有关镍铁冶炼的工艺

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镍铁的生产工艺

镍铁的生产工艺

镍铁的生产工艺
镍铁的生产工艺包括以下几个步骤:
1. 矿石的选矿:首先将含有镍铁矿石的原料进行破碎、磨矿等处理,通过重选、浮选、磁选等方法将破碎后的矿石中的有用成分(主要是镍和铁元素)与废物分离。

2. 炉料制备:将精选后的镍铁矿石与煤焦炭、石灰石等混合,按照一定比例进行混合制备炉料。

3. 高炉冶炼:炉料被投入高炉中,在高温条件下发生冶炼反应。

冶炼过程中,镍、铁等金属元素被还原出来,形成镍铁合金。

4. 脱硫:在高炉冶炼过程中,矿石中的硫也会被还原出来。

为了降低镍铁中的硫含量,需要进行脱硫处理。

5. 脱磷:对于某些含有磷的镍铁矿石,还需要进行脱磷处理,以降低镍铁中的磷含量。

6. 精炼:将冶炼得到的镍铁合金进行进一步的冶炼和纯化,以获得高纯度的镍铁产品。

7. 粉末冶金(选用工艺):将冶炼得到的镍铁合金通过破碎、磨粉等步骤将其制成粉末,以供其他行业的需求(比如电池、电子器件等)。

以上是镍铁的一般生产工艺,不同的生产厂商可能会有些微差别。

镍铁工艺流程介绍

镍铁工艺流程介绍

镍铁工艺流程介绍镍铁工艺流程介绍镍铁是一种重要的合金材料,广泛应用于钢铁冶炼、不锈钢制造、航空航天等领域。

下面将介绍镍铁的工艺流程。

1. 原料准备:将含镍和铁矿石进行选矿,去除其中的杂质和不含金属元素。

矿石经破碎、磨矿等工艺处理后,得到精矿。

2. 烧结:将精矿进行烧结处理,使其变成小块的烧结矿。

烧结过程中,矿石在高温下发生矿石颗粒间的结合,形成坚固的烧结块。

3. 过湿法法:将烧结块经过湿法法处理,将其中的镍和铁分离。

湿法法主要是采用浸出和沉淀的方法进行分离。

在浸出过程中,将破碎的烧结块放入浸出槽中,加入稀硫酸浸出剂,使其中的镍和铁溶解在浸出液中。

然后,通过沉淀的方法将溶解在浸出液中的镍和铁分离,得到纯镍。

4. 电解精炼:将得到的镍通过电解精炼的方法进一步提纯。

首先,将得到的纯镍放入盐酸或硫酸中进行腐蚀,使其变成镍盐溶液。

然后,将溶解的镍通过电解槽,加入电流进行电解,使其中的杂质得到去除,从而得到纯度更高的镍。

5. 冶炼合金:将得到的纯镍和铁进行冶炼,制成镍铁合金。

冶炼过程中,将纯镍和铁放入高温炉中,加入适量的草酸和焦炭作为还原剂,使其反应生成镍铁合金。

冶炼过程中,要控制温度和碳含量等参数,以获得合适的合金成分和性能。

6. 深度加工:获得的镍铁合金可以通过深度加工进行进一步加工。

