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文檔簡介

1、生產環(huán)保部關于“金川集團印尼鎳鐵項目”的2015年世界鎳鐵生產現狀調研(鎳鈷院信息情報室 杜光1、2015年世界原生鎳生產現狀表1 世界鎳研究組織(INSG)2015年世界各洲/國原生鎳產量洲/國家(地區(qū))2015年鎳產量,萬t備注世界合計197.2非洲8.83其中:馬達加斯加4.73 南非4.1美洲30.54其中:加拿大16.08 巴西7.77 哥倫比亞3.67 古巴1.56 危地馬拉1.06 委內瑞拉0.4亞洲89.34其中:中國59.77中國國家統計局66,其中電鎳23.21,鎳鐵38.5,鎳鹽等4.3 日本19.23 印度尼西亞4.24 韓國3.7 緬甸2.1

2、6 印度0.24歐洲47.6其中:俄羅斯23.19 挪威9.12 芬蘭4.35 英國4 馬其頓2.02 烏克蘭1.74 希臘1.71 塞爾維亞0.72 法國0.65 奧地利0.1大洋洲20.89其中:澳大利亞13.14 新喀里多尼亞7.752、世界鎳鐵生產現狀2015年世界鎳鐵產能產量及主要鎳鐵工廠見表2。鎳主要用于不銹鋼的生產,2015年世界用于不銹鋼的鎳占鎳總消費量的70%,而中國這一比例為85%。鎳鐵可替代金屬鎳用于不銹鋼的生產,世界鎳鐵主要消費國家為:中國、日本、韓國,占世界鎳鐵消費量的90%以上。在中國,由于鎳鐵價格低于電解鎳,而且鐵不計價,因此自2006年后迅速發(fā)展,2010年中國

3、鎳鐵產量、消費量超過電解鎳,成為最主要的不銹鋼生產原料。2015年太鋼、寶鋼鎳鐵使用率占60%,青山鼎信更是超過90%。世界主要鎳鐵生產商(項目)產能產量統計見表2。表2 世界主要鎳鐵生產商(項目)產能產量統計國家所屬公司鎳鐵廠名稱2015年鎳產能(萬t)2015年鎳產量(萬t)生產工藝產品主要設備備注新喀里多尼亞埃赫曼(Eramet)子公司SLN Doniambo精煉廠65.33回轉窯+電爐25%鎳鐵(約占總量的80%)+78%高冰鎳(約占總量的80%)電爐10.5MVA8臺,33MVA3臺,48MVA矩形3臺淡水河谷(Vale)VNC(Gero)60高壓酸浸+電爐氧化亞鎳因2014年酸廠泄

4、露及低鎳價停產嘉能可Koniambo精煉廠60.91豎爐電爐鎳鐵2014年12月26日1號電爐金屬泄露影響產量中國德龍、青山、鑫海匯等13538.5RKEF、燒結機-電爐、高爐高(占比80%)、中、低鎳鐵以33MVA為主以進口紅土鎳礦為原料日本住友金屬日向、日本冶金大江山、太平洋金屬八戶、日本鎳公司敦賀、東京鎳公司松阪氧化鎳等1712RKEF、一步還原-磁選Ni1325%鎳鐵(大江山21.9%),Ni80%氧化亞鎳,翁山98%通用鎳以40MVA、60MVA電爐為主韓國浦項光陽、韓國鎳公司翁山8.65RKEF光陽15%鎳鐵,翁山98%通用鎳印尼安塔姆(Antam)波馬拉、淡水河谷索羅阿科、中國青

5、山等64.24RKEF為主10%鎳鐵,4%高爐鎳鐵緬甸中冶達貢山2.22.16RKEF26%鎳鐵72MVA矩形電爐2臺基本達產馬其頓費尼-馬克22.02燒結-電爐35%鎳鐵85MVA電爐2臺希臘拉瑞姆納2.81.71RKEF25%鎳鐵塞爾維亞科索沃1.20.72RKEF39%鎳鐵45MVA電爐2臺烏克蘭波布日斯克21.72RKEF32%鎳鐵巴西淡水河谷(Vale)奧卡普馬5.32.4RKEF35%鎳鐵韋爾梅柳4.6RKEF35%鎳鐵必和必拓巴羅阿爾托4.14.02RKEF35%鎳鐵英美資源科德明10.7RKEF29%鎳鐵哥倫比亞英美資源塞羅馬托莎43.67RKEF35%鎳鐵多米尼加嘉能可博納阿

