浅谈矿热炉冶炼镍铁工艺

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回转窑-矿热炉(RKEF)冶炼镍铁工艺的烟气处理技术探讨

回转窑-矿热炉(RKEF)冶炼镍铁工艺的烟气处理技术探讨

回转窑-矿热炉(RKEF)冶炼镍铁工艺的烟气处理技术探讨1. 引言1.1 背景介绍随着环保意识的提高和法规政策的日益严格,矿热炉烟气处理技术的研究和应用显得尤为紧迫。

传统的烟气处理技术虽然可以一定程度上减少废气排放对环境造成的损害,但在效率和成本控制方面仍存在一定的局限性。

如何进一步改进和创新烟气处理技术,提高矿热炉冶炼过程中烟气处理的效率和环保水平,成为当前工业领域亟待解决的问题。

1.2 问题意义矿热炉(RKEF)冶炼镍铁工艺是一种重要的冶炼方法,但在其过程中产生的烟气治理问题日益突出。

这些烟气中含有大量的硫化物、氮氧化物和颗粒物等有害物质,若直接排放到大气中会造成严重的环境污染,甚至危害人体健康。

解决矿热炉烟气处理技术问题具有重要的意义。

环境保护意识的提升要求企业必须合法合规排放烟气,遵守相关环保法规。

矿热炉生产中的高温烟气不仅含有有害物质,还具有潜在的能量价值,有效处理烟气可以实现资源化利用,提高能源利用效率。

烟尘和气体排放在行业内也是影响企业形象和市场竞争力的重要因素,因此探讨矿热炉烟气处理技术的发展和应用前景,对于推动行业技术的进步和经济效益的提升具有重要的意义。

1.3 研究目的本文旨在探讨回转窑-矿热炉(RKEF)冶炼镍铁工艺中烟气处理技术的现状和发展趋势,旨在研究如何有效地减少冶炼中产生的烟气对环境造成的影响,提高烟气处理技术的效率和可持续性,保护环境和人类健康。

1. 分析回转窑-矿热炉(RKEF)冶炼镍铁工艺中存在的烟气处理问题,探讨目前烟气处理技术的局限性和不足之处;2. 探讨传统烟气处理技术的优缺点,总结经验教训,为后续改进提供参考;3. 提出改进方案,针对现有问题提出具体的技术改进思路和方法,以期提高烟气处理效率和减少排放的环境污染;4. 介绍和评估新型烟气处理技术的实践应用情况,探讨其在实际生产中的可行性和效果,为环保工作的进一步推进提供实践经验和借鉴。

通过以上研究目的的实现,期望能够为回转窑-矿热炉(RKEF)冶炼镍铁工艺中的烟气处理技术提供有益的参考和借鉴,为环境保护和可持续发展作出贡献。

回转窑-矿热炉(RKEF)冶炼镍铁工艺的烟气处理技术探讨

回转窑-矿热炉(RKEF)冶炼镍铁工艺的烟气处理技术探讨

回转窑-矿热炉(RKEF)冶炼镍铁工艺的烟气处理技术探讨矿热炉(RKEF)是目前常用的冶炼镍铁的工艺之一,该工艺在生产过程中会产生大量的烟气。

这些烟气中含有二氧化硫、氮氧化物、悬浮颗粒物等有害物质,对环境造成严重的污染。

对RKEF工艺中产生的烟气进行有效处理,减少对环境的影响就显得尤为重要。

回转窑-矿热炉(RKEF)冶炼镍铁的工艺中,烟气处理技术是一个复杂的系统工程,需要综合考虑烟气的成分特点、处理设备的选择与布局、操作参数的控制等因素。

本文将探讨回转窑-矿热炉(RKEF)冶炼镍铁工艺中的烟气处理技术,并针对烟气中的主要有害物质进行详细分析和讨论,提出相应的处理方案。

一、烟气成分分析1.二氧化硫(SO2)3.悬浮颗粒物矿热炉在高温下产生的烟气中还会包含大量的悬浮颗粒物,这些颗粒物对环境造成的污染也非常严重。

对这些颗粒物进行有效的处理同样十分重要。

二、烟气处理技术探讨针对RKEF工艺中产生的二氧化硫,常用的处理技术主要包括石灰石法、吸收液法、氧化法等。

石灰石法是将烟气中的二氧化硫与石灰石进行反应,生成硫酸钙,从而实现二氧化硫的去除。

吸收液法是将烟气通过吸收液中,利用化学吸收作用将二氧化硫去除。

氧化法是将二氧化硫氧化成二氧化硫三氧化硫,再通过催化剂将其还原成二氧化硫,从而去除。

2.氮氧化物(NOx)的处理技术对于RKEF工艺中产生的氮氧化物,常用的处理技术包括选择性催化还原(SCR)技术、非选择性催化还原(SNCR)技术、低氮燃烧技术等。