比如,可以进行铸造、轧制、锻造等工艺,制成不同形状和规格的镍铁制品。

对于一些特殊的应用领域,还可以进行热处理、表面处理等工艺,以提高镍铁的性能和质量。

以上就是镍铁的工艺流程介绍。

镍铁工艺流程经过多个环节的处理,从原料准备到最终的加工制品,每个环节都需要严格控制工艺参数和操作条件,以确保产品的质量和性能。

镍铁作为一种重要的合金材料,对于现代工业生产和科技发展起着重要作用。

镍的冶炼工艺

镍的冶炼工艺

镍的冶炼工艺现代生产镍的方法主要有火法和湿法两种。

根据世界上主要两类含镍矿物(含镍的硫化物和氧化物)的不同,冶炼方法各异。

镍硫化矿目前主要采用火法处理,通过精矿焙烧反射炉(电炉或鼓风炉)冶炼铜镍硫吹炼镍精矿电解的金属镍。

氧化矿主要是含镍红土矿,其褐铁矿层,含铁多、硅镁少,镍低、钴较高,一般采用湿法工艺处理,主要方法有氨浸法和硫酸法两种。

下层是混有脉石的腐植土层(包括硅镁性镍矿),含硅镁高、低铁、镍较高、钴较低,这类矿一般采用火法工艺处理。

2.1湿法工艺流程介绍目前成熟的湿法工艺流程有还原焙烧氨浸流程、高压酸浸流程和常压酸浸流程。

2.1.1还原焙烧氨浸流程还原焙烧氨浸流程处理褐铁矿或褐铁矿和残积层矿的混合矿矿石先干燥然后矿石中的镍在700℃时选择性还原成金属镍钴和一部分铁被一起还原还原的金属镍经过氨浸回收。

还原焙烧氨浸流程的缺点有矿石处理采用干燥、还原、焙烧等工序消耗能量大消耗多种化学试剂镍和钴的回收率比火法流程和高压酸浸流程低。

2.1.2高压酸浸流程高压酸浸流程主要处理褐铁矿和一部分绿脱石或蒙脱石。

加压酸浸一般在衬钛的高压釜中进行浸出,温度245℃-260℃,通过液固分离、镍钴分离,生产电解镍、氧化镍或镍冠,有些工厂生产中间产品,如混合硫化镍钴或混合镍钴氢氧化物。

高压酸浸流程处理的红土矿要求含MgO/Al2O3低,通常含MgO<4%(含MgO越高,耗酸越高),含Al 低的矿石。

2.1.3其他湿法工艺流程有些湿法工艺流程正在进行试验和进一步评估如强化高压酸浸工艺、常压酸浸工艺、硫酸堆浸工艺和氯化浸出工艺。

2.2火法工艺流程现有的火法工艺处理红土矿工艺流程有传统的回转窑—电炉工艺;多米尼加鹰桥竖炉—电炉工艺;日本大江山回转窑直接还原法。

多米尼加鹰桥竖炉——电炉工艺流程是红土矿经过干燥脱水、制团、采用竖炉煅烧生产部分还原煅烧团矿、电炉熔炼生产粗镍铁,粗镍铁在钢包炉中精炼。

日本大江山回转窑直接还原法生产镍铁,该流程分为三个步骤:(1)物料预处理:磨矿、混合与制团,以提高回转窑操作效果;(2)冶炼工艺:回转窑煅烧、金属氧化物还原与还原金属的聚集;(3)分离处理:回转窑产出的熟料采用重选与磁选分离出镍铁合金。