6、3.270RKEF42%鎳鐵2013年10關閉危地馬拉依薩巴爾1.121.06RKEF75%高冰鎳委內瑞拉英美資源洛馬1.50.4RKEF古巴尼加羅2.31.56氨浸-回轉窯-燒結機86%燒結氧化亞鎳切.格瓦拉3.2世界合計225.193、2015年中國鎳鐵生產綜述據安泰科統計數據,2015年我國含鎳生鐵產量為38.5萬噸,同比減少18%(2014年為47萬噸)。其中高鎳鐵產量為31萬噸(占鎳鐵總量的80.52%),同比減少18%,中鎳鐵產量為1.2萬噸(占鎳鐵總量的3.12%),同比減少29%,低鎳鐵產量為6.3萬噸(占鎳鐵總量的16.36%),同比減少15%。2015年,受鎳價格低迷,進口

7、高品質紅土鎳礦減少(印尼禁礦政策實施)成本上升、虧損面增大,以及環(huán)保要求嚴格,檢查力度加大等因素影響,鎳鐵行業(yè)發(fā)展呈兩極發(fā)展:一些生產工藝技術水平較高,效益好的企業(yè)擴大產能,而一些生產工藝技術水平較低,處于虧損的企業(yè)停產、轉產增多。2015年末,中國鎳鐵總產能達到135萬噸,其中高鎳鐵占85%,RKEF占75%。自2013年以來,新建鎳鐵項目全部為RKEF。2015年,中國主要的鎳鐵企業(yè)產量見表3。表3 中國鎳鐵生產商2015年產量統計序號企業(yè)名稱項目2015年產能(Ni,萬t/a)2015年產量(Ni,萬t/a)1江蘇德龍鎳業(yè)有限公司響水德龍鎳業(yè)862青山控股集團有限公司廣青金屬科技有限公司

8、35.5(+印尼2)陽江世紀青山3福建鼎信鎳業(yè)有限公司(福安)2印尼廣青鎳業(yè)有限公司(GCNS)63山東鑫??萍加邢薰拒炷霄魏?萍?3.24宿遷翔翔實業(yè)(惠然)宿豫開發(fā)區(qū)惠然實業(yè)21.55北海誠德鎳業(yè)有限公司北海誠德51.56江蘇寶通鎳業(yè)有限公司連云港寶通7.51.57廣西金源鎳業(yè)有限公司51.18遼寧寶鉑科技有限公司10.99福建聯德企業(yè)有限公司30.710遼寧晟運實業(yè)發(fā)展有限公司20.62015年前十企業(yè)產量合計53.5172015年中國鎳鐵產量合計38.52015年前十企業(yè)產量占比63.38%數據來源:鎳鈷院信息情報室根據(1)各企業(yè)年報,月報統計數據;(2)鎳鐵行業(yè)監(jiān)測數據算出。 2

9、015年,中國鎳鐵進口量為65.34萬噸,同比增長131.4%,主要貨源國為印尼、新喀里多尼亞、日本、哥倫比亞、馬其頓、緬甸等。見表4。表4 2015年中國鎳鐵進口統計數據序號國家數量,萬噸1印度尼西亞21.38 2新喀里多尼亞9.85 3日本7.21 4哥倫比亞6.25 5緬甸5.94 6巴西4.90 7馬其頓4.54 8韓國1.76 以上國家進口合計61.83 進口總量65.34 數據來源:海關總署。2015年從以上各國進口鎳鐵數量基本都大于該國當年的鎳鐵產量。4、中國企業(yè)印尼建廠概況中企印尼建廠進度見表5。表13 印尼鎳生產企業(yè)一覽分類公司名稱地理位置鎳鐵品位,Ni%爐子大小/工藝產能(

10、實物量,萬t/a)產能(Ni,萬t/a)投產時間(或預期)已投產 項目廈門建發(fā)一期81325m³高爐*410.132014年6月投產 青山控股印尼工業(yè)區(qū)(SMI)一期中蘇拉威西省Morowali縣912RKEF工藝,5*45m干燥窯*4,4.5*110m回轉窯*4,電爐33MW*4(孤網機組65MW*2)242.42015年1月投產青山控股印尼工業(yè)區(qū)(SMI)二期中蘇拉威西省Morowali縣912RKEF工藝,5*45m干燥窯*8,4.5*100m回轉窯*8,電爐33MW*8(孤網機組150MW*2)484.82016年3月投產聯福達(廈門)4680m³高爐*33.60.