SCR技术是将氨气注入烟气中,利用催化剂将氮氧化物还原成氮气和水。

SNCR技术是直接在烟气中喷射氨水,通过非选择性催化还原将氮氧化物还原。

低氮燃烧技术则是通过调整燃烧工艺和燃料配比,降低燃烧温度和燃烧氧量,从而减少氮氧化物的生成。

针对RKEF工艺中产生的悬浮颗粒物,常用的处理技术包括电除尘器、布袋除尘器、湿式除尘器等。

电除尘器是利用高压电场对烟气中的颗粒物进行除尘,是一种高效的除尘技术。

回转窑-矿热炉(RKEF)冶炼镍铁工艺的烟气处理技术探讨

回转窑-矿热炉(RKEF)冶炼镍铁工艺的烟气处理技术探讨

回转窑-矿热炉(RKEF)冶炼镍铁工艺的烟气处理技术探讨回转窑-矿热炉(RKEF)是一种常用于镍铁冶炼的工艺技术,其生产过程中会产生大量的烟气。

这些烟气中含有大量的废气和粉尘,如果直接排放到大气中将会对环境造成严重污染。

烟气处理技术在RKEF工艺中显得尤为重要。

本文将对RKEF工艺中烟气处理技术进行探讨,旨在为环保处理提供一些参考。

RKEF工艺中烟气处理技术的关键在于高温烟气脱硫。

烟气中的二氧化硫是一种主要的污染物,其排放对环境和人体健康造成重大危害。

在RKEF工艺中必须对烟气中的二氧化硫进行脱硫处理。

通常采用的方法是利用石灰石或氨水进行干法或湿法脱硫。

干法脱硫是指将石灰石喷入烟气中,通过化学反应将二氧化硫转化为硫酸钙而达到脱硫的目的。

湿法脱硫则是将烟气喷入含有氨水的吸收液中,二氧化硫会被吸收并转化为硫酸铵。

这两种方法都能有效地去除烟气中的二氧化硫,降低二氧化硫对环境的危害。

除了脱硫外,RKEF工艺中还需要对烟气进行除尘处理。

烟气排放中会含有大量的粉尘颗粒,对环境造成污染。

必须对烟气中的粉尘进行有效的去除。

通常采用的方法是利用布袋除尘器或电除尘器进行除尘处理。

布袋除尘器通过滤袋对烟气中的粉尘进行过滤,将粉尘颗粒捕集在滤袋表面,再通过清灰装置将粉尘清理。

电除尘器则是利用高压电场使粉尘带电,并通过电力作用将粉尘颗粒吸附在带电极板上,再通过震动或清灰装置将粉尘清理。

这两种方法都能有效地去除烟气中的粉尘颗粒,降低对环境的污染。

RKEF工艺中烟气处理技术还需要对氮氧化物进行处理。

燃烧过程中会产生大量的氮氧化物,对环境造成污染。

必须对烟气中的氮氧化物进行有效的处理。

一种常用的方法是利用选择性催化还原(SCR)技术进行脱硝处理。

SCR技术通过在高温下将氨或尿素与氮氧化物在催化剂的作用下进行催化还原反应,生成氮气和水蒸气。

这种方法能有效地去除烟气中的氮氧化物,降低对环境的危害。

RKEF工艺中的烟气处理技术是非常重要的,它直接关系到生产过程中产生的烟气对环境的影响。

镍铁冶炼节能技术及工艺分析

镍铁冶炼节能技术及工艺分析

镍铁冶炼节能技术及工艺分析摘要:为了减少镍铁冶炼过程中的能耗,降低镍铁冶炼的成本,本文对镍铁冶炼工艺的节能优化措施进行研究,针对矿热炉、回转窑、热风炉、除尘输灰等工序提出节能优化建议。

