镍铁冶炼工艺
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。
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。
金属冶炼镍冶炼工艺

镍冶炼过程中产生的废水含有多种重金属 离子和有机物,处理不当会对环境造成严 重污染。
冶炼废水的处理方法
化学沉淀法
通过向废水中投加药剂,使重金属离子转化 为难溶性沉淀物而去除。
吸附法
利用活性炭、树脂等吸附剂吸附废水中的重 金属离子,达到净化水质的目的。
生物处理法
利用微生物的代谢作用,去除废水中的重金 属离子和有机物。
硫化镍矿具有较高的金属含量 ,而氧化镍矿则含有较多的硅
酸盐矿物。
镍矿的开采方法
根据镍矿的类型和地理位置, 开采方法可分为露天开采和地 下开采两大类。
露天开采主要针对大型镍矿, 通过剥离表土和岩石,获得矿 石,再经过破碎、运输和选矿 等环节。
地下开采则是在矿体较深的情 况下采用的方法,通常需要挖 掘巷道,进行采准和切割工作 。
炼。
随着环保要求的提高和技术的不 断进步,现代镍冶炼工艺正逐步 向绿色、低碳、循环方向发展。
新型的镍冶炼工艺包括高压酸浸 、生物浸出等技术,这些技术具 有较低的环境影响和资源消耗。
02
镍矿的开采与选矿
镍矿的分布和特点
镍矿在全球的分布较为广泛, 主要集中在澳大利亚、俄罗斯
、加拿大等国家。
镍矿的特点通常与其形成的 地质环境有关,例如高温高 压环境下形成的硫化镍矿和 氧化镍矿具有不同的特点。
镍矿的选矿原理和流程
• 选矿是利用矿石中不同矿物性质的差异,采用物理或化学方法使其彼此 分离的过程。
• 常见的选矿方法包括重力选矿、浮选、磁选和电选等。 • 重力选矿是利用矿物密度不同进行分离的方法,通常适用于处理密度差异较大的矿物;浮选则是利用矿物表面性质的差
异进行分离的方法,广泛应用于处理金属硫化物;磁选和电选等方法则根据矿物磁性和电性等性质的差异进行分离。 • 选矿流程通常包括破碎、磨碎、选别和脱水等环节,其中破碎和磨碎是使不同矿物单体解离的过程,选别则是根据矿物
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。
镍铁生产工艺流程

镍铁生产工艺流程
《镍铁生产工艺流程》
镍铁是一种重要的合金材料,具有良好的耐腐蚀性和磁性能。
其生产工艺流程主要包括镍铁矿选矿、炼钢和炼铁等环节。
首先,镍铁矿选矿是生产镍铁的第一步。
镍铁矿是指含有镍和铁元素的矿石,常见的有氧化镍矿和硫化镍矿。
选矿的目的是将镍铁矿中的有用成分分离出来,通常采用浮选、重选等物理方法和浸出、浸出等化学方法进行处理,以便后续的冶炼。
其次,炼钢是镍铁生产的重要环节。
镍铁矿经过选矿得到的原料将被转化成含有镍和铁的合金,这个过程需要在高温和高压下进行。
在炼钢过程中,将具有高含铁量的锰矿石与含有高镍含量的硅铁进行混合熔炼,通过复杂的冶金反应,得到预期的镍铁合金。
最后,炼铁是镍铁生产的最后一道工序。
通过高温还原反应,将含有镍和铁的合金从炼钢过程中获得,并进行精炼和再处理,以获得所需的镍铁产品。
总的来说,《镍铁生产工艺流程》涉及到多个环节,每个环节都需要严格控制工艺参数和材料质量,以确保产品的质量和性能。
同时,随着科技的不断进步,镍铁生产工艺流程也在不断优化,以提高生产效率和降低生产成本。
rkef火法冶炼镍铁工艺流程

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镍冶炼的原理与工艺

硫化镍精矿的湿法冶炼
总结词
通过酸浸或碱浸的方法,将硫化镍精矿中的镍提取出来。
详细描述