含镍生铁的生产工艺流程

含镍生铁的生产工艺流程

含镍生铁的生产工艺流程含镍生铁是一种将镍与铁进行合金化的一种材料,它在许多领域中具有很高的应用价值。

以下为含镍生铁的生产工艺流程:1. 镍矿石预处理:首先,镍矿石经过一系列的预处理过程,包括破碎、磨矿和浮选等,将其分离出含镍的矿石。

2. 精炼:将含镍的矿石送入精炼炉进行精炼过程。

精炼炉通常是一种高温环境,常见的精炼方法有火法、湿法和电解法等。

在这一过程中,镍会与矿石中的其他杂质分离,并得到纯度较高的镍。

3. 高温还原:将经过精炼的镍与铁矿石按一定比例混合,送入高温还原炉中。

高温还原炉内有一定的还原气氛,常见的还原气有天然气、焦炭和煤粉等。

在高温还原过程中,镍和铁会发生还原反应,生成含有镍的铁。

4. 熔炼:经过高温还原的铁镍混合物(也叫做烧结锭)会被送入熔炼炉,进一步提取纯度更高的含镍生铁。

在熔炼炉中,烧结锭会与一定比例的炉渣混合,通过高温的熔融过程,使得铁和镍进一步结合,并去除其他杂质。

5. 冷却与凝固:熔融后的含镍生铁会被倒入模具中,然后进行冷却和凝固。

冷却的速度和温度控制是非常重要的,它会直接影响到最后产品的质量和性能。

6. 加工和成型:冷却后的含镍生铁需要进行加工和成型,以适应不同的应用需求。

加工过程包括铸造、锻造和热处理等,目的是进一步提高产品的力学性能和耐磨性能。

7. 检测和质量控制:生产过程中需要对含镍生铁进行严格的检测和质量控制,以确保产品符合规定的标准和要求。

这包括化学成分分析、物理性能测试和宏观外观检查等。

8. 包装和出厂:经过检测和质量控制合格的含镍生铁会进行包装,并准备出厂。

包装通常采用标准的运输包装或根据客户需求进行定制。

以上就是含镍生铁的生产工艺流程。

通过这一系列的工艺步骤,我们可以获得高纯度、高质量的含镍生铁,为各种行业的需求提供了可靠的材料基础。

生产过程中的质量控制是十分重要的,只有确保产品的质量才能满足客户的需求和要求。

镍铁冶炼工艺简述

镍铁冶炼工艺简述

镍铁冶炼工艺简述
一、概述
镍铁是重要的合金材料,广泛用于冶金、电子、航空等领域。

镍铁冶炼是将镍和铁原料进行加工,以获得含有不同比例镍和铁的
冶金产品。

本文将简要介绍几种常见的镍铁冶炼工艺。

二、常见的镍铁冶炼工艺
1. 碳酸盐法冶炼
碳酸盐法冶炼是一种将镍铁矿石直接还原为金属镍铁的工艺。

它通过高温还原的方式,将矿石中的金属镍铁提取出来。

这种工艺
简单、成本低,但对矿石的要求较高。

2. 硫酸盐法冶炼
硫酸盐法冶炼是一种将镍和铁的氧化物还原为金属镍铁的工艺。

该工艺利用硫酸盐作为还原剂,将氧化物还原为金属。

这种工艺成
本较高,但提高了矿石利用率。

3. 电解法冶炼
电解法冶炼是一种利用电解的方法将镍铁分离的工艺。

通过在电解槽中加入适当的溶液,利用电流将镍和铁分离出来。

这种工艺能够得到高纯度的镍和铁,但成本较高。

4. 氟化物法冶炼
氟化物法冶炼是一种利用氟化物溶解镍铁的工艺。

通过在高温下将镍铁与氟化物反应,将金属溶解出来。

这种工艺能够得到高纯度的镍和铁,但操作难度较大。

总结:以上是几种常见的镍铁冶炼工艺,每种工艺都有其特点和适用范围。

在具体应用中,需要综合考虑成本、要求和操作难度等因素,选择合适的工艺进行镍铁冶炼。

镍铁合金生产工艺

镍铁合金生产工艺

镍铁合金生产工艺
镍铁合金是指由镍和铁两种元素构成的合金材料。

镍铁合金具有优异的磁性、耐腐蚀性和高温性能,广泛应用于航空航天、电力、化工等领域。

下面将介绍镍铁合金的生产工艺。

镍铁合金的生产工艺主要分为两个步骤:精炼和冶炼。

首先是精炼步骤。

原料为镍铁矿石和废钢。