文章还介绍了不同类型的红土镍矿火法冶炼工艺,包括回转炉—矿热炉(RK-EF)法、转底炉预还原—电炉熔分工艺、高炉法回转窑直接还原—磁选工艺、高炉法、还原硫化熔炼镍锍工艺,后四种方法存在一定缺陷,第一种冶炼工艺存在较多优势,主要围绕该工艺探讨节能技术的应用要点,提出节能优化措施。

关键词:镍铁;冶炼工艺;节能技术前言:对红土镍矿进行冶炼,主要会采用红土镍矿火法冶炼工艺,该工艺包含多种冶炼方法,其中,回转炉—矿热炉(RK-EF)法最为常用。

在镍铁冶炼过程中,需要消耗较多的能源和资源,生产成本较高,生产工艺比较复杂,实际操作具有较高的难度,需要对镍铁冶炼工艺进行优化,以节能降耗为目标,合理运用节能技术,达到节能降耗的目的。

1镍铁冶炼工艺的节能优化措施1.1矿热炉的优化措施以回转炉—矿热炉工艺为例,探讨镍铁冶炼节能技术的应用要点。

为了达到节能的目的,需要对矿热炉进行优化,应用热管换热器,利用烟气中的氧气,可以将烟气转移到窑头罩中,使燃烧更加充分。

热管的导热性能较强,能够提高传热效率,减少流体损失,还能够防止烟气泄露,降低热炉运行和维护的成本。

对烟气回用管道进行优化,可以引入高温耐材,避免设备受到腐蚀,保证镍铁冶炼过程的可靠性,还能够延长热炉的使用寿命。

按照该方法进行优化,回转窑喷煤量逐渐减少,整体的耗煤量降低,而且该方法还能够高效回收热量,减少能源消耗,实现了节能的目标[1]。

1.2回转窑的优化措施为了降低回转窑的能耗,可以增加投料量,适当提升物料填充率,这种处理方式能够让煤粉充分燃烧,还能够降低灰尘中的含碳量,降低了燃料的成本,节省了大量的煤炭。

在节能设计中,还可以应用多通道燃烧器,代替原本的燃烧器,该设备能够快速升温,还可以随意调整火焰,满足不同类型红土镍矿的生产需求,利用先进的设备减少能源消耗。

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25 MV A的炉型已经逐步退出主体炉型,进而33 MV A、36 MV A、48 MV A、51 MV A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1.1 RKEF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。

镍铁冶炼

镍铁冶炼

5.方茴说:“那时候我们不说爱,爱是多么遥远、多么沉重的字眼啊。

我们只说喜欢,就算喜欢也是偷偷摸摸的。

”6.方茴说:“我觉得之所以说相见不如怀念,是因为相见只能让人在现实面前无奈地哀悼伤痛,而怀念却可以把已经注定的谎言变成童话。

”7.在村头有一截巨大的雷击木,直径十几米,此时主干上唯一的柳条已经在朝霞中掩去了莹光,变得普普通通了。

8.这些孩子都很活泼与好动,即便吃饭时也都不太老实,不少人抱着陶碗从自家出来,凑到了一起。

9.石村周围草木丰茂,猛兽众多,可守着大山,村人的食物相对来说却算不上丰盛,只是一些粗麦饼、野果以及孩子们碗中少量的肉食。

镍铁冶炼根据红土镍矿成分的不同,镍生产厂可以选择不同的冶炼工艺。

中国目前还没有一座大型镍铁生产工厂,为了少走弯路可以引进国外成熟的先进技术,在中国国内制造全部设备,以较少的投资,在最短的时间内,选择适宜的沿海地区建设一座大型镍铁生产厂。