11、182015年5月投產浙江桐鄉(xiāng)振石集團FBLN馬魯古省格貝島684*80m³高爐+6座立式燒結爐、2座帶式燒結爐20.142015年7月-12月相繼投產寧波明輝集團東南蘇拉威西省Konawe Selatan10128m³高爐20.22015年8月投產上海泛太平洋集團(一期)北馬魯古省鎳工業(yè)園10132條一次性還原生產線40.45已建成,預計2016年擇機投產印尼亨泰源冶金萬丹省Cilegon9-101*128m³2.40.242015年8月投產上海華迪(溫州邁拓)一期南蘇拉威西省Bantaeng縣8-15豎窯(5.6m*3)+16.5WW*260.62016年3月

12、投產已投產項目產能合計9.14(2015年中資企業(yè)實際產量合計2.35萬t)在建 項目青島恒順眾昇一期中蘇拉威西省Morowali縣高爐56,電爐1024*50m³,6*80m³高爐;RKEF工藝,5*45m干燥窯*3,4.5*110m回轉窯*3,電爐33MW*3(孤網機組65MW*2)181.8預計2016年下半年投產(高爐2016年3月18日試生產)新興鑄管(一期)(MSP )北馬古魯省OBI島103*33MVA(孤網機組38MW*3)191.9預計2017年7月投產金麟(佛山尊賢行不銹鋼)東南蘇拉威西省肯達里8-1225m³高爐*21.20.122015年9

13、月試生產,2016年根據市場情況不定期寧波明輝礦業(yè)東南蘇拉威西省南科納威9-1080m³*3+燒結機1012015年8月試生產(第一套),2016年根據市場情況不定期衡山工貿子公司Ifishdeco東南蘇拉威西省帕蘭加1080m³高爐*25.80.582016年根據市場情況不定期江蘇德龍一期東南蘇拉威西省肯達里11電爐33MW*12,總裝機150MW303.32017年初投產青島金鱗貿易東南蘇拉威西省帕蘭加1080m³高爐*25.80.582016年根據市場情況不定期江蘇名鑄國際(協鑫)東南蘇拉威西省科納威10RKEF工藝,電爐33MW*4242.4預計2016年

14、二季度投產罕王集團一期東南蘇拉威西省北科納威朗馬馬克富域工業(yè)園10RKEF工藝,4.4*105m回轉窯*2,電爐33MW*2101.1預計2018投產在建項目產能合計12.78規(guī)劃中項目青山集團(SMI)三期中蘇拉威西省Morowali縣9-128*33000KVA(三期)+不銹鋼(三期)484.8預計2018年投產上海華迪(溫州邁拓)二期南蘇拉威西省Bantaeng縣103*33000KVARKEF3032018年投產上海華迪(溫州邁拓)無縫鋼管(三期)不確定泰州永興合金蘇拉威西8分兩期分別為:高爐和RKEF60萬噸/年4.8不確定福建泛華馬魯古省西塞蘭縣4680m³高爐*67.2

15、0.36不確定寧夏華源冶金實業(yè)(一期)92*80m³(一期)4.80.43不確定寧夏華源冶金實業(yè)(二期)10RKEF,2*16500kva60.6不確定福建吳航不銹鋼制品(一期)96*80m³(一、二階段)11.61.4不確定福建吳航不銹鋼制品(二期)96*80m³,6*39000KVA605.4不確定福建吳航不銹鋼制品(三期)94*39000KVA141.26不確定江蘇大豐港和順鎳業(yè)9富氧頂吹熔煉爐+86m³高爐*4151.452018年預計投產新華聯礦業(yè)(&COR)一、二、三期(浙江豐邦貿易、印尼央大資源等)810每期80m³高爐*

16、4,70m2燒結機*215MW電廠100.952017年一期投產新興鑄管(二期)(MSP )北馬古魯省OBI島109*33MVA(孤網機組38MW*9)575.7預計2017年7月投產罕王二期東南蘇拉威西省北科納威朗馬馬克10RKEF505一、二期合計6萬噸Ni寧波銀億礦業(yè)6高爐31.8預計2017年投產陜西華澤鎳鈷一期、二期6/910高爐、RKEF30025規(guī)劃項目,無具體日期上海福良實業(yè)66*80m³31.82015年7月出鐵連云港黑石國際貿易4*30m³2014年10月投產沾化縣煒燁鎳業(yè)(一、二期)9124*33000kva151.52016年年底投產浙江保利礦業(yè)東南