镍铁矿石经过粉碎、磁选、浮选等工艺,提取出含有镍和铁的精矿。

废钢经过熔炼、脱碳等工艺,得到纯铁。

然后将镍铁精矿和纯铁放入电炉中进行还原反应,产生包含镍和铁的合金液。

在还原过程中,控制温度、氧气和碳含量等参数,以保证产出的镍铁合金具有所需的成分和性能。

接下来是冶炼步骤。

将合金液浇铸成型,得到铸锭。

铸锭经过热处理、轧制等工艺,得到不同规格和形状的镍铁合金产品。

在冶炼过程中,通过合理的控制温度、压力和冷却速度等参数,以保证镍铁合金的组织结构和机械性能符合要求。

在整个生产过程中,需要严格控制炉温、合金液的成分和熔炼工艺等因素,以确保镍铁合金的质量稳定可靠。

同时,还需要加强对环境污染的防治,采取相应的尾气净化和废水处理措施,保护环境和生态平衡。

总结起来,镍铁合金的生产工艺包括精炼和冶炼两个步骤。

精炼过程中将镍铁矿石和废钢进行炼制,得到含有镍和铁的合金液。

冶炼过程中将合金液浇铸成锭,经过热处理后得到成品。

通过严格控制工艺参数和加强环境保护,可以保证镍铁合金的质量和环保性能。

RKEF冶炼工艺概述

RKEF冶炼工艺概述

RKEF法冶炼工艺概述前言目前,国内外红土镍矿的处理方法主要有火法和湿法两种冶炼工艺,湿法工艺是使用硫酸、盐酸或者氨水溶液作为浸出剂,浸出红土镍矿中的镍和钴金属离子,常见的湿法处理工艺有高压酸浸工艺(HPAL)、常压酸浸工艺(PAL)和氨浸工艺(Caron)。

火法工艺是在高温条件下,以C作还原剂,对氧化镍矿中的NiO及其他氧化物进行还原而得。

火法冶炼因具有流程短、三废排放量少、工艺成熟等特点,已成为红土镍矿冶炼的主要工艺。

目前国内外主要有4种火法工艺:烧结—高炉流程(BF法);回转窑—电炉熔炼流程(RKEF法);多米尼加鹰桥竖炉—电炉工艺;日本大江山回转窑直接还原法。

其中,RKEF 法是当今世界上火法处理红土镍矿的先进及成熟工艺,广泛地应用于各国冶炼厂家。

RKEF(Rotary Kiln-Electric Furnace)法始于上世纪50年代,由Elkem公司在新喀里多尼亚的多尼安博厂开发成功,具有产品质量好、生产效率高、节能环保等优点。

在不锈钢产量大幅增幅的驱动下,RKEF法镍铁的生产能力急剧增加。

我国冶炼镍铁电炉炉容在不断地扩大。

额定容量25MVA的炉型已经逐步退出主体炉型,进而33MVA、36 MVA、48MVA、51MVA成为主体炉型。

与此同时,我国矿热炉生产镍铁的工艺流程更加合理,矿热电炉的总体装备水平大幅度提高,冶炼工艺技术更加成熟。

下面将概括介绍和讨论矿热电炉利用红土镍矿采用RKEF法冶炼镍铁的工艺技术。

1工艺流程概述利用红土镍矿生产镍铁的RKEF冶炼工艺流程如图1.1:图1.1RKEF工艺流程图工艺流程主要包含以下几个阶段:(1)在露天料场进行红土矿的晾晒;大块红土矿的破碎、筛分、混匀。

(2)应用干燥窑对红土矿进行干燥;应用回转窑进行红土矿的焙烧预还原。

以此获得焙砂。

(3)矿热电炉熔炼焙砂生产含镍生铁。

(4)回转窑与电炉余热的利用。

(5)粉尘的收集与再利用。

对RKEF法工艺的流程,矿石内部的成分尤为重要,其中有至少3个指标,在生产时需要关注:(1)Ni品位,控制在1.5以上,最好2.0以上。

镍铁冶炼工艺介绍

镍铁冶炼工艺介绍

镍铁冶炼⼯艺介绍1、镍铁冶炼⼯艺介绍 1.1、镍冶炼⼯艺流程研究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矿床⼀般形成⼏层顶部是⼀层崩积层铁帽含镍较低⼀般弃置堆存下⾯是褐铁矿层含铁多、硅镁少镍低、钴较⾼⼀般采⽤湿法⼯艺回收⾦属再下层是混有脉⽯的残积层矿含硅镁⾼铁较低、钴较低、镍较⾼这类矿⼀般采⽤⽕法⼯艺处理。