为此,比较详细的介绍了乌克兰帕布什镍厂的火法冶炼镍铁的工艺流程和生产指标。

文章还介绍了在镍铁精炼车间,直接冶炼300系列不锈钢工艺的开发。

1. 开发利用海外镍资源满足中国日益增长的镍需求:尽管中国镍资源的开发与利用近年来得到了快速的发展,但是,发展的速度远远跟不上冶金等行业对镍需求增长的速度。

近几年,中国精炼镍产量在8万吨左右,受到资源的限制,短时间内不大可能快速增长。

合资在国外开发镍矿、建设镍生产厂的几个项目虽然已经签约,但是项目产能有限、实施还需要时间。

目前中国镍的年消费量已经快速的增加到14.6万吨,中国已经成为仅次于日本的世界第二大镍消费国,是近年来全球镍消费增长最快的国家。

随着国民经济的快速发展,人民生活水平的提高,不锈钢的消费量将上升,这将导致镍的需求量增长的速度大大超过目前可以预期的镍的产出量的增长速度。

有色金属工业协会预计到2010年,中国镍消费量将达到24万吨。

近年来,为了保证国民经济发展对镍的需求,中冶、五矿、太钢、宝钢等大企业实施“走出去”的发展战略,参与海外镍矿资源的开发,这将对中国镍的稳定供应发挥重要作用。

回转窑-矿热炉(RKEF)冶炼镍铁工艺的烟气处理技术探讨

回转窑-矿热炉(RKEF)冶炼镍铁工艺的烟气处理技术探讨

回转窑-矿热炉(RKEF)冶炼镍铁工艺的烟气处理技术探讨矿热炉(RKEF)是一种用于冶炼镍铁的重要设备,其生产过程中会产生大量烟气排放。

由于矿热炉冶炼过程中燃烧温度高、原料成分复杂,烟气中含有多种有害物质,对环境造成严重影响。

矿热炉生产过程中的烟气处理技术至关重要。

本文就矿热炉-矿热炉(RKEF)冶炼镍铁工艺的烟气处理技术进行探讨,旨在提出有效的烟气处理方法,减少对环境的影响。

一、烟气成分分析矿热炉生产过程中所产生的烟气成分复杂,其中主要包括二氧化硫、氮氧化物、二氧化碳、烟尘等。

二氧化硫和氮氧化物是主要的环境污染物,对大气环境和人体健康造成危害。

矿热炉烟气处理技术的关键是有效降低二氧化硫和氮氧化物的排放。

二、烟气处理技术探讨1. 烟气脱硫技术烟气中的二氧化硫是由矿热炉冶炼过程中矿石中的硫化物在高温下燃烧产生的。

降低烟气中二氧化硫排放的有效途径是采用烟气脱硫技术。

在烟气脱硫技术中,常用的方法包括湿法石膏法、干法吸收法、生物脱硫法等。

湿法石膏法是通过将石灰石和二氧化硫反应生成石膏来实现脱硫的过程,该方法具有脱硫效率高、操作简单等优点,但也存在着石膏处理困难、化学副产品利用不足等问题。

干法吸收法则是通过将石灰石与烟气中的二氧化硫反应生成硫酸盐来实现脱硫的过程,其优点是能够处理高硫矿石的烟气,但处理成本较高。

生物脱硫技术则是通过利用嗜硫细菌对烟气中的二氧化硫进行生物降解,该方法具有脱硫效率高、反应温度低、化学副产品易处理等优点,但在实际应用中存在着操作复杂、生物菌种选型难等问题。

烟气中的氮氧化物是由于矿热炉燃烧过程中空气中的氮气在高温下与氧气反应生成的。

氮氧化物对大气环境和人体健康都有害,因此降低烟气中氮氧化物排放的技术也至关重要。

常用的烟气脱硝技术包括选择性非催化还原(SNCR)技术、选择性催化还原(SCR)技术、湿法脱硝技术等。

选择性非催化还原技术是利用氨水或尿素溶液喷入烟气中,与氮氧化物发生还原反应生成氮气和水,从而实现脱硝的过程。

回转窑-矿热炉(RKEF)冶炼镍铁工艺的烟气处理技术探讨

回转窑-矿热炉(RKEF)冶炼镍铁工艺的烟气处理技术探讨

回转窑-矿热炉(RKEF)冶炼镍铁工艺的烟气处理技术探讨
回转窑-矿热炉(RKEF)冶炼镍铁工艺是一种常见的冶炼工艺,通过对镍铁精矿进行热炉熔炼,从而得到镍铁合金产品。

