国外红土镍矿冶炼技术“各有千秋”
国外红土镍矿冶炼技术各有千秋
常见的红土镍矿冶炼处理工艺主要有湿法工艺和火法工艺。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）。硅镁质型红土镍矿中镁含量高，浸出过程酸耗大，目前较多采用火法工艺处理。常用的红土镍矿火法处理工艺有：电炉溶炼、高炉镍铁工艺、硫化熔炼等。目前国外大部分采用湿法工艺冶炼红土镍矿。
美国：新型还原焙烧－氨浸法回收率提高
还原焙烧-氨浸工艺又称为Caron流程，属于湿法冶炼工艺。其主要流程为：矿石经破碎、筛分后在多膛炉或回转窑中进行选择性还原焙烧，还原焙砂用氨-碳酸铵溶液进行逆流浸出，经浓密机处理后得到的浸出液经净化、蒸氨后产出碳酸镍浆料，再经回转窑干燥和煅烧后，得到氧化镍产品，并用磁选法从浸出渣中选出铁精矿。焙烧过程采用的还原剂主要是煤或还原性气体，其主要目的是将矿石中的镍和钴还原，而三价铁大部分被还原为磁性的Fe3O4，少数被还原成金属铁。氨浸的主要目的是将焙砂中的镍和钴以络氨离子的形式进入溶液，而铁、镁等主要杂质仍以单质或氧化物的形式留在浸出渣中，从而实现镍、钴与铁等杂质的初步分离。该工艺的优点是常压操作，浸出液杂质含量较少，浸出剂中的氨可回收；主要缺点是镍、钴回收率较低，镍的回收率为75%~80%，钴的回收率低于50%。截止到目前,全球只有少数几家工厂采用该法处理红土镍矿。
为提高镍、钴回收率，美国矿物局最近发展了还原焙烧－氨浸法处理红土矿回收镍的新流程，简称USBM法。该法的要点在于还原焙烧前加入了黄铁矿（FeS2）进行制粒，还原时用的是纯CO。浸出液用LIX64-N作为萃取剂实现钴、镍分离，整个系统为闭路循环，有效地利用了资源。据报道，用该法处理含镍1%、钴0.2%的红土矿时，镍、钴的回收率分别为90%和85%。若处理含镍0.53%、钴0.06%的低品位红土矿时，钴的回收率亦能达到76%。与原来的氨浸工艺相比较，新工艺大大提高了镍钴的回收率，降低了过程的能耗。
澳大利亚和古巴：硫酸加压酸浸法回收率高
硫酸加压酸浸工艺适合处理含氧化镁低的褐铁矿型红土矿，此流程最大的优势在于金属的回收率都能达到90%以上。该技术首次用于古巴毛阿湾镍厂，被称为A-MAX-PAL技术。
古巴毛阿湾镍厂采用加压酸浸法处理低氧化镁含镍红土矿，其是世界上唯一采用高温高压直接酸浸红土矿提取镍和钴的工厂。该厂采用的工艺较先进，工厂布置较紧凑，占地面积小，厂内环境清洁。
该厂处理的含镍红土矿如果在常压和常温下用硫酸溶液浸出，那么存在于矿石中大量的铁（该矿含68%氧化铁）容易进入含镍和钴的溶液。然而，采用同样浓度的硫酸溶液，在高温高压（246℃，3.6MPa）下浸出，铁只有少量进入溶液中而镍和钴的浸出率都超过95%。矿石中碱性氧化物的含量相当低，无须消耗大量的硫酸中和矿石中含量高的碱性氧化物。加压浸出硫酸用量为每吨干精矿量的22.5%，浸出渣含铁51%，可作为炼铁原料。浸出液送沉淀高压釜（118℃～121℃，压力为1MPa），通H2S沉淀出镍、钴、铜等硫化物沉淀，产出含Ni55%、Co5.9%、Cu1.0%的硫化物精矿，送精炼厂用于进一步精炼。
由于约70%的红土矿资源属于褐铁矿型，高压酸浸技术广受关注，在技术上得到了较多改进。从2000年以来，几家大公司，包括必和必拓、巴西国有矿业公司（CVRD）、加拿大的鹰桥公司（FalconBridge）等都进行了该技术的开发研究。必和必拓公司和巴西国有矿业公司都倾向于用新流程生产混合硫化物或氢氧化物。鹰桥公司采用了两步溶剂萃取法，镍从硫酸介质转入盐酸介质，然后将溶液高温水解，得到氧化镍产品和盐酸，盐酸可循环利用。
