)行一些試驗(yàn)研究，其 主要內(nèi)容包括：干燥、預(yù)還原試驗(yàn)研究，初渣和終渣渣型研究，還原 劑用量研究，耐火材料浸蝕情況考察研究，原礦、渣及合金的工藝礦 物學(xué)研究，濕法冶金探索性試驗(yàn)研究等。針對本項(xiàng)目具體情況， 建議進(jìn)行以下試驗(yàn)研究。本公司有從事過鎳合金生產(chǎn)的技術(shù)人員，也用工業(yè)化的電爐處理過紅土礦，因而可直接采用現(xiàn)有技術(shù)指標(biāo)加以分析論證。圖 22 是鎳合金廠生產(chǎn)的鎳合金的品位及產(chǎn)量。鎳合金中鎳品位低，鎳的回收率提高。礦石的品位是影響鎳合金品位的一個重要因素，礦石品位越高，適合生產(chǎn)高品位的鎳合金。從圖 22 中看到，綜合生產(chǎn)成本、礦石含鎳、鎳冶煉回收率、鎳鐵精煉成本及市場因素，多數(shù)工廠鎳合金含鎳定在 2025%，只有少數(shù)工 廠因礦石含鎳較高或其它原因，鎳合金含鎳定在 30%以上。 電爐鎳合金冶煉現(xiàn)狀及技術(shù)支持 國內(nèi)鎳及鎳合金冶煉國內(nèi)近年來已用電爐等工藝處理紅土礦 300～500 萬 t/a。本公司一期工程已采用電爐生產(chǎn)鎳合金，對電爐工藝、操作與維護(hù)技術(shù)的經(jīng)驗(yàn)有一定的積累。主要采用此工藝的鎳合金廠家如表 23。國外一些電爐參數(shù)見表 21。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(xiàng)長期任務(wù)。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。同時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。 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。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%。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。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 %。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。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。 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。無煙煤的灰份成分如表 38。 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。消耗氮?dú)饬繛?150m3/h，由氧氣制備車間供給。氧氣由氧氣制備車間通過管道供給，氧氣消耗量為 180m3/h。 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。礦石由海運(yùn)至臨時碼頭后送濕礦堆場堆存，再用汽車運(yùn)輸入廠區(qū)。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。設(shè)干燥主廠房 1 座，2 條生產(chǎn)線共 用 1 臺φ540m 干燥窯。干燥窯用煤粉作燃料。燃燒后的煙氣溫度 800℃～950℃進(jìn)入干燥窯內(nèi)。干燥后礦石由膠帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)到篩分破碎廠房。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。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。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。（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，也可臨時卸到干礦堆場貯存。 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。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。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、返料均考慮經(jīng)配料與干礦一起由窯尾加入 回轉(zhuǎn)窯。 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)。2 個倉為回 轉(zhuǎn)窯配料倉（也是窯前貯料倉），1 個倉用于貯存圓盤造球機(jī)用的干礦。（3）煙塵倉：1 個，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)。 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。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。煙塵制粒時煙塵按 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)。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。 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?；剞D(zhuǎn)窯主要有四個反應(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，焙燒脫 出結(jié)晶水，即燒損，除到 %，最大 %。窯頭（卸料端）設(shè)有回轉(zhuǎn)窯煤粉燒咀。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。焙砂溫度為750℃～850℃左右連續(xù)排入中間料倉。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。回轉(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。焙燒回轉(zhuǎn)窯產(chǎn)出的焙砂裝入焙砂罐。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。加料倉設(shè)有蓋板，防止熱損失和煙塵損失。電爐操作采用高電壓、低電流模式。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。這兩種方法都可以使用。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。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。爐渣通過溜槽流入水碎渣系統(tǒng)。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。水碎渣采用傳統(tǒng)水碎系統(tǒng)。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。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。當(dāng)生產(chǎn)時，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