镍铁生产工艺课件
高品位(Ni=25)镍铁精炼工艺程序(脱P步骤)
序 号
工序
时间
粉剂
min kg/t kg/炉
一 准备
1
提前 10 分钟起重机吊走转运车上的事故镍铁水 罐
5
2 将烘烤好的镍铁水罐放到转运车上
5
起重机工作小计
10
二 电炉出铁
镍铁水出电炉温度及化学成分
（出铁 15～20 分钟取样送化验室）
30
三 从电炉出铁位吊镍铁水罐到三脱站喷吹位
0.30
1462 －18 1453 －9 0.80
成分 % [Si] [P]
0.2 0.1
0.2 0.1
[S]
起 在 在 耐 粗 0.40 碳
含
距 按
0.40 含
3
吹氧脱硅，同时脱 P；脱 C 升温。非全过程喷粉 （含过程测温、取样）
25
4 第一次扒渣
10
6 第一次加铝升温 ——铝氧化升温
15
第二次加铝升温 ——铝氧化升温
1 起重机从出铁位吊运镍铁水罐
5
2 起重机从出铁位吊运镍铁水罐到三脱站
4
3 放到换罐位的铁水罐倾翻台车上
3
小计
12
四 喷吹、扒渣、升温工序
1 罐车开至喷吹脱硫—扒渣工位
3
2 第一次测温取样（在喷吹扒渣位）
3
铝 kg/t kg/炉
表二 氧气 m3 单耗 m3/炉
温度 ℃ 温度 升 降 [C]
～1480
108 24 1200 8.5 425 16.5 1815
8
1613 －12 0.03 0.2 0.04 0.2 按
35
1576
8 每罐镍铁占用镍铁罐时间:211min。每罐镍铁在三脱站的时间为 108min。
有关镍铁冶炼的工艺
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。
镍铁合金不锈钢基料的生产工艺流程培训教材
两种不锈钢基料冶炼成本的比较
以低硅镍铁水为主原料 名称 粗镍铁水 石灰 消耗量 百分比 金额/元 /kg /% 0.73 0.08 6855.8 15.2 41.0 0.1 以高硅镍铁水为主原料 消耗量 百分比 金额/元 /kg /% 0.88 0.18 7712.3 34.2 56.4 0.2
不锈钢基料的生产
பைடு நூலகம்
报告提纲
1. 国外、国内镍铁合金生产状况
2. 镍铁合金吨产品生产成本的理论计算 3. 镍铁合金吨产品生产成本分析 4. 铁合金及不锈钢基料生产工艺流程 5. 镍铁矿热炉设计原则 6. 镍铁生产的节电与节能
2
1. 国外镍铁合金生产状况
51% 45%
10%
20世纪 50年代
51万t
2005年
—— ——
16
回 转 窑 电 炉 工 艺 流 程 图
——
17
不锈钢基料产品质量标准
类型 牌号 ZNi–3 镍铁合金 化学成分/% C ≥3 Si Ni Cr <2 P ≤0.05 ≤0.05 ≤0.03 S ≤0.03 ≤0.05 3～5 ≥10 ≥10 ≥10 备注 铸铁 铸铁
ZNi–1 <1.0 ≥10 Ni–10 <2 <3
萤石
氧气 SiCaBa
/
0.05 /
/
60 /
/
0.4 /
0.02
/ 0.01
9.4
/ 75
0.1
/ 0.5
中碳铬铁
铬精矿 纯镍 共计
0.31
/ 0.013 1.18
7440
/ 2340 16711.0
44.5
/ 14.0 100.0
镍铁的生产工艺流程
镍铁的生产工艺流程英文回答：The production process of nickel-iron involves several steps. Here is a general overview of the process:1. Ore Mining: The first step in the production of nickel-iron is the extraction of nickel and iron ores from the ground. These ores are typically found in underground mines or open-pit mines.2. Ore Processing: Once the ores are extracted, they are transported to a processing plant where they undergo various processes to separate the nickel and iron. This usually involves crushing the ores into smaller pieces and then using techniques such as flotation, magnetic separation, or gravity separation to separate the nickel and iron minerals.3. Smelting: After the ores have been processed, thenext step is smelting. Smelting is the process of heating the ores at high temperatures in a furnace to extract the metal from the ores. In the case of nickel-iron, the ores are heated along with a reducing agent, such as coke or coal, which reacts with the oxygen in the ores to produce metallic nickel and iron.4. Refining: Once the nickel and iron have been extracted, they undergo further refining processes to remove impurities and improve the quality of the metal. This may involve processes such as electrorefining, where an electric current is passed through the metal to remove impurities, or vacuum distillation, where the metal is heated under vacuum to remove volatile impurities.5. Alloying: Nickel-iron is often used as an alloying element in the production of stainless steel and other alloys. In this step, the nickel-iron is combined with other metals, such as chromium or molybdenum, to create the desired alloy composition. This may involve melting the nickel-iron and other metals together in a furnace and then casting or forging the alloy into the desired shape.6. Final Processing: Once the alloy has been formed, it may undergo additional processes such as heat treatment, machining, or surface treatment to further improve its properties and prepare it for its intended use.中文回答：镍铁的生产工艺流程包括以下几个步骤：1. 矿石开采，镍铁的生产首先需要从地下或露天矿场中提取镍和铁矿石。
RKEF冶炼工艺概述-图文
RKEF冶炼工艺概述-图文前言目前，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（RotaryKiln-ElectricFurnace）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、36MVA、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。
镍冶金ppt课件.ppt
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
（2）还原焙烧
►还原焙烧的目的是使镍钴氧化物还原成 易溶于NH3-CO2-H2O系溶液中的金属 镍钴或镍钴铁合金，同时使铁的高价氧 化物大部分还原成Fe3O4,仅少量为金属 铁。
►水解后液用H2还原得到镍粉，镍粉中镍 的质量分数为99.9%.