澳大利亚的莫林莫林（MurrinMurrin）、科斯（Cawse）和布隆（Bulong）3家公司采用加压酸浸新工艺的红土矿开发项目陆续投产运营，引起很大的关注。这3家企业采用的酸性加压浸出技术与古巴莫奥公司生产中应用的工艺相近，只不过用卧式高压釜取代了莫奥公司的立式高压釜而已。然而，回收步骤有以下区别：第一，在Cawse工艺中，混合氢氧化物是从高压浸出液中沉淀出来的，然后用氨浸出它们，接着再进行溶剂萃取和电积；第二，在Bulong工艺中，用H2S从高压浸出液中沉淀出混合硫化物，然后在有氧条件下浸出硫化物，接着再进行溶剂萃取、氢还原、压片等作业；第三，在Murrin工艺中，直接对高压浸出液进行溶剂萃取和电积。
而SGSLakefileld公司研究出一种高压酸浸方案，其特点为：在高压釜内加入元素硫和氧，就地产生硫酸。这就不必在矿浆进入高压釜前进行预热，从而显著节约了设备成本。
加拿大：盐酸常压浸出工艺实现试剂循环使用
镍红土矿盐酸常压浸出比较成熟的工艺是加拿大切斯巴尔资源公司(ChesbarResources)开发的切斯巴尔法-氯化物常压酸浸工艺。该工艺的主要特点是通过喷雾热解工艺使浸出剂（盐酸）和中和剂（氧化镁）在流程中循环使用，从而大幅度降低了试剂消耗，废水排放量也大幅度减少，同时矿石中的镁得到综合回收。
常压酸浸法处理红土镍矿的一般工艺流程为：对镍红土矿先进行磨矿和分级处理，将磨细后的矿浆与洗涤液和酸按一定的比例在加热的条件下反应，使矿石中的镍浸出进入溶液，再采用碳酸钙进行中和处理，过滤进行液固分离，得到的浸出液用硫化物做沉淀剂进行沉镍。近年来，国外主要是针对红土镍矿中不同矿相在常压酸浸中的浸出行为进行了研究，如针铁矿相、蛇纹石矿相、蒙脱石矿相等矿相在常压酸浸过程中的反应动力学和反应活性等，得出了一系列相关的研究成果。有研究采用提高浸出温度、控制还原电位、加入催化剂盐、强化矿的前处理、加入硫化剂和预焙烧等方法强化镍和钴的浸出和抑制铁、镁等杂质金属的浸出，在减少酸耗的同时提高浸出的选择性，取得了较好的效果。 有实验室研究了稀盐酸溶液还原浸出红土镍矿的工艺。试验采用抗坏血酸作还原剂，用稀盐酸浸出低品位镍红土矿，在抗坏血酸用量与矿料质量比为3：l、浸出温度为60℃、浸出酸料质量比为2：7、固液比为1：4、反应时间为l小时的情况下，镍的浸出率达到95%，铁的浸出率也达到了95%以上。同时，他们对盐酸直接浸出低品位镍红土矿也进行了试验研究。试验结果表明，采用盐酸直接浸出低品位镍红土矿，其镍的浸出率可以达到90%，而铁的浸出为55%左右。可见，盐酸常压浸出工艺虽然镍的浸出率可以达到90%以上，但同时矿石中的铁也被大量浸出，给后续的浸出液处理工序带来较大困难。因此，该工艺应用于实际生产，还须解决铁被大量浸出的问题。
盐酸常压浸出工艺对于褐铁矿型和腐植土型红土矿都较适用，因此可简化采矿方案、增加采矿的经济性。
日本：回转窑还原-磁选生产镍铁工艺最经济
日本冶金工业公司投资的大江山冶炼厂采用回转窑高温（约1350℃）半熔融还原焙烧－水淬－跳汰重选－尾矿球磨－磁选的工艺直接生产含镍大于20%的镍铁合金用来生产不锈钢。该工艺被称为大江山法，即回转窑还原-磁选法（又称克虏伯-雷恩法）。