在这一工艺中,因为热炉燃烧会产生大量的烟气和粉尘,如果不经过合理的处理,就会对环境造成污染。

烟气处理技术对于RKEF冶炼镍铁工艺的可持续发展具有重要意义。

烟气处理技术主要包括预处理、干法处理和湿法处理。

预处理主要是通过预先控制燃
烧过程,减少烟气产生,以及增加炉内燃烧的时间和温度,从而降低烟气中的有机物和颗
粒物的含量。

干法处理则是通过过滤和洗涤等方式,将烟气中的颗粒物和有机物去除。

湿
法处理则是通过将烟气中的气态污染物溶解在水中,从而使烟气得到处理。

在RKEF冶炼镍铁工艺中,这三种处理技术都有相应的应用。

RKEF冶炼镍铁工艺中的烟气处理技术干法处理阶段主要是通过过滤和洗涤等方式,将烟气中的颗粒物和有机物去除。

在烟气中,颗粒物是主要的大气污染物之一,如果没有得
到有效处理就会对环境造成严重的危害。

在RKEF冶炼镍铁工艺中,需要通过过滤设备和洗涤设备等技术手段,将烟气中的颗粒物和有机物去除。

通过合理的布局和设计,可以增加
颗粒物的接触面积,从而提高颗粒物的去除效率。

烟气处理技术对于RKEF冶炼镍铁工艺的可持续发展具有重要意义。

通过预处理、干法处理和湿法处理等技术手段,可以有效地降低烟气中的有机物和颗粒物的含量,减少对环
境的污染。

未来在RKEF冶炼镍铁工艺中,需要进一步研究和应用烟气处理技术,以实现对烟气的清洁处理,保护环境的可持续发展。

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浅谈矿热炉冶炼镍铁工艺中冶华天南京工程技术有限公司王刚摘要:本文介绍了从红土镍矿提炼镍铁几种不同的冶炼工艺,并着重分析了矿热炉冶炼镍铁工艺RKEF法,此工艺成为当前我国红土镍矿处理的主要方法。

研究开发高效、流程短、低耗能、环保等镍铁冶炼新工艺已经成为未来开发的趋势。

关键词:镍铁;矿热炉;RKEF法1 前言金属镍具有良好的机械强度、延展性和化学稳定性,耐腐蚀,能磁化等一系列特性,广泛用于不锈钢、高温合金、电镀和化工等行业,在国民经济的发展中具有极其重要的地位。

全球约2/3的镍用于生产不锈钢,镍原料的成本占奥氏体不锈钢生产成本的70%左右。

镍原料多数源自红土镍矿,红土镍矿资源为硫化镍矿岩体风化―淋滤―沉积形成的地表风化壳性矿床,世界上红土镍矿分布在赤道线南北30度以内的热带国家。

我国镍矿资源储量中70%集中在甘肃。

红土型镍矿可以生产出氧化镍、硫镍、铁镍等中间产品,其中硫镍,氧化镍可供镍精炼厂使用,以解决硫化镍原料不足的问题。

至于镍铁更是便于用于制造不锈钢,降低不锈钢的生产成本。

2 镍铁火法冶炼工艺分类含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得金属镍。

氧化矿主要是含镍红土矿,其品位低,适于湿法处理;主要方法有氨浸法和硫酸法两种。

氧化矿的火法处理是镍铁法。

2.1 高炉法高炉生产生铁历史悠久,但普遍使用高炉生产镍铁还是中国人发明(刘光火)和研究的结果。

高炉生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入高炉熔炼——镍铁水铸锭和熔渣水淬——产出镍铁锭和水淬渣。

工艺流程当中的高炉熔炼有很大的缺点:(1)要用优质的焦炭作为熔炼的燃料,焦炭的耗能量很大,能耗高;(2)产品镍含量通常在2~8%,大多在5%以下,镍品位低,杂质含量高,一般用于200系的不锈钢生产。

(3)在冶炼的过程中有害气体的排放量大,比如为了增加炉渣的流动性而添加萤石,萤石加入量占炉料总量的8~15%,然而在国内,镍铁小高炉没有设置脱氟设备,全部放散,从而导致排放的高炉烟气中含有大量有害的含氟气体。

(4)红土镍矿可分为高铁低镁(低镍)、低铁高镁(高镍)红土镍矿,两种不同类型原料。

而当红土矿含镍1.5%、含铁35%时比较适合小高炉熔炼,可产出含镍约4%的低镍生铁。

但如果是低铁高镁(高镍)矿用小高炉熔炼,那么就会导致高炉的产渣量大、粘度大情况,从而难以保证炉况顺行。

(5)由于炉料强度低,所以只能采用小型高炉(矮高炉)生产镍铁,而无法进行大规模的生产。

(6)小型高炉生产镍铁的成本较高。

2.2 电炉(矿热炉)法这里的电炉指被称作矿热炉的电弧炉的一种,矿热炉冶炼镍铁工艺流程是:原矿干燥及大块破碎——配煤及熔剂进回转窑彻底干燥及预还原——矿热炉还原熔炼——镍铁铁水铸锭及熔渣水淬——产出镍铁锭(或水淬成镍铁粒)和水淬渣。