17、蘇拉威西省Palangga6高爐3.60.4預計2016年擇機投產新興鑄管(二期)(MSP )北馬古魯省OBI島103*33MVA(孤網機組38MW*3)575.7預計2017年后新興鑄管(三期)(MSP )煉鋼 軋鋼內蒙古商都祥云冶金有限公司102*80m³+燒結機50.5預計2016年投產規(guī)劃中項目產能合計71.85印尼其他鎳生產企業(yè)Vale Inco索羅阿科冶煉廠(Soroako)78%高冰鎳RKEF,產品送日本、韓國、中國生產通用鎳91978年投產Antam東南蘇拉威西省波馬拉18RKEF172.72015年實際產量為:1.65萬tNi東哈馬黑拉18RKEF2.24預計201

18、8年建成Morden Group南蘇拉威西省Bantaeng縣8-1525m³*41.20.122013.12 已經投產Morden Group(擴建項目)南蘇拉威西省Bantaeng縣65m³*43.60.36預計2016投產Morden Group(擴建項目)南蘇拉威西省Bantaeng縣912RKEF,電爐33MW*4242.4設計中,預計2017年投產Indoferro萬丹省Cilegon5-6450m³*1100.552015年6月投產Indoferro(擴建項目)萬丹省Cilegon9-10 16500kva*260.6預計2016投產Century

19、Metalindo152*6300kva1.11.652015年10月投產PT.BTS(Pt.Bintang Timur steel)121*12500kva 1*6300kva30.32015年8月底試生產印尼其他鎳生產企業(yè)合計產能21.68 由于鎳價低迷,預計2018年后為中資印尼鎳鐵項目才進入投產、達產高峰期,屆時從印尼生產(進口)的鎳鐵將占國內鎳鐵消費的50%以上。5、鎳鐵行業(yè)準入條件及行業(yè)政策2005年2015年,國家發(fā)改委和工信部共批準符合鐵合金(含電解錳)準入條件的企業(yè)共七批;撤消一批,擬公告的撤消符合鐵合金行業(yè)準入條件的企業(yè)名單(第一批)(2013年8月)。5.1 鐵合金準入條

20、件鐵合金(含含電解錳)行業(yè)準入條件(2015年修訂)(征求意見稿)5.2 產業(yè)政策2008年中國制訂的關于組織實施2008年度重大產業(yè)技術開發(fā)整改的通知,將“高效利用低品位紅土鎳礦關鍵技術”列為國家重大產業(yè)技術開發(fā)專項內容之一。2009年5月國家出臺有色金屬產業(yè)調整和振興規(guī)劃將推動技術進步,促進企業(yè)重組,調整產業(yè)布局,鼓勵開發(fā)境內外資源,增強資源保障能力,鼓勵發(fā)展循環(huán)經濟,搞好再生資源利用等列為有色行業(yè)發(fā)展的主要任務,此后連續(xù)四年國家出臺各類專項扶持計劃予以資金支持。2011年國家在產業(yè)結構調整指導目錄(2011年本)中明確將“高效利用紅土鎳礦煉精制鎳鐵的回轉窯礦熱爐(RKEF)工藝技術”列為

21、鼓勵類產業(yè)。通過宏觀政策分析可以明顯看出,中國政府高度重視優(yōu)勢產業(yè)發(fā)展,對有色企業(yè)的國內外資源開發(fā)、紅土鎳礦冶煉技術、資源綜合利用項目的鼓勵扶持逐年加強。產業(yè)結構調整指導目錄(2011年本,2013年修正)中規(guī)定:400M3以下高爐和25000KVA以下電爐屬于鐵合金(鎳鐵)落后產能。5.3、國家對新建鎳鐵項目的環(huán)保要求新建鎳鐵項目建設內容應包括:回轉窯車間、礦熱爐車間、轉爐精煉車間等主體工程;煤粉制備間、粉塵制粒系統、機修車間、中轉渣場、制氧站等配套工程;供電系統、供水系統、辦公及生活設施等公輔工程;礦石堆場、煤堆棚、煤氣儲柜、天然氣(煤氣)儲配站、污水處理站等環(huán)保和儲運工程。新建項目符合新

22、環(huán)保法(2015年1月1日起實施)。項目應符合國家產業(yè)政策和清潔生產要求,建設地點符合城市總體規(guī)劃和土地利用規(guī)劃,在落實報告書提出的環(huán)境保護措施后,污染物可達標排放,主要污染物排放總量符合當地環(huán)境保護部門核定的總量控制要求。國內新建鎳鐵項目必須符合以下標準:銅、鎳、鈷工業(yè)污染物排放標準(GB25467-2010)城市污水再生利用 工業(yè)用水水質(GB/T 19923-2005)污水綜合排放標準(GB8978-2002)大氣污染物綜合排放標準(GB16297-1996)工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標準(GB12348-2008)一般工業(yè)固體廢物貯存、處置場污染控制標準(GB 18599-2001)項目