日本大江山冶炼厂采用克虏伯－雷恩法处理新喀里多利亚的红土镍矿，主要工艺流程为：原矿经干燥、破碎、筛分处理后与石灰石、石英砂以及焦炭按比例混合制团，团矿经干燥和高温还原焙烧，生成海绵状的镍铁合金，合金与渣的混合物经水淬冷却、破碎、筛分、磁选或重选等处理，得到粗镍铁粒，而夹杂有金属微粒的炉渣再返回处理，然后将此产品运往川崎钢厂作为不锈钢生产的原料。这也是世界上唯一采用回转窑直接还原熔炼氧化镍的方法。该方法的特点是冶炼温度较低，因此产出的镍铁粒中C、Si、Cr、P等杂质含量较低。其最大的优点是能耗小、生产成本低，这主要是由于回转窑的能效很高，且使用廉价燃料，能耗中85%的能源由煤提供。
日本大江山冶炼厂开发的残积型红土镍矿回转窑高温（约1350℃）半熔融还原焙烧生产粒铁工艺是截至目前被认为最为成功的技术，也被业界公认为是最为经济的残积型红土镍矿处理方法。该工艺的实质是以矿物自身被还原的金属铁作为镍的捕收剂，实现镍的高效回收。
与回转窑干燥预还原-电炉熔炼法相比较，大江山法不消耗焦炭（用煤还原），用电负荷仅为前者的40%，投资也只有前者的50%。与常压硫酸直接浸出工艺相比较，大江山法基本不消耗化学试剂，无废水排放，对环境影响小，且镍回收率高。但大江山法的关键———半熔融物料在回转窑内的结圈控制技术，掌控难度很大，加之日方的技术封锁，多年来一直没有推广应用。但从节能、低成本和综合利用（处理低品位氧化镍矿）镍资源的角度分析，这一工艺是值得进一步研究和推广的。
编后： 随着不锈钢产业的迅速发展，全球硫化镍矿资源的逐渐减少和开采难度的增加势必推高电解镍的生产成本，不锈钢冶炼成本难免水涨船高，而加强红土镍矿的利用成为必然趋势。
我国红土型镍矿主要分布在云南、四川以及青海等地区，目前只有部分矿山得到开发利用，且基本为中小型矿山。红土镍矿资源主要以中低品位为主，因此研究开发清洁高效的低品位镍红土矿资源处理技术十分必要。
根据国内企业目前所掌控的红土矿资源，借鉴并深入研究国外先进的红土镍矿冶金技术，结合国内新工艺方法的研究和系统集成，实现红土镍矿中伴生元素的综合利用，对缓解我国资源的供需矛盾、保障国家经济安全，意义重大。
资料收集 李想
镍铁合金
国内外红土镍矿处理技术及进展
王成彦 尹飞 陈永强 王忠 王军
【摘要】：综述了国内外红土镍矿的处理现状。指出红土镍矿的开发要综合考虑矿石镍、钴含量和矿石类型的差异, 以及当地燃料、水、电和化学试剂等的供应状况。现阶段回转窑干燥预还原-电炉还原熔炼工艺在红土镍矿的开发中仍占主导地位,加压酸浸法随着大型压力釜制造技术的成熟也越来越受到重视和应用。我国在红土镍矿的工程化方面很欠缺,元江贫红土镍矿的开发必须综合考虑镁的产品结构和经济利用,元石山镍矿的开发必须考虑铁的综合利用。
【作者单位】：北京矿冶研究总院 北京矿冶研究总院 北京矿冶研究总院 北京矿冶研究总院 北京矿冶研究总院
【关键词】：红土镍矿 加压浸出 镍
【基金】：国家重点基础研究发展计划资助项目(2007CB613505)
国家高技术发展计划资助项目(2006AA06Z131) 国家自然科学基金(50674014)
【分类号】：TF815
【正文快照】：
20世纪80年代以来，中国经济取得了高速的发 展，有色金属消费需求旺盛，1993一2003年的10年间， 中国精镍的消费量年平均增长率高达12%。2003年国 内矿山生产镍约6万t，消费量约12.3万t，供需缺口 约6.3万t;2004年国内精炼镍产量近8万t，消费量 达到14.6万t;2005年中国的镍
回转窑预还原焙烧红土矿工艺模拟研究
李仲恺 袁熙志 林重春