硫化镍精矿的湿法冶炼通常采用酸浸或碱浸的方法。在酸浸过程中,硫化镍精矿与硫酸反应,生成硫酸镍和二氧 化硫;在碱浸过程中,硫化镍精矿与氢氧化钠反应,生成氢氧化镍和硫化钠。通过这些反应,镍从矿石中溶解出 来,进入溶液中,从而实现镍的提取。
噪音污染
冶炼过程中的机械噪音和气体排放噪音等 ,会对周边居民的生活产生影响。
固体废弃物
冶炼过程中产生的废渣、废石等固体废弃 物,如不妥善处理,会对环境造成长期影 响。
资源循环利用与节能减排
资源循环利用
通过回收利用冶炼过程中产生的废气、 废水、固体废弃物等,减少资源浪费, 降低生产成本。
VS
节能减排
电解产物的处理与提取
镍金属的沉积
在阴极上沉积出镍金属,需要定期刮取或用其他方法收集。
氢气的处理
电解过程中产生的氢气需要经过处理后排放,以防止环境污染。
残余电解液的处理
残余的电解液可以经过处理后再次使用,以节约资源和降低生产成 本。
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02
火法冶炼工艺
硫化镍精矿的火法冶炼
熔炼
将硫化镍精矿和适量的熔剂混合,在高温下熔化成镍锍,镍锍主 要成分为镍、铁、硫的混合物。
吹炼
熔炼得到的镍锍经过吹炼作业,使铁和硫分离,得到高镍锍。
烟化
将高镍锍在烟化炉中吹炼,使硫以二氧化硫的形式挥发,得到富 集的镍。
低品位镍矿中提取出有价值的镍元素。
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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镍铁冶炼工艺1.1 高镍合金工艺选择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。
由于风化淋滤,矿床一般形成几层,顶部是一层崩积层(铁帽),含镍较低;中间层是褐铁矿层,含铁多、硅镁少,镍低、钴较高,一般采用湿法工艺回收金属;底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,一般采用火法工艺处理。
(1)湿法工艺流程较成熟的湿法工艺流程有:Caron 流程和 HPAL 流程(HighPressure Acid Leach)。
Caron流程处理褐铁矿或褐铁矿和腐植土的混合矿,矿石先干燥,再还原,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。
干燥、焙烧、还原等火法工艺,消耗能量大;回收金属采用湿法工艺,消耗多种化学试剂;镍和钴的回收率比火法流程和 HPAL 流程低。
HPAL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170℃~245℃,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硫化物或氢氧化物。
HPAL 流程处理的红土矿要求含Al低、含Mg低,通常含Mg<4%,含Mg越高,耗酸越高。
(2)火法工艺流程红土矿储镍量约占镍总储量的70%,到2003年,红土矿产镍量占镍总产量的42%。
红土矿产镍量的70%是采用火法工艺流程回收的。
火法工艺处理红土矿的工艺流程有传统的 RKEF 流程(回转窑—矿热炉工艺)、多米尼加鹰桥竖炉—矿热炉法、日本大江山回转窑直接还原法等。
多米尼加鹰桥竖炉—矿热炉工艺流程包括将红土矿干燥脱水、制团、竖炉焙烧部分还原焙烧团矿、矿热炉熔炼生产粗镍铁、粗镍铁在钢包炉中精炼等工序。
日本大江山回转窑直接还原法生产镍铁,是唯一采用回转窑直接还原熔炼氧化镍的火法工艺。