23、建設必須嚴格執(zhí)行配套建設的環(huán)境保護設施與主體工程同時設計、同時施工、同時投產使用的環(huán)境保護“三同時”制度。認真撰寫新建鎳鐵項目環(huán)境影響報告,并提交所在地環(huán)境保護部門審批,并按規(guī)定接受各級環(huán)境保護行政主管部門的監(jiān)督檢查。5.4 建設工業(yè)先進的鎳鐵生產項目(三廢處理)(1)煙塵制粒后返回生產系統。紅土礦冶煉過程產生的煙塵以制粒的方式返回冶煉系統,煙塵制粒方法較多。(2)鎳鐵冶煉爐渣可以作為鋼鐵工業(yè)煉鐵熔劑。典型化學成分見表6。(3)鎳鐵冶煉中水使用率為85%,沖洗水等經離子吸附、溶劑萃取,重金屬達標后排放。 典型鎳鐵渣化學成分見表6。 表6 RKEF工藝鎳鐵爐渣典型化學成分(沈陽有色研究院2013

24、年中試結果)原料化學成分,%NiFeC SCoSiO2MgOAl2O3Cr2O3菲律賓0.1996.890.270.042.9153.9726.782.252.37印尼0.0765.980.140.052.4756.1226.31.791.96緬甸0.0946.510.140.130.01660.4927.513.451.136、鎳鐵生產工藝進展根據紅土鎳礦的工業(yè)處理工藝可將礦石劃分為五種類型:A,B1,B2,C1,C2,各類型成分見表7。表7 紅土鎳礦的礦石分類6.1 回轉窯一礦熱爐工藝(簡稱RKEF)RKEF工藝生產鎳鐵是目前發(fā)展較快的紅土鎳礦處理工藝。其工藝成熟、設備簡單易控、生產效率高

25、。不足是需消耗大量冶金焦和電能,能耗大、生產成本高、熔煉過程渣量過多、熔煉溫度(1500左右)較高、有粉塵污染等。而且,礦石含鎳品位的高低對火法工藝的生產成本影響較大,礦石鎳品位每降低0.1%,生產成本大約增加34%。RKEF工藝流程為:礦石配料回轉窯干燥回轉窯焙燒爐熔煉粗鎳鐵LF爐精煉(或機械攪拌脫硫)精制鎳鐵水淬產出合格鎳鐵粒。巴西淡水河谷公司于2006年8月在帕拉(PARA)州開工建設奧卡普馬(OncaPuma)鎳鐵項目,該項目采用RKEF工藝處理紅土鎳礦生產鎳鐵,由德瑪克公司設計。項目配置2條4.6×45m干燥窯、2條6×135 m回轉窯、2臺120000 kVA矩

26、型礦熱爐(目前世界最大功率),年產合金22萬噸(品位25%),鎳5.2萬噸。國內RKEF工藝處理紅土鎳礦近幾年也向大型化發(fā)展。青山集團投資建設的福安鼎信鎳鐵公司,由中國恩菲工程技術有限公司設計,項目采用2條5×40 m干燥窯、4條4.8×100 m回轉窯、4臺33000 KVA圓型礦熱爐,年產鎳2萬噸。兩條線于2010年6月投產,到目前為止,生產穩(wěn)定、指標良好,成本國內最低,是國內最早采用大型矩形礦熱電爐生產鎳鐵的RKEF工藝的典范。該公司又在廣東陽江建設2臺60000 kVA圓形礦熱電爐,已投產。該工藝適合處理鎂質硅酸鹽型紅土礦A型、中間型紅土礦C1、C2型。且Ni品位&

27、gt;1.6%,最好1.8%,這樣有利于節(jié)約生產成本。6.2 回轉窯一磁選 回轉窯磁選工藝又名直接還原工藝,目前世界上采用此工藝的只有日本冶金公司大江山冶煉廠。主要工藝過程為原礦磨細與粉煤混合制團,團礦在回轉窯中經干燥和高溫還原焙燒,焙燒礦再磨細,礦漿進行重選和磁選分離得到鎳鐵合金產品。此產品不管含硫多高均適用于AOD煉鋼過程,因為AOD法有很好的脫硫能力。該工藝被公認為是目前最為經濟的處理紅土鎳礦的方法,其最大特點是生產成本低,能耗中85%能源由煤提供,噸礦耗煤160180 kg。而電爐熔煉鎳鐵工藝能耗80%以上由電能提供,噸礦電耗560600 kwh。但是該工藝存在的主要問題是回轉窯的結圈