具体情况见表12—1 表11-1 矿⽯范围与冶炼⼯艺矿⽯分矿⽯分层冶炼常矿⽯品位冶炼⽅法冶炼⼯艺层名称规产品顶层崩积层含镍低Ni0.02-0.1弃置堆存含镍低、铁⾼、硅镁低、 1.还原焙烧氨浸⼯艺钴较⾼。

2.⾼压酸浸⼯艺Ni1.0-1.7 3.强化⾼压酸浸⼯艺电解镍中间层褐铁矿层湿法冶炼Fe35-50 4.常压酸浸⼯艺氧化镍MgO0.5-15 5.硫酸堆浸⼯艺Co0.1-0.2 6.氯化浸出⼯艺。

含镍较⾼、铁较低、硅 1.回转窑电炉⼯艺镁⾼、钴较低。

2.多⽶尼加鹰桥竖炉Ni1.8-3 —电炉⼯艺下层残积层⽕法冶炼镍铁Fe10-25 3.⽇本⼤江⼭回转窑MgO15-35 直接还原法。

Co0.02-0.1 1.1.1、湿法⼯艺流程介绍⽬前成熟的湿法⼯艺流程有还原焙烧氨浸流程、⾼压酸浸流程和常压酸浸流程。

1.1.1.1、还原焙烧氨浸流程还原焙烧氨浸流程处理褐铁矿或褐铁矿和残积层矿的混合矿矿⽯先⼲燥然后矿⽯中的镍在700℃时选择性还原成⾦属镍钴和⼀部分铁被⼀起还原还原的⾦属镍经过氨浸回收。

还原焙烧氨浸流程的缺点有矿⽯处理采⽤⼲燥、还原、焙烧等⼯序消耗能量⼤消耗多种化学试剂镍和钴的回收率⽐⽕法流程和⾼压酸浸流程低。

1.1.1.2、⾼压酸浸流程⾼压酸浸流程主要处理褐铁矿和⼀部分绿脱⽯或蒙脱⽯。

加压酸浸⼀般在衬钛的⾼压釜中进⾏浸出温度245℃260℃通过液固分离、镍钴分离⽣产电镍、氧化镍或镍冠有些⼯⼚⽣产中间产品如混合硫化镍钴或混合镍钴氢氧化物。

⾼压酸浸流程处理的红⼟矿要求含MgO/Al O 低通常含Mglt4含Mg 越⾼耗酸越⾼含Al 低的矿⽯。

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有关镍铁冶炼的工艺:虽然红土镍矿处理工艺主要分为湿法冶炼工艺和火法冶炼工艺,但目前世界范围内比较成熟的利用红土镍矿冶炼镍铁合金的工艺方法仍旧以火法冶炼为主。

火法冶炼镍铁是在高温条件下,以C(或Si)作还原剂,对氧化镍矿中的NiO及其他氧化物(如FeO)进行还原而得。

同时采用选择性还原工艺,合理使用还原剂,按还原顺序NiO、FeO、Cr2O3、SiO2进行还原反应。

NiO+C→Ni+CO↑ T=420℃(1)FeO+C→Fe+CO↑ T=650℃(2)Cr2O3+C→Cr+ CO↑SiO2+C→Si+CO↑因不同产地的镍矿成分不同,NiO及各种氧化物之间组成的化合物也有所不同,因而,在镍铁冶炼过程中,其实际反应较复杂。

反应生成的Ni和Fe能在不同比例下互溶,生成镍铁。

从上述(1)、(2)反应式中可看出:NiO、FeO还原反应开始温度较低,而且,NiO的开始反应温度比FeO约低200℃;因而,火法冶炼镍铁过程中,尽管所采用的镍矿NiO含量较低,但NiO 90%以上被还原,而且,在Ni/Fe很低的情况下,可通过不同的工艺操作,使产品含Ni 量提高到较高水平,与铁合金其他产品(如高碳铬铁、锰硅合金等)相比,电炉粗镍冶炼难度相对较低。