7.5.2 硫酸化焙烧-浸出 （1）硫酸化焙烧； （2）浸出； （3）铁屑沉淀镍、钴、铜。
7.6 镍的精炼
►镍的精炼有：电解法、羰基法和浸出精 炼法。
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+4(NH4)2SO4 ►硫化物中硫在氧化浸出过程中，首先氧化为
硫代硫酸根S2O32-, 然后再按下列两式氧化 生成连多硫酸根、氨基磺酸根及硫酸根： 2(NH4)2S2O3 + 2O2 = (NH4)2S3O6 + (NH4)2SO4
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镍冶金概述与镍铁冶炼用原材料幻灯片PPT
在金属-氧化膜界面上，氧和金属发生界面化学反应，金属晶格变成金属 氧化物晶格。
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3.2 氧化还原动力学
⑵ 限制性环节讨论： a). 外扩散：一般不是限制性环节，因为金属熔炼过程中，气流速度较快，常常
高于形成边界层的临界速度。 b). 内扩散：氧化物的分子体积大于此金属原子体积时，氧化膜致密， 随氧化膜
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3.1 氧化还原热力学
⑴生成吉布斯自由能概述： △Gθ：生成吉布斯自由能（标准摩尔生成吉布斯自由能） 指定温度及标准压力下，稳定单质生成1mol某物质时的吉布斯自由能变量。 （稳定单质△Gθ为零） Ⅰ. 某金属氧化物△Gθ值越小或越负: 该元素其被氧化倾向越大，氧化物越稳定，不容易被还原。 Ⅱ. 某金属氧化物△Gθ值越大或越正: 则该元素氧化倾向越小，氧化物越不稳定，越容易被还原。
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2.2 镍的市场消费结构
消费结构/% 年份 国别 不锈钢 电池 电镀 合金及铸造 有色金属及合金 化学品 其他
2007 国际 65
8
2007 中国 51.3 8.4 26
2008 中国 69
5 15
8
2009 中国 77
4 10
7
12
5
10
8.5
5.8
3
2
国际上镍用于生产不锈钢上占总消费的65%，中国在07到09年不锈钢的镍消费 比例逐年上涨。
火法 湿法 湿法、火法
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1. 镍矿资源概述
1.2 世界主要产镍国及储量
国家 新喀里多尼亚
加拿大 俄罗斯 菲律宾 澳大利亚 古巴 美国 印度尼西亚
希腊
可靠储量/kt 14000 8200 8000 5500 5200 3200
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。
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目前我国中小企业生产的镍生铁的含镍量多在4％～ 8％，只能 用作冶炼不锈钢的配料，在冶炼不锈钢时，尚需加入一定量的精炼纯 镍。只有提高技术使镍生铁中的含镍量达到l2％～15％，才能在冶炼 不锈钢时完全替代纯镍。这就是产生矿石积压在港口的原因，也是今 后民营企业需要攻克的技术难关。据最新资料，个别技术先进的企业 已经可以生产出镍含量10％以上的镍生铁了。
3、财务分析
目前镍市场处于低谷，电解镍大约10万元/吨，相当于镍铁为1000元/吨 度（1%Ni或称一个Ni，相当于10Kg镍）。当前进口红土镍矿国内港口价为 400元左右/湿吨（低铁高镍矿，约2%左右Ni，10%左右Fe），相当于200元/ 吨Ni。
以上述红土镍矿为例，加工一吨红土镍矿可得20%左右高镍镍铁100Kg 左右，生产总费用约250元/吨矿，矿石成本500元（加运费），吨成品约需10 吨原矿，总成本约7500元，售价约2万元左右（20%Ni），利润1万元以上， 利润率100% 。有适合镍铁生产的回转窑生产线，金极其低廉）。该生产线年加工 能力为原矿10万吨，可生产高镍镍铁1万吨，产值2亿元，利润1亿元。