28、及回收率問題,大江山冶煉廠雖經多次改進,工藝技術仍不夠穩(wěn)定,經過幾十年其生產規(guī)模仍停留在年產鎳1萬t左右。該工藝的技術關鍵是粉煤與礦石混合和還原焙燒過程的溫度控制。該工藝適合處理鎂質硅酸鹽型紅土礦A型,原礦鎳品位0.71.2%,含鐵8 11%。國內近幾年對回轉窯直接還原紅土鎳礦工藝研究較多,典型的如:港禾公司設計的上海其昌不銹鋼公司在江蘇南通采用此工藝生產鎳精礦;昆明理工大學肖軍輝發(fā)明的一種硅酸鎳礦回轉窯直接還原制備鎳鐵的方法;山西長治潞城宏祥化冶廠建2.2×45 m回轉窯直接還原鎳鐵,年產4000 t鎳鐵項目等。這些試生產廠不是生產成本過高就是操作難度大,都無法規(guī)?;a,好多還只

29、是停在理論研究階段,沒有工業(yè)化生產。所以回轉窯一磁選工藝還需要不斷的探索向前推進。6.3 轉底爐+熔分爐一種新型的以煤制氣或天然氣為燃料用轉底爐冶煉紅土鎳礦的方法,它是由煤制氣或天然氣作為燃料,非焦煤為還原劑,以紅土鎳礦為原料,用轉底爐與還原熔分爐聯動生產鎳鐵的冶煉方法。紅土鎳礦原料中鎳的含量為0.83.0%,紅土鎳礦、還原劑和熔劑按照重量比例為100:815:815配比。此冶煉方法工藝流程短,操作簡單,易于控制,原料適應性強,能耗低,燃料熱價比高,污染少,設備投資少,生產成本低,鎳回收率高,最適合于在電力資源緊缺、煤炭資源豐富的地區(qū)投資建廠。該工藝適合處理鎂質硅酸鹽型紅土礦A型、中問型紅土礦

30、C1、C2型。Ni品位0.83.0%,含鐵1520%。國內目前大多采用轉底爐直接還原鐵礦或冶金粉塵(泥)生產海綿鐵,產品用于高爐或直接用于煉鋼轉爐原料,在處理紅土鎳礦生產鎳鐵方面還沒有應用實例。主要原因是轉底爐熱效率低,必須對原料進行細磨、造球處理,還必須對生球烘干,而球的強度、水分含量對轉底爐的運行穩(wěn)定性至關重要,同時從投資和生產成本來看,和成熟的RKEF工藝相比,并無明顯的優(yōu)勢。所以還需進一步的研究轉底爐的關鍵控制點,實現一步法生產珠鎳鐵工藝,體現轉底爐的優(yōu)勢。6.4 還原硫化熔煉鎳锍硫化熔煉生產鎳锍的工藝是最早用來處理紅土鎳礦的,早在上世紀二三十年代就得到了應用。印度尼西亞索羅阿科、新喀

31、里多尼亞埃赫曼SLN等。另外一些采用濕法和火法結合的工藝生產氧化亞鎳或造鎳锍(高冰鎳),如古巴毛阿、菲律賓珊瑚灣、塔甘廷托、新喀里多尼亞戈羅、巴西韋爾梅柳、馬達加斯加安巴托維均采用該工藝;古巴尼加羅和切.格瓦拉則、中國元江鎳業(yè)和青海平安采用氨浸還原焙燒生產燒結氧化亞鎳或鎳鹽。三井、住友合資菲律賓珊瑚灣項目是最經濟的項目。全世界由氧化鎳礦生產鎳锍的鎳量在l5萬t左右。工藝流程為:紅土鎳礦干燥破碎篩分硫化熔煉低鎳硫轉爐吹燒高鎳硫,采用硫化熔煉處理紅土鎳礦生產鎳锍的工藝的優(yōu)點是工藝成熟、易于操作,其產品高鎳锍具有很大的靈活性,可以進一步處理生產各種形式的鎳產品。既可以生產用于不銹鋼工業(yè)的通用鎳,也可

32、以作為常壓羰基法精煉鎳的原料生產鎳丸和鎳粉,缺點是鎳回收率低,僅為70%,且能耗高、污染大。該工藝適合處理鎂質硅酸鹽型紅土礦A型、中間型紅土礦C1、C2型。可處理含鎳較低的紅土礦。目前國內朝陽吳天集團采用該工藝生產低鎳锍獲得的低鎳锍產品鎳品位為58%,鎳金屬回收率大于90%。6.5 燒結高爐還原熔煉燒結高爐還原熔煉工藝是國內近幾年發(fā)展起來的紅土礦冶煉工藝。隨著國家產業(yè)政策的調整,大量500m以下的煉鐵高爐被淘汰。但由于國內不銹鋼用鎳緊張,紅土鎳礦大量進口,加之當地政府為了解決就業(yè)問題和創(chuàng)造稅收,這些被淘汰的高爐又被用于紅土鎳礦的處理,生產含鎳35%的鎳鐵。工藝流程為:紅土礦脫水燒結造球配入焦炭