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:回转窑焙烧、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。
RKEF 流程是目前红土矿冶炼厂普遍采用的一种工艺流程,该工艺主要分为以下几个工序:干燥:采用回转干燥窑,主要脱出矿石中的部分自由水。
焙烧—预还原:采用回转窑,主要是脱出矿石中剩余的自由水和结晶水,预热矿石,选择性还原部分镍和铁。
矿热炉熔炼:还原金属镍和部分铁,将渣和镍铁分开,生产粗镍铁。
精炼:一般采用钢包精炼,脱出粗镍铁中的杂质如:硫、磷等。
通过分析,我们认为设计应当采用工艺成熟、技术可靠、有成功生产经验的工艺。
RKEF 工艺非常适合本项目红土镍矿的性质,因此,本项目可采用RKEF流程生产镍铁。
即干燥一焙烧/预还原一矿热炉熔炼的工艺流程,暂不考虑精炼工序。
1.2 产品品种采用低品位红土矿生产含镍高的镍铁,需要除去大量杂质,不仅原材料消耗多,而且也降低镍的回收率,十分不经济。
如果生产的镍铁含镍很低,产品的使用范围受限制,影响产品的销售,综合技术、经济和市场各种因素,设计选择镍铁含镍为10%。
粗镍铁成分见表3-1。
表3-1 镍铁成分(Wt%)成份 Ni Fe Co C Cr Si S P% 10.00 87.35 0.29 0.30 0.550.60 0.07 0.0351.3生产规模生产规模为建设3座33MV A矿热矿热炉,年产镍铁合金(镍含量10%)18万t/a。
车间年生产天数 330d/a,矿热炉年生产天数 330d/a。
1.4 主要原辅材料和技术条件1.4.1 红土矿红土矿(氧化镍矿石)是生产镍铁合金的主要原料,主要是由铁、镍、硅等含水氧化物组成的疏松粘土状矿石,由于铁的氧化,矿石呈红土状。
红土矿一般含有 20~40%的水分,需要在干燥、还原焙烧阶段将水分去除,这个过程是在干燥窑和回转窑中进行的,矿石在料场风干后加入干燥窑,然后破碎并加入炭素还原剂加入到回转窑。
矿石被焙烧脱水和还原后在保温状态送矿热炉车间。
本厂处理的红土矿石含结晶水10%时,平均品位1.6%,矿石的成分见表3—2。
矿石中Fe/Ni=9.625 SiO2/MgO=1.96。
矿石含水40%,其中结晶水为~10%,外表水为~30%.年处理红土矿约189万t/a。
表3—2 红土矿成分成份 Ni Fe Co MgO SiO2 Cr Al Mn Ca H2O结晶% 1.61 15.7 0.04 16.4 42.00.96 2.85 0.25 1.64 10.01.4.2 燃煤镍铁冶炼厂矿石干燥、焙烧用煤粉作燃料,煤粉用褐煤生产,冶炼厂褐煤需求量为14.4万t/a(干基)。
燃煤在印尼当地采购。
总体来说,印度尼西亚的煤炭质量不错,热值在4000~7500kcal/kg之间。
尤其灰及硫的含量较低,平均含硫量在1%以下,含灰量在1~9%之间,挥发份在38~43%之间。
1.4.3 无烟煤焙烧回转窑还原剂用无烟煤,无烟煤从中国进口,由中国海运到厂。
需求量约为 8.1 万 t/a(干基)。
炭质还原剂入炉技术条件见表 3-3。
表3-3 炭质还原剂技术条件1.4.4 石灰石灰年用量7.2万t/a。
其主要技术指标见表3-4。
表3-4石灰技术条件物料名称:石灰1.4.5 柴油柴油:柴油作为辅助燃料,主要用于干燥窑、焙烧回转窑、电炉的开炉以及烘烤铁包。
柴油消耗量较小且不稳定,年需求量约为80吨。
1.4.5 电极糊电极糊需要量4500t/a。
主要从河北等地购买。
按YB/T5215-96标准执行。
电极糊入炉尺寸50~150mm。
具体电极糊理化性要求见表3-5。
表3-5电极糊理化性能指标1.5 生产工艺简述矿热炉熔炼采用圆形矿热炉熔炼焙砂。
矿热炉变压器容量为33MVA, 采用3台11MVA单相变压器向矿热炉供电。