该工艺通常是指回转窑加矿热炉工艺,在国外已有几十年的生产历史,有一套较成熟的技术和理论,国内也有少数厂家有几年的生产历史,但都是小设备生产,技术问题很多,效益也不好,近期有数家企业陆续投产和正在建设上规模的生产线。

该工艺可以用任何铁镍品位的矿石生产任何含镍量的镍铁,技术上是在回转窑阶段控制铁的还原率来实现的(镍全部还原成金属、铁部分还原成金属和低价氧化物),这是该种工艺的最大特点,也是其具有生命力的原因,但由于矿热炉耗电巨大致使其生产成本偏高,另外缺电地区也无法建厂。

2.3 回转窑直接还原熔炼法回转窑直接还原熔炼工艺几乎称得上是一项古老的工艺,日本采用该工艺生产镍铁(粒状镍铁,直接用于冶炼不锈钢)已有60余年的历史。

该工艺基本流程是:原矿干燥(大块破碎和磨矿——配加还原煤和熔剂——入回转窑还原和熔炼——熔块水淬——水淬渣和镍铁粒破碎、磨矿、磁选——产出镍粒铁和细熔渣。

3 矿热炉冶炼镍铁低成本生产工艺(RKEF法)RKEF工艺技术(“回转窑-矿热炉”法)始于20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,由于产品质量好、生产效率高、而且节能环保,RKEF 工艺很快取代了鼓风炉工艺。

随着冶金科学技术的发展,RKEF工艺也吸纳了包括自动化、清洁生产在内的众多最新技术成果,在设计制造、安装调试和生产操作上日臻成熟,已成为世界上生产镍铁的主流工艺技术,占据统治地位。

目前全球采用RKEF工艺生产镍铁的公司有十几家,生产厂遍及欧美、日本、东南亚等地,并处在长期的经营中。

在世界范围,以廉价的红土镍矿为原料,采用RKEF火法冶炼镍铁的工艺技术具有很强的适用性和经济性。

3.1 RKEF工艺介绍3.1.1对原料的要求对于“回转窑(RK)-矿热炉(EF)”流程,矿石成分很重要,有3个指标是采用RKEF工艺应该关心的:(1) Ni品位,希望在1.5以上,最好2.0以上。

(2) Fe/Ni,希望在6~10,最好接近6,中Ni品位高;如果Fe/Ni>10,则很难冶炼出含20%的镍铁,因为原料中Fe过高,很难在回转窑中控制氧化铁的还原度。

(3) MgO/SiO2,在0.55~0.65较合适,少量加入熔剂就可以得到低熔点的炉渣结构。

以上3个条件只是合适的条件,而不是必须的条件,在矿石条件不符合上述要求时,可以生产品位较低的镍铁,技术经济指标将受到影响。

还原剂(烟煤或无烟煤均可)和石灰石也是RKEF工艺所必需的,这两种原料在我国资源丰富,容易得到。

3.1.2典型工艺流程、主体设备结构(1) 生产流程原料场(红土镍矿)→破碎、筛分→干燥→混匀配料→回转窑→矿热炉→铁包脱硫→精炼转炉→浇铸。

在这个基础上,发展了对原料预干燥、原料制球、回转窑节能和余热发电、矿热炉高效冶炼和低熔点渣系配料、采用底吹或侧吹精炼转炉替代顶吹转炉、镍铁粒化等技术,适用于不同条件的工厂。

(2) 工艺概述矿石、石灰石、还原剂在原料场、备料间加以筛分破碎后,混匀配料送入回转窑,在回转窑中,原料经干燥、焙烧、预还原,制成约1000℃的镍渣,回转窑烟气经余热锅炉、除尘、脱硫化后排放,粉尘与原料混合后再次入窑。

镍渣(回转窑中)在封闭隔热状态下(高架送料小车)加入矿热炉料仓(内衬耐火砖),根据工艺要求通过不同位置的下料管分配到矿热炉内。

矿热炉为全封闭式,自焙电极,埋弧冶炼,还原并熔分粗制镍铁和炉渣,同时产生含CO约75%的矿热炉荒煤气,荒煤气经过净化送到回转窑烧嘴,与煤粉一起作为燃料,除尘灰经处理后,返回到原料场。