目前我国镍铁冶炼主要采用高炉法和电炉法两种:1、高炉法:镍矿→脱水、烧结、造块→配入焦炭、熔剂→高炉冶炼→粗镍铁→精炼降Si、C、P、S→镍铁。

在国内,近年采用的火法冶炼镍铁较为普遍,主要是借用于现有炼铁小高炉直接转产,具体操作与小高炉生产生铁操作相似,特别适合于使用低Ni、高Fe镍矿生产低Ni镍铁(含镍生铁)。

该工艺仍以焦炭燃烧放热作为冶炼热能,入炉镍矿中FeO可被焦炭中的C充分还原,故粗镍铁中的Ni含量高低基本受限于入炉镍矿Ni/Fe的比值大小。

由于国家限制400 立方米以下小高炉的使用,而使用矿热电炉,利用低镍高铁镍矿,直接生产低Ni镍铁,其工艺的合理性和易操作性,似乎不及高炉法,因而采用大容量高炉冶炼低Ni镍铁值得关注和研究。

2、电炉法镍矿→脱水、造块→配入焦炭、熔剂→电炉冶炼→粗镍铁→降C、Si、P、S精炼→镍铁。

电炉法是以C作还原剂,在电能高温条件下,对镍矿中的NiO、FeO等氧化物进行还原,冶炼出镍铁,因而,在电炉冶炼过程中,调整合适的配炭量,限制FeO还原,可生产出Ni含量较高的电炉镍铁。

国外火法冶炼镍铁主要采用此工艺,国内厂家生产含Ni大于10%的产品时亦普遍采用。

主要冶炼设备为矿热电炉,国内个别厂家也有使用与电弧炉结构相似的电炉生产(其设备最大容量为9 MVA),其镍矿预处理方式,冶炼工艺的具体操作,精炼工艺设备配套情况及精炼效果均不尽相同,各项指标对比也存在一定差异。

电炉镍铁冶炼技术措施 2009年02月11日08:42 生意社生意社02月11日讯由于炼钢技术的进步,原来采用纯镍类原料冶炼合金钢和不锈钢的钢厂,从经济角度考虑已改用非纯镍类,因此,火法冶炼发展很快。

处理红土镍矿的火法冶炼有两种冶炼方法,一种方法是用鼓风炉生产,另一种方法是电炉还原熔炼得到镍铁。

由于鼓风炉冶炼是最早的炼镍方法之一,随着生产规模扩大、冶炼技术进步、炼钢厂对镍类原料要求的提高,以及环境保护要求的提高,这一方法已逐步被淘汰。

采用电炉熔炼:(1)熔池温度易于控制,可以达到较高的温度,可处理含难熔物较多的原料,炉渣易于过热,有利于四氧化三铁的还原,渣含有价金属较少;(2)炉气量较少,含尘量较低;(3)生产容易控制,便于操作,易于实现机械化和自动化。

因此,电炉熔炼是发展趋势。

由于红土镍矿熔点在1600~1700K之间,组成红土镍矿的矿物氧化物稳定性依次为:CaO>SiO2>Fe203>NiO,氧化物稳定性大小决定该元素的还原性大小,因此,红土镍矿中各氧化物在还原性气氛中还原顺序为:NiO>Fe203>SiO2>CaO。

为了提高镍铁产品质量,电炉镍铁冶炼采用选择性还原原理,即缺碳操作:在电炉还原熔炼的过程中几乎所有的镍氧化物都被还原成金属,而铁则不必全部还原成金属铁,铁的还原程度通过还原剂焦炭的加入量加以调整,镍的比重较大,在生产中容易造成炉墙和炉底被侵蚀或烧穿(生产周期短的不到1个月),电极事故频繁,产品含镍低。

因此,电炉镍铁冶炼关键技术是:(1)延长炉龄,(2)减少电极事故,(3)提高产品含镍量和镍的回收率。

电炉镍铁冶炼技术措施1)采用镁质材料筑炉,在筑炉过程中要配好粘合剂并控制用量;捣打时,每一层铺料厚度为40—60mm,并用风镐捣打紧密,捣打完扒毛后,方可铺料捣打下一层;在烘炉过程中要把水分烘干。