矿热炉需要的焙砂由焙烧回转窑直接热装入焙砂保温仓,焙砂保温仓布置再矿热炉顶上方,再通过加料管加入矿热炉。
焙砂保温仓设一个大仓,2个小仓,每个加料仓下设有若干加料管,矿热炉共设有18个加料管,采用阀门控制加料。
加料仓设有盖板,防止热损失和烟尘损失。
矿热炉采用交流矿热炉熔炼,操作采用高电压、低电流模式。
焙砂在矿热炉内熔化后分成渣和金属两相,焙砂中残留的碳将镍和部分铁还原成金属,形成含镍 10%的镍铁。
还原过程产生大量的矿热炉高温烟气,经烟道输送供回转式干燥窑干燥红土矿用,以节约部分煤粉。
每座矿热炉设2个出镍口,熔融金属通过矿热炉2个出镍口中的1个出镍口定期放入铁包内,铁包由铁包车运到浇铸厂房铸锭机浇铸面包镍铁。
金属出镍口和出渣口采用泥炮和挡渣器堵上。
每座矿热炉设2个出渣口,炉渣通过矿热炉2个出渣口中的1个出渣口半连续地排出,放渣温度约为1580℃(过热50℃)。
炉渣通过溜槽流入水碎渣系统。
炉渣采用传统水碎系统,渣经过水碎渣池的高压水喷射,液态渣变成颗粒,冲入水碎池中,粒渣由抓斗起重机抓出后就地滤水堆存,再由汽车外运厂外,卖给签约用户。
水碎渣的水经过澄清、冷却后,用水泵加压后再用于渣水碎。
工艺流程图见图 2-1。
图 2—1镍铁合金生产工艺流程镍铁水不锈钢冶炼车间1.6 主要设备选择1.6.1 电炉设备⑴电炉炉形选择交流电炉炉形一般有圆形和长方形,圆形电炉采用3根电极,3根电极圆周布置。
小长方形电炉采用3根电极,大长方形电炉采用6根电极,方型电炉电极直线布置。
圆形电炉电极至炉墙的距离均等,热负荷均匀分布,炉体热膨胀均匀。
长方形电炉与圆形电炉相比有以下优点:长方形电炉加料仓和加料管的布置和焙砂自动上料系统要比圆形电炉易于配置。
长方形电炉的缺点:电炉采用弹性结构,监视和操作量比圆形电炉大;长方形电炉比圆形电炉投资大。
综合考虑,本项目电炉选择采用圆形电炉。
⑵ 33000kVA镍铁电炉技术参数见表3—7。
表 3—7 33000kVA 镍铁电炉主要技术参数⑶电极升降、压放、把持系统电极升极采用液压缸升降方式。
把持器采用压力环式,能保证每块铜瓦与电极都接触良好。
压放装置采用液压抱闸和压放缸组成。
1.6.2 铸锭机设计选用链轮中心斜长为35m,双链滚轮移动式铸锭机,用于镍铁合金的产品成型生产。
2座33MVA电炉配2台铸锭机,单台铸锭机最大生产能力65t/h。
铸锭机技术性能见表2-8。
表2-8铸锭机技术性能表(需订正)1.7 工艺特点及装备水平冶炼工艺采用成熟、可靠的工艺技术,炉体设备设计采纳和吸收国内外许多成熟可靠的先进技术和装备。
为提高劳动生产率,上料系统采用机械化控制,配料准确可靠达到精料入炉并减轻工人劳动强度。
采用内燃式炉型,改善工人操作环境,为烟气净化除尘和余热利用创造较好条件。
短网采用水冷铜管,软母线采用水冷电缆。
电极升降、压放和把持装置采用液压传动。
1.8 车间主要技术经济指标镍铁车间主要技术经济指标见表3—9。
表3—9镍铁车间主要技术经济指标序号 1 2 3 4 5 6 7 8镍铁车间主要技术经济指标指标名称单位座 MVA 数量 3 33 镍铁 t/a d d 人180000 330 330 1350 含Ni ~10% 备注电炉座数电炉变压器额定容量产品品种车间年产量车间年工作日电炉年工作日劳动定员主要原辅料消耗红土原矿(湿基)褐煤无烟煤石灰电极糊电极壳钢材等耐火材料 9 电耗动力电耗冶炼电耗 10 电炉渣产量kg/t kg/t kg/t kg/t kg/t kg/t kg/t kg/t10500 800 450 400 25 2.55 10 18平均品位1.6%kwh/t kwh/t 万t/a250 3700 97 约550kWh/t焙砂。