红土镍矿冶炼工艺分析

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1、万方数据第4l卷第1期2013年2月现代冶金ModernMetallurgyV01．41No．1Feb．2013红土镍矿冶炼工艺分析刘安治，李韩璞(江苏省冶金设计院有限公司，江苏南京210007)摘要：介绍了红土镍矿冶炼工艺类型，并对火法冶炼工艺与转底炉镍铁冶炼工艺进行了比较。关键词：红土镍矿；火法冶炼；转底炉冶炼中圈分类号：TF815；TFS03．1引言镍是一种白色金属，主要用于生产不锈钢。镍的资源类型通常分为硫化镍矿和氧化镍矿二类。从世界范围看，约有70％的镍是从硫化镍矿中提取的，但赋存在氧化矿床中的镍却占镍储量的65％～70％[1’2]。随着硫化镍矿资源的日益枯竭，大量存在的红土镍矿成

2、为开发的重点。含镍红土矿是由含镍橄榄岩在热带或亚热带地区经长期风化淋滤变质而成的。1中国红土镍矿现状目前，中国的红土矿主要依赖印尼与菲律宾等国家的进口。这些红土矿的特点是镍含量低、镁含量高，属于硅镁镍矿，适宜采用火法冶炼工艺。根据印尼政府发布的2012年第07号“关于通过加工与提炼来提高矿产附加值的规定”，镍矿必须加工成w(Ni)>4％的镍铁块出口，所以寻找一种更加经济、灵活、工艺简单、回收率高、处理量大的冶炼手段就显得迫在眉睫。目前红土镍矿的处理工艺如表1所示。裹1红土镍矿处理工艺2火法冶炼工艺2．1烧结一鼓风炉法烧结一鼓风炉法工艺流程：将红土镍矿配入适量的CaO和SiO：后，在1100。

3、C下烧结成块(或挤压成团、自然晾干)，再配人20％左右的黄铁矿(FeS)和约20％"-30％的焦炭，在鼓风炉内约1350oc的温度下熔炼，产出含镍8％～15％的低冰镍产品。镍回收率通常可以达到85％以上。该法原料适应性差，镍回收率低，只适用于处理含镍量大于1％的高铁低镁型红土镍矿；同时需要需要大量的黄铁矿资源和优质焦炭；产出的低浓度SO：烟气治理困难。随着人们对环保的日益重视、优质炼焦煤资源的日益减少，该工艺的推广受到了严重的限制。2．2烧结一高炉法烧结一高炉还原熔炼工艺利用高炉生产含镍3％～5％的镍生铁。从技术层面讲，烧结一高炉还原熔炼工艺存在着高炉体积利用率低、焦炭消耗量大、烧结污染严重

4、、镍生铁含磷高、镍回收率低等缺点；同时，由于镍生铁出售时铁、钴均不计价，加之最近海运费用和冶金焦价格飚升，烧结一高炉还原熔炼法已经很难维持。2．3回转窑法回转窑火法冶炼工艺包括回转窑一电炉收稿日期：2012-09-25作者简介：刘安治(1974一)，男，工程师。电话：13851579635万方数据Z现代冶金第41卷(RKEF)和回转窑一磁选(日本大江山法或KRP)工艺。2．3．1回转窑一电炉工艺含水30％的红土镍矿在800。C送入回转窑干燥和预还原，再送人矿热电炉在约15501600。C的温度下还原熔炼得到含镍8％,--20％的镍铁供给给不锈钢生产厂家。该工艺又称RKEF法，是目前回转窑冶炼

5、的主流工艺，但是该工艺仍然存在着以下几个问题：(1)回转窑结圈问题一直未能彻底解决，维修费用高、作业率低；(2)该法预还原过程需要很大的还原剂量，并且还原气氛难以控制；(3)还原熔炼阶段，渣量大，炉渣结构和性能不稳定，能耗高。2．3．2回转窑一磁选工艺将原料磨细后与含碳物料和熔荆石灰石混合，然后制团，接着通过预热器将团块连续给人回转窑。在回转窑中将团块还原成熔块，接着将熔块水淬，磨细后进行磁选，可以得到含镍8％～12％的镍铁合金粒。该法又被称为日本大江山法n]，虽然该法在能耗上是很廉价的方法，但是对回转窑操作要求苛刻，回转窑难以稳定运行。该法的核心技术要求控制窑内的温度要达到1lOO。C以上

6、，原料供给速度恒定和窑内的温度分布稳定等，但目前这些核心技术仍掌握在外国人手中。从上述情况可以看出，目前由于受到环保和冶金焦炭资源短缺的双重制约，鼓风炉和高炉工艺面临淘汰的地步。回转窑工艺虽然是目前的主流工艺，但是其回转窑易结圈、温度控制困难、核心技术尚掌握在外国人手中等问题，所以仍然需要发展新的更经济的火法工艺。3转底炉镍铁冶炼工艺为了解决目前红土镍矿冶炼能耗高，镍回收率低，设备利用率低等问题，神雾集团利用自己在转底炉直接还原技术上的优势，结合多年工程实践经验，自主研发了转底炉镍铁冶炼技术。该技术具有原料要求低、原辅料适应广、自动化控制水平高、能耗低、环境污染小等优点。3．1工艺流程转底炉

7、处理红土镍矿的基本流程：将红土矿经过破碎、烘干、筛分之后配人石灰和还原煤，混合均匀后压制成球，通过特殊的装料装置连续不断的将球团送入转底炉中，通过控制合适的反应温度和反应时间，将球团还原成镍铁球团。3．2转底炉镍铁冶炼工艺根据后续处理可以将转底炉处理红土镍矿技术分为转底炉+熔分和转底炉+磁选两种工艺。转底炉+熔分工艺是将球团从转底炉输出热装进熔分炉，在熔分炉中实现渣铁分离，铁水经脱硫后进入铸铁机铸成镍铁合金。