2)采用炭砖筑炉,改炭砖平放为竖放,并在炭砖中部打眼用小石墨电极连接成整体,砖缝用炭质材料填充,同时用风镐捣打紧密。

3)在筑炉时,两个出铁口要有一定高差,生产前期使用高位出铁口,当炉底侵蚀到一定程度时使用低位出铁口。

4)控制配碳量和提高二次人炉电压,控制电极下插深度,防止炉底侵蚀。

5)控制好渣型,尤其是渣中的FeO含量,其既影响渣的导电性,又影响渣的熔点,最终影响镍的回收率。

6)镍矿在人炉前需要预先经过干燥脱水,在干燥和预热时控制好配碳量和水分,有利于减少翻渣事故发生,同时也有利于因翻渣引起的电极事故。

7)电极压放时,要勤放、少放;有条件的也可改用炭素电极或石墨电极。

8)加强冶炼操作,勤观查,勤调节。

参考链接:电能的消耗占镍铁总成本的30%~33%。

每吨商品镍铁的电力消耗与矿石的镍含量相关,在矿石镍含量为1.5%时,电能消耗约为600kWh/t干矿石。

在矿石的镍含量为2.5%时,每吨镍铁的电能消耗降到400kWh。

国外购入的含镍1.5%~2.0%的氧化镍矿石,其消耗量大致是12t/t镍铁。

还原剂(无烟煤的煤粉)大约占矿石数量的8%;各种燃料的重量是50kg/t镍铁;氧气80m3/t镍铁;石灰5kg/t焙烧前的矿石。

镍铁精炼工艺为了去除粗制镍铁中的杂质,采用了三步精炼工艺。

首先,从矿热炉放出粗制镍铁水到铁水包中,在这里向铁水包内加入苏打灰,加入的比例是每吨镍铁水14k g,镍铁水中的硫可以降到0.015~0.08%。

也可以向铁水包中喷入钝化的镁颗粒,这需要用特殊的蒸发器将颗粒镁喷入铁包内1.5m左右的深处。

这种工艺可以将镍铁水中的硫含量降到0.015%以下(近年来中国20多家钢铁公司从乌克兰引进这种工艺,应用于高炉铁水脱硫)。

将脱硫处理后的镍铁水上面的渣子倒掉以后,兑入到一座用酸性耐火材料做炉衬的氧气顶吹转炉中。

在酸性氧气顶吹转炉中,通过吹氧,硅被氧化,此时熔池的温度快速提高。

为了控制合适的熔池温度,需要向炉内加入生产过程中产生的金属废弃物或者购入的含镍的废料。

经过脱硅处理后的镍铁水再被装入到一座相同吨位的碱性氧气顶吹转炉中,通过顶吹氧气,去除镍铁水中的碳、磷及其它杂质。

为了造碱性的炉渣和降温,向转炉内加入石灰石。

在有充足的含镍废料时,可以用石灰代替石灰石。

从碱性氧气顶吹转炉中出来的镍铁水中的杂质含量已经符合商品镍铁标准的要求,含镍量提高到20%左右,可以作为商品镍铁出售。

上面这些操作是通过计算机控制系统来完成的。

3.帕布什镍厂的主要工艺装备和主要原料材料的消耗指标这个工厂有两条平行的工艺生产路线。

每一条生产线上都装备有二台回转窑、一台变压器功率为48MVA的矿热炉(矿石还原炉)、一座容量为40t的酸性顶吹转炉、一座容量为40t的碱性氧气顶吹转炉。

二条生产线2004年产镍铁8.5万t(折合镍金属为1.7万t)。

主要的消耗指标是:电能的消耗占镍铁总成本的30%~33%。

每吨商品镍铁的电力消耗与矿石的镍含量相关,在矿石镍含量为1.5%时,电能消耗约为600kWh/t干矿石。

在矿石的镍含量为2.5%时,每吨镍铁的电能消耗降到400k Wh。

