2005年夏天,一个有关镍的一夜暴富、点石成金的故事在坊间悄悄传递:某种最不值钱的红土,锻炼成某种含有价格昂贵的金属合金。这种金属是镍,含有镍的这种合金,叫做镍生铁。888集团电子游戏 888集团电子游戏
2000年12月的某天,这个世界上还没有镍生铁,山西某地一座36立方米的高炉,火红的铁水正流出。农人出身的刘光火把根本不值钱的低档次红土镍矿粉(低于2%)变成了炙手可热的镍铬合金。求过于供的产品使老刘的公司迅速发展,浙江华光锻炼集团有限公司炼出来的镍铬生铁,年产能一度到达75万吨,专门供应宝钢、太钢、张家港浦项等多家国内知名钢厂。从红土矿中锻炼出的镍铬生铁,含镍量在1.5%至8%,用电炉出产的,乃至能够到达10%到25%,精粹后能够满足不锈钢用镍铁规范,成为精镍的替代品。
为什么是镍生铁?而镍生铁的出产流程和原理又是什么?
硫化镍矿与红土镍矿
镍矿可分为红土镍矿(氧化镍矿)和硫化镍矿。红土镍矿主要散布在南北回归线以内的热带国家,主要国家有古巴、巴西、印尼、菲律宾、澳大利亚、新喀里多尼亚、巴布亚新几内亚等;硫化镍矿主要散布在加拿大、俄罗斯、澳大利亚、我国和南非等。
据USGS数据,2017年全球镍储量约7400万吨,资源储量极为丰厚。其间,约60%为红土镍矿,40%为硫化镍矿。分国家来看,全球镍矿储量最丰厚的国家为澳大利亚,2017年储量高达1900万吨,占全球储量约25%。其次为巴西1200万吨,俄罗斯760万吨等。我国2017年储量仅为290万吨,以硫化镍矿为主,占全球储量不足4%,很多依靠进口。
原生镍的主要消费端是不锈钢、电池、电镀、合金四大块。其间,我国不锈钢粗钢产量呈现井喷式上涨,2000年我国不锈钢粗钢产量近52万吨,而到了2017年我国不锈钢产量增加到2346万吨,占全球不锈钢产量超越一半;而一起,我国超越80%原生镍都用于不锈钢出产,我国不锈钢工业全年耗费全球超越65%镍消费量。
正是我国改革开放带来的国内经济快速增长,不仅导致我国不锈钢职业的蓬勃发展,也推动了国际电解镍价格的持续上涨,2007年LME镍更是到达价格高峰的超越50000美元/吨。正是因为电镍价格的上涨,不锈钢企业面临高本钱负担,同样硫化镍矿供应开端跟不上我国速度。这些年来,硫化镍矿储量、档次持续下降。这导致我国从业者不得不另辟蹊径,这也有了镍生铁登上世界舞台的时机。
要知道,硫化镍矿和红土镍矿选矿和锻炼工艺存在较大不同。硫化镍矿需依据矿石级别选用不同的选矿办法,再进行锻炼。硫化镍矿的锻炼办法主要选用造锍熔炼,即将各种硫化镍矿选用不同的火法冶金工艺炼成低镍锍,再将低镍锍用转炉吹成高镍锍(硫化镍和硫化铜的合金)。高镍锍再经过镍精粹厂的不同精粹办法出产出不同的镍产品。甘肃金川、新疆新鑫矿业等公司均选用该工艺出产电解镍。
红土镍矿多选用破碎、筛分等工序预先除去风化程度弱、含镍低的大块基岩,然后直接锻炼。氧化镍矿的锻炼富集办法,可分为火法和湿法两大类。火法具体可分为造锍熔炼、镍铁法和粒铁法,湿法可分为复原焙烧-常压安浸法、高压酸洗法等。
镍生铁锻炼工艺
镍铁的出产工艺也是形形色色,纷繁复杂。依据锻炼设备可分为反转窑-电炉(RKEF)、高炉、电炉等工艺,现在RKEF是锻炼红土镍矿的干流工艺。
RKEF工艺,即反转窑-矿热炉工艺,工艺老练、设备简单易控、出产效率高。但是其不足之处在于熔炼温度(1500℃左右)较高,需耗费很多冶金焦和电能,出产本钱高,且有粉尘污染等。并且,矿石含镍档次的凹凸对火法工艺的出产本钱影响较大,矿石镍档次每下降0.1%,出产本钱大约增加3-4%。该工艺适合处理镁质硅酸盐型红土矿A型、中心型红土矿C1、C2型。且Ni档次>1.6%,最好1.8%,这样有利于节约出产本钱。
RKEF工艺流程为:矿石配料—反转窑干燥—反转窑焙烧—炉熔炼粗镍铁—LF炉精粹(或机械搅拌脱硫)—精制镍铁水淬—产出合格镍铁粒。
国内最早选用大型矩形矿热电炉出产镍铁的RKEF工艺的是青山集团出资建设的福安鼎信镍铁公司,由我国恩菲工程技术有限公司规划,项目选用2条Φ5×40m干燥窑、4条Φ4.8×100m反转窑、4台33000KVA圆型矿热炉。到现在为止,这两条RKEF出产线出产稳定、目标杰出,本钱国内最低。
烧结—高炉复原熔炼工艺是国内近几年发展起来的红土矿锻炼工艺。高炉出产镍铁和出产生铁在技术上大差不差,现在国内高炉出产低镍生铁较多,质料一般是含镍1%左右红土镍矿,出产2%含镍量的低镍生铁,晓畅焦比在0.8左右(800公斤焦炭/吨镍生铁)。从技术层面讲,烧结—高炉复原熔炼工艺存在着高炉体积利用率低、焦炭耗费量大、烧结污染严重、镍生铁含磷高、镍回收率低等缺点。
高炉出产镍铁的流程主要是:矿石干燥筛分(大块破碎)—配料—烧结—烧结矿加焦炭块及熔剂(英石)入高炉熔炼—镍铁水铸锭和熔渣水淬—产出镍铁锭和水淬渣。
跟着国家工业政策的调整,很多500m以下的炼铁高炉被淘汰。但因为国内不锈钢用镍紧张,红土镍矿很多进口,加之当地政府为了处理就业问题和创造税收,这些被淘汰的高炉又被用于红土镍矿的处理,出产含镍3-5%的镍铁。
反转窑-电炉法复原工艺是国内较为常用的一种火法锻炼工艺,流程简单分为以下几个工序;1.干燥焙烧,矿石在直径3m,长80m的反转窑内,用热煤气加热至650-700℃,去除全部附着水和60%-70%的结合水。2.熔炼复原,热矿石在电炉内熔化成矿熔体,随后复原分隔粗镍铁和铁渣。3.精粹,一般选用钢包精粹,脱硫、磷。