33、熔劑高爐冶煉粗鎳鐵精煉鎳鐵。目前小高爐鎳鐵冶煉面臨政策性淘汰,大高爐冶煉68%的鎳鐵又效率低下;焦炭價格影響高爐鎳鐵成本,造成高爐冶煉鎳鐵技術進展緩慢,利潤的削薄難以避免地會打擊到國內高爐鎳鐵生產商的積極性。從技術層面講,燒結高爐還原熔煉工藝存在著高爐體積利用率低、焦炭消耗量大、燒結污染嚴重、鎳生鐵含磷高、鎳回收率低等缺點。該工藝適合處理褐鐵礦B 型紅土礦,Fe>3040%。6.6 電硅熱法美國漢納(Hanna)礦業(yè)公司所屬利得(Riddle)冶煉廠生產鎳鐵的工藝流程見圖4,該廠由于硅鐵價格高、電耗高,20世界90年代后停產。將從其附近礦山運來的氧化鎳礦烘干、篩分,去掉含鎳低(Ni約0.

34、65)的硬橄欖石礦。實際使用礦石含Nn1.61.7%,Fe1015%,SiO24558%,MgO2432%,Cr0.81.2%,A12O3l3%,燒損68%,礦石在直徑3m,長80m的回轉窯內,用熱煤氣加熱至650700。窯內停留時間約1.5h,可去除全部附著水和6070的結合水。每臺回轉窯每小時處理礦石4550t。熱礦石在14000kVA電爐內熔化成礦熔體,以后操作程序為:(1)從電爐內放出約11t礦熔體于反應包內;(2)將反應包放在渣包混合器的一側,另一側放有一個裝有914t熔融粗鎳鐵的包;(3)將裝有熔融粗鎳鐵的包升起,把粗鎳鐵迅速倒入裝有礦熔體的包內,同時加入硅鐵(45Si);(4)空

35、包下落,提取裝有反應物的包,迅速倒入空包內。從一個包倒入另一個包反復5次;(5)裝有反應物的包鎮(zhèn)靜3小時,使金屬粒下降。然后將包提起,將爐渣放入旁邊的渣包中。每個反應周期為1516min,產鎳鐵約400kg。包中鎳鐵重量超過12713.6t時,便倒出一部分粗鎳鐵送2500kVA三相電爐內精煉。精煉電爐分兩次裝料共裝3.64.1t粗鎳鐵。精煉過程加鐵礦石和石灰脫磷,扒渣后再加石灰、螢石造渣。達到出爐溫度后,加硅鐵脫氧。出爐溫度約1482。用澆鑄機鑄成重約15kg的錠。精煉后鎳鐵成分為:Ni48.5%,Co0.5%,S0.005%,P0.01%,C0.02%,Cr0.02%,Si0.9%;鎳的回收

36、率為90%;電耗62.7kwh/kg。6.7克虜伯一倫恩法這是將生產粒鐵的方法應用于鎳鐵生產。工藝流程見圖5。用硅鎂鎳礦(含Ni+Co2.73.5%,Fe2O31620%,SiO23845%,MgO2025%,A12O30.52.1%,水分約10%)作原料,還原劑用無煙煤(固定碳約80%,S0.240.51%,P約0.02%),石灰與沙作熔劑。將氧化鎳礦加入適當的熔劑和煤,經粉碎、混合、裝入回轉窯中,進行熔融態(tài)還原焙燒。使大部分鎳及一定量的鐵被還原成海綿狀金屬。放入水槽中使渣變脆。經球磨機粉碎,使渣和金屬分離;再經磁選選出金屬,得到粒狀鎳鐵。成分為:Ni+Co22%,S0.25%,P0.08%