我国镍金属生产技术已有重大突破，拥有自主知识产权，红土镍矿 经高炉冶炼镍铬生铁，生产出大批镍生铁的实际成效。技术变革及其快 速进入生产应用领域，成功狙击了国际市场的疯狂炒作，2007年6月国际 市场镍价大幅下降。在市场高镍价的情况下，2005年开始，国内民营企 业开始利用炼钢高炉转产冶炼红土镍矿矿石生产镍生铁。
世界上可开采的镍资源有二类，一类是硫化矿床，另一类是氧化矿床。 由于硫化镍矿资源品质好，工艺技术成熟，现约60％～70％的镍产量来源 于硫化镍矿。而世界上镍储量的65％左右贮存在氧化镍矿床中，由于其因 含有氧化铁的缘故而呈红色，因此也俗称红土镍矿。目前发现的红土镍矿 多分布在南、北回归线一带，如澳大利亚、巴布亚新几内亚、新喀里多尼 亚、印度尼西亚、菲律宾和古巴等地。
我国使用火法利用红土镍矿冶炼镍生铁，使不锈钢生产原料构成发生了 重大变革，改变了全球不锈钢生产原料镍的供需格局，也改变了世界不锈钢 产业发展的格局。低成本利用矿石质量较差的红土镍矿资源，符合资源节约 型的历史发展趋势，翻开了我国不锈钢生产史的新篇章。目前，高炉法的低 品位产品市场容量已经饱和，加快发展10％以上品位的回转窑工艺，可以进 一步扩大红土矿火法镍的市场容量。
熔炼方法和工艺如下： 预处理步骤是将原料红土镍矿磨细后, 与含碳物料和熔剂石灰石混合, 然后
连续给入回转窑。在回转窑中, 物料与煤燃烧所产生的热气流逆流运动,经受所 有熔炼步骤——干燥, 脱水, 还原和金属成长。金属是在窑中半熔融条件下生成 的。烧成的物料熔块从回转窑出来就将它水碎,磨细后, 用重选和磁选机将还原 成的镍铁合金从排出的熔块中分离出来。分离出来的镍铁呈直径2～3毫米的沙 状颗粒, 并夹带1～2%炉渣, 其化学组成为C 0.1%, Ni18～22%, S 0.45%, P 0.015% 。此产品不管含硫多高均适用于炼钢过程, 因炼钢时有很好的脱硫能 力。沙状颗粒在炼钢过程中相当有利于连续加料和作为冷却剂物料快速溶解。 回转窑生产工艺镍和铁的回收率都很高，均在90%以上。
镍铁生产工艺
1、镍铁的来历、成分和消费市场
我国不锈钢和电池行业的快速发展，国内镍产品供应将面临长期短缺的 局面。2005年以来国际市场镍价非理性的不断上涨对国内钢铁业发展构成了 新的挑战。我国民营企业使用火法冶炼从菲律宾和印度尼西亚进口的红土镍 矿矿石，大量生产镍铁合金作为冶炼不锈钢的配料，成功狙击了国际市场的 疯狂炒作，镍价大幅下降，市场将逐步恢复理性。
2、红土镍矿用回转窑生产镍铁的工艺和技术
大型焙烧还原回转窑是整个红土镍矿冶炼工艺流程中关键设备之一，矿 石经干燥后进入回转窑，在回转窑内加热到800℃后去除矿石表面水分及结晶 水，并部分还原矿石中的铁、镍和钴氧化物，进入电炉熔炼。 回转窑工艺与 高炉法或电炉法等工艺相比有如下优点：
（1）、熔炼的主要能源为煤, 而不是昂贵的焦炭或电能。 （2）、原料的自由选择, 可用东南亚的各种红土镍矿。 （3）、所产高镍镍铁质量高（含Ni20%左右），可直接用作不锈钢的生产 原料。 （4）、同时可作为钢水熔炼时的冷却剂。
一、镍、镍铁与镍矿
镍是略带黄色的银白色金属，是一种具有磁性的过渡金属。镍的应用在 于镍的抗腐蚀性，合金中添加镍可增强合金的抗腐蚀性能。不锈钢与合金生 产领域是镍最广泛应用领域。全球约2／3的镍用于不锈钢生产，因此不锈钢 行业对镍消费的影响居第l位。镍在不锈钢中的主要作用在于它改变了钢的 晶体结构。在不锈钢中增加镍的一个主要原因就是形成奥氏体晶体结构，从 而改善诸如可塑性、可焊接性和韧性等不锈钢的属性，所以镍被称为奥氏体 形成元素。目前全球有色金属中，镍的消费量仅次于铜、铝、铅、锌，居有 色金属第5位。因此，镍被视为重要战略物资，一直为各国所重视。
镍铁主要成分为镍与铁，同时还含有Cr、Si、S、P、C等杂质元素。根据 国际标准（ISO）镍铁按含镍量分为FeNi20（Ni 15％～25％）、FeNi30（Ni 25％～35％）、FeNi40（Ni 35％～45％）和FeNi50（Ni 45％～60％）。又 再分为高碳（C 1.0％～2.5％）、中碳（C 0.030％～1.0％）和低碳（C <0.03％）；低磷（P <0.02％）与高磷（P <0.030％）镍铁。目前国内厂家 生产的镍铁品位主要集中在1.6～2.0％、4～8％以及10～15％，同时也有小 部分厂家能生产含镍量在20％以上的镍铁。