国外购入的含镍1.5%~2.0%的氧化镍矿石,其消耗量大致是12t/t镍铁。

还原剂(无烟煤的煤粉)大约占矿石数量的8%;各种燃料的重量是50kg/t镍铁;氧气80m3/t镍铁;石灰5kg/t焙烧前的矿石。

4.粗制镍铁的二步法精炼工艺帕布什镍铁厂正在进行的扩建工程将采用多项先进技术。

下面介绍重点研究的二项技术(二步精炼工艺、直接冶炼镍基不锈钢)。

因为硫可以在转炉中脱除,因此可以将铁水包脱硫和酸性转炉脱硅合并在一个转炉中进行。

第一个转炉是酸性转炉,将其改造为顶底复合吹炼的碱性转炉,通过底吹氩气(氮气),在这个转炉中可以实现在还原性气氛下脱硅和脱硫。

从第一个转炉出来的镍铁水再进入第二个转炉内脱磷,在冶炼过程中要向炉内加入石灰石,保证合适的冶炼温度。

在这个转炉中冶炼合格的镍铁水送到铸造车间铸成块,其含镍金属的量为20%。

5.用粗制镍铁直接冶炼不锈钢的工艺在上面的二步法精炼工艺中,只要将第二个转炉改造为GOR转炉,就可以直接生产出合格的300系列的不锈钢。

现在以10tGOR转炉采用这种工艺流程直接生产不锈钢的生产过程为例说明这个流程。

乌克兰冶金学院等大学和科研机构在前苏联时期开发出GOR转炉。

用这种转炉做为粗制镍铁精炼的第二座精炼转炉,可以直接生产X18H9(相当于中国的0Cr18Ni9)为代表的镍基不锈钢系列的各种钢种。

这种转炉是一种顶底复合吹炼的转炉;顶吹氧枪通过向炉内供氧,达到脱磷的目的;底吹喷嘴数量为3个,套管式的底吹喷嘴向炉内输送氧气、氮气、氩气、天然气及其这些气体的混合气体,达到脱磷(吹氧阶段)、深度脱硫、脱碳的目的。

这个炉子的原料除了从第一座脱硅、脱硫的精炼转炉来的热态镍铁水以外,还要加入直接来自矿热炉的粗制镍铁、石灰、大量的铬铁(以保证成分合格为限量),从而得到合格的不锈钢水。

这些钢水被浇铸成钢锭,供给无缝管轧机或带钢的初轧机。

镍厂工程建设并为帕布什厂的建设提供专利技术的乌克兰专家来华进行技术交流。

这期间,对使用低含镍量的氧化镍矿石直接生产镍基不锈钢的课题进行了深入的讨论。

第二座精炼转炉在顶吹氧脱磷任务完成以后,可以直接转入GOR转炉的基本冶炼工艺,这时的主要任务就是进行铬的合金化。

计算表明,为了冶炼合格的300系列不锈钢,一般要加入300kg/t的高碳铬铁。

这些铬铁的熔化和提高温度所需要的热量来自加入第二座精炼转炉(GOR转炉)中的粗制镍铁中的硅氧化产生的热量。

在向GOR转炉加入铬铁以前,先向GOR转炉中加入这些粗制的镍铁。

会谈得出的结论是,这种方案将是不锈钢生产工艺中最有竞争力的一种创新工艺技术,用这种工艺生产不锈钢可以不用建设电炉熔化废钢以生产初炼钢水,节省了很多的投资。

这种工艺大大的节省了熔化镍铁和生产初炼钢水的电能,还使得镍铁精炼过程中被当做杂质而必须被氧化掉的金属铁直接进入不锈钢中,成为不锈钢中必须含有的金属铁。

在有不锈钢废钢资源时,还可以直接向精炼转炉中加入不锈钢废钢,降低熔化这些冷料所消耗的能量。

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