矿热炉炉渣经过水淬后可作为建筑材料,用于道路建设、制砖。

矿热炉的产品是粗制镍铁,出铁前预先在铁水包加脱硫剂,出铁同时脱硫,粗制镍铁含Si、C、P等杂质,需要继续精炼,扒渣后,兑入酸性转炉,吹氧脱硅,同时加入含镍废料以防铁水温度偏高,脱硅后扒渣(或者挡渣出铁),兑入碱性转炉,吹氧脱磷、脱碳,同时加入石灰石造碱性渣,碱性转炉精炼后的镍铁水送往浇注车间,铸成合格的商品镍铁块或者制成粒状镍铁。

(4)工艺特点(1)原料适应性强。

可适用镁质硅酸盐矿和含铁不高于30%的褐铁矿型氧化镍矿,以及中间型矿。

最适合使用湿法工艺难以处理的高镁低铁氧化镍矿石。

(2)镍铁品位高,有害元素少。

同样的矿石,RKEF工艺生产的镍铁品位高于高炉法和“烧结矿-矿热炉”工艺。

该工艺的脱硫和转炉精炼工序能够将镍铁的有害元素降低到ISO6501标准所要求的范围内,为炼钢用户所欢迎。

(3)节能环保,循环利用。

原料水分较多,料场和筛分破碎运输的过程中不产生粉尘,回转窑烟气余热可回收蒸汽用于发电,经过烟气脱硫满足环保要求后排入大气,回转窑和矿热炉烟尘返回料场;矿热炉煤气经除尘后送回转窑作燃料,炉渣水淬后成为建筑工业原材料。

转炉烟气余热回收蒸汽,煤气回收利用,炉渣磁选回炉,尾渣可铺路或制作水泥。

从含水炉料进入回转窑直到矿热炉出铁出渣的整个过程产中,炉料处于全封闭,环保节能。

(4)镍渣热料入矿热炉。

回转窑产的镍渣在900℃以上的高温下入炉,相对于“烧结矿-矿热炉”的冷料入炉,节省了大量的物理热和化学热,显著降低了电能和还原剂的消耗,提高了生产效率。

我国是不锈钢生产和消费的大国,镍铁需求巨大,非常有必要掌握应用RKEF技术,以低成本高效率地生产镍铁,满足国民社会发展需求的同时创造良好的经济效益。

该工艺的大多数设备为冶金工业常用设备,以我国冶金设备制造能力,均可国产化,大大降低投资。

RKEF氧化镍矿火法冶金技术由日本、加拿大和前苏联所拥有。

2005年以来经过与前苏联专家接触,探讨合作的可能性,并考察了由前苏联建设、地处乌克兰的帕布什镍铁厂。

目前已有中钢滨海公司、福建德胜镍业、天津荣程钢铁公司购买了该技术,这些项目都在进行中,有的项目已建成投产。

3.3 对RKEF技术进行改进和创新虽然RKEF是成熟技术,但由于各国各地的外部条件不同,比如电和能源结构,将影响生产成本。

国内采用该技术必须进行改进。

首先要研究配料模型。

国内氧化镍矿资源贫乏,要依靠进口,进口矿来源复杂,缺乏稳定的原料基地,使得配料模型的开发更为重要。

配料模型确定后,还要进行小型工业实验,以获得炉渣熔点、渣铁熔分特性和合适的烧结温度等数据,以指导生产。

其次,开展对回转窑的余热利用和烟气脱硫的研究。

由于天然气资源紧缺,国内建设项目的回转窑多用煤粉为燃料,为保护环境,必须明确回转窑烟气特性,脱除烟尘和硫分,同时研究回转窑低温余热利用问题。

再次,矿热炉是镍铁冶炼投资最大的工序,对于炉型、耐火材料、电极直径、极心圆直径、电极电流密度及电压调整等需要进行研究,确定最适合的参数,实现节电和延长炉衬寿命。

4 结束语矿热炉冶炼镍铁有它的特点,在我国批量冶炼时间还比较短,但RKEF工艺已成为当前我国红土镍矿处理的主要方法。

研究开发高效、流程短、低耗能、环保等镍铁冶炼新工艺已经成为红土镍矿未来开发的趋势。

参考文献:[1]王景涛.矿热炉冶炼镍铁生产实践[J].重工与起重技术,2011年第4期.[2]符剑刚,王晖,凌天鹰等.红土镍矿处理工艺研究现状与进展[J].铁合金,2009年第3期.[3]李小明,唐琳,刘仕良. 红土镍矿处理工艺探讨[J].铁合金,2007年第4期.。

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