37、,C0.5%,Si0.1%。然后在電爐內熔化,除去雜質,得精煉鎳鐵成分為:Ni+Co26%,S0.03%,P0.03%,C0.15%,Cr0.1%,Si0.01%和Cu0.1%;鎳回收率約90%。6.8鼓風爐法    把氧化鎳礦在回轉窯內預熱、干燥后,制成團塊,與焦炭塊一起加進鼓風爐內冶煉。生產出粗鎳鐵。再用蘇打脫硫,制出高碳鎳鐵。其成分為:Ni+Co20%,S0.05%,P0.03%,C3%,Cr和Si2%。如需要生產低碳鎳鐵,可再用轉爐精煉。6.9 高爐法高爐生產鎳鐵的流程主要是:礦石干燥篩分(大塊破碎)配料燒結燒結礦加焦炭塊及熔劑(英石)入高爐熔煉

38、鎳鐵水鑄錠和熔渣水淬產出鎳鐵錠和水淬渣。國內用高爐生產低鎳鐵較多,所用原料為含鐵50%左右和含鎳1%左右的紅土鎳礦,生產含鎳2%左右的低鎳生鐵。通常生鐵的焦比為0.5左右(500Kg焦炭/噸生鐵),以上鎳鐵的焦比在0.8左右(800Kg焦炭/噸鎳鐵)。相對于電爐來講,高爐污染嚴重(氟化物),能耗高,小高爐(300M3以下)近年來逐步被淘汰。6.6金川印尼鎳鐵項目介紹金川印尼鎳鐵項目采用世界先進的RKEF工藝。RKEF生產工藝是鎳鐵合金行業(yè)紅土礦冶煉(粗制鎳鐵合金)中采用的一種工藝流程,屬于國家鼓勵類的工藝。RKEF粗制鎳鐵合金生產工藝主要分為三個工序:濕紅土鎳礦干燥、 回轉窯焙燒預還原、全封閉

39、電爐熔煉(粗煉)。其工藝特點是:將電爐熔煉過程產生的含有大量CO氣體(過量的C氧化還原中產生大量的CO)的高溫煙氣經管道輸送至回轉窯,含有CO的高溫煙氣在回轉窯中進一步燃燒;燃燒后的高溫煙氣輸送至干燥窯,用于濕紅土礦干燥。大量利用了燒結冶煉過程中產生的余熱,具有節(jié)能環(huán)保的功效。(1)RKEF工藝優(yōu)點原料適應性強。適合處理硅酸鹽型鎳礦,通過配礦或加入熔劑也可處理褐鐵礦型氧化鎳礦。回收率高、技術成熟、工程化風險小。由于近幾年大批采用RKEF工藝的鎳鐵冶煉廠投產,促進了RKEF工藝的發(fā)展和完善,目前,包括冶煉工藝、設備制造以及配套的控制、收塵、余熱回收技術等均已成熟??梢源笮突?。國內目前設計的礦熱電

40、爐最大已經達到72MVA,國外已達到144MVA。鐵品位高,有害元素少。該工藝的精煉工序能夠將鎳鐵的有害元素降低到ISO6501標準所要求的范圍內。(2)RKEF工藝缺點能耗相對較高。由于需要將所有礦石熔化并加熱至15001600,爐渣、鎳鐵顯熱回收困難。正常情況下不能回收鈷,大多作為雜質進入不銹鋼系統。由于使用大量價格昂貴的電,使得RKEF工藝加工成本相對較高。建廠條件受限制。對于電力資源匱乏的地區(qū),采用RKEF工藝必須自建電廠,孤網運行。(3) 對原料的適應性 從技術角度來說,RKEF工藝可以處理所有類型的紅土鎳礦,但最適宜的是硅鎂鎳礦型和含硅鎂較高的過渡層紅土鎳礦,單獨處理褐鐵礦時采用敞

41、開熔池操作,控制低電壓和較深的電極插入深度使鎳鐵的放出溫度大于放渣溫度100左右(如希臘拉瑞姆納冶煉廠采用該工藝處理褐鐵礦生產電解鎳并回收鈷),但因其品位低,一般都通過與高品位硅鎂礦配礦后處理。原料的Fe/Ni在610為最佳,如果原料中Fe過高,很難得到高品位的鎳鐵,原因是對于Fe/Ni一定的原料,提高鎳鐵中鎳品位的方法只有在保證鎳還原度較高的情況下降低鐵的還原度,但很難精確控制,控制不當的情況下,會造成鎳的回收率下降。原料的MgO/SiO2最好在0.550.65,不加或少量加入熔劑就可以得到低熔點的爐渣。從經濟性的角度來講,RKEF工藝原料的Ni品位在1.6%以上較好,最好1.8%以上,一般來說,原料品位1.5%左右是RKEF工藝盈虧平衡點。在RKEF工藝中鈷也被還原進入鎳鐵中,但因其含量較低一般銷售時不計價,如果針對特定的含鈷高的礦床,對鎳鐵進行轉爐吹煉,再電解

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