【摘要】：以红土矿为实验原料,采用还原炉一热天平减重法,研究预还原温度、时间、气氛及石灰加入量对红土矿预还原焙烧过程中镍预还原率的影响。并用原子吸收光谱法分析得出红土矿中镍的预还原率。结果表明,在回转窑预还原焙烧工艺中最佳的工艺条件为:预还原温度为950℃、预还原时间为80min、预配焦炭为红土矿量的2.3%、石灰加入量为理论计算所需量的35%～50%。
【作者单位】： 四川大学化学工程学院;
【关键词】： 红土镍矿 预还原 焙烧 磁选
红土镍矿火法冶炼工艺现状
红土镍矿火法冶炼工艺现状
红土镍矿是一种重要的镍资源，其火法冶炼工艺在我国得到了广泛应用。本文将从红土镍矿的特点、冶炼工艺流程、优缺点等方面进行探讨。
一、红土镍矿的特点
红土镍矿主要分布在中国云南、广西等地，具有矿物组成简单、镍矿物主要为蒙脱石和针铁矿等特点。此外，红土镍矿中的硅、镁等元素含量较高，难以直接进行磁选和浮选选矿，因此需要采用火法冶炼工艺进行提取。
二、红土镍矿火法冶炼工艺流程
红土镍矿火法冶炼工艺主要分为熔炼和精炼两个阶段。具体流程如下：
1. 熔炼阶段
(1) 矿石预处理：将红土镍矿先进行破碎、磨细，然后在高温下进行干燥。
(2) 熔炼过程：将经过预处理的矿石与焙烧产物和燃料一起放入炉中，通过高温反应使镍矿物还原为镍金属。熔炼反应的主要化学方程式为：
NiO+CO=Ni+CO2
(3) 炉渣处理：熔炼产生的炉渣中含有一定量的铁、硅、镁等杂质，需要通过浸出、氧化等方法进行处理。
2. 精炼阶段
(1) 精炼过程：将熔炼后的镍合金放入铸造坩埚中，加入一定量的铝、铜等金属，通过化学反应使杂质逐渐被还原掉，从而提高镍的纯度。
(2) 精炼产品加工：将精炼后的镍合金进行锻造、轧制等加工工艺，制成各种形状的金属制品。
三、红土镍矿火法冶炼工艺的优缺点
红土镍矿火法冶炼工艺具有以下优点：
1. 可以处理含硅、镁等难选元素较高的红土镍矿。
2. 熔炼反应速度快，冶炼周期短，生产效率高。
3. 通过添加金属等元素，可以进行精炼，提高镍的纯度。
但是，红土镍矿火法冶炼工艺也存在一些缺点：
1. 需要大量的燃料，炉温高，能耗较大。
2. 熔炼过程中产生大量的炉渣，处理难度较大。
3. 精炼过程中需要添加大量的金属，成本较高。
四、结语
红土镍矿火法冶炼工艺是一种比较成熟的提取红土镍矿中镍的方法。随着科技的不断发展，人们对其进行了不断的改进和优化，使其在生产实践中得到了广泛应用。未来，随着资源的日益稀缺和环境保护意识的不断增强，红土镍矿火法冶炼工艺将会得到更为广泛的应用和发展。
低品位红土镍矿高效冶炼不锈钢关键技术及应用
低品位红土镍矿高效冶炼不锈钢关键技术及应用
低品位红土镍矿，听起来有点陌生吧？其实它就是那种看上去不咋地的矿石，虽然品位不高，但它可是镍的来源，镍又是生产不锈钢的关键材料。哎，说到不锈钢，大家都知道，生活中到处都能看到，刀叉、锅碗瓢盆，甚至是我们每天喝的水杯，都是它的“粉丝”。而且不锈钢不仅耐磨、耐腐蚀，还特别好打理，真是家居生活中的小英雄。可咱们要是想从低品位红土镍矿中提炼出镍，得费点脑筋。可别小看这些技术，今天咱们就来聊聊这方面的关键技术和应用，顺便还来点轻松幽默的。
咱们得说说冶炼技术。冶炼这活儿可不是简单的事儿，听起来就挺高大上的。现在很多地方都是用传统的方法来处理这些低品位红土镍矿，但其实这可是一门大学问。要从这矿里提取镍，不仅需要高温，还得用上化学反应。想想看，就像是做菜，材料都备齐了，但如果火候不对，味道就惨不忍睹了。为了提炼镍，我们得把矿石加热到很高的温度，像炒菜时的猛火，那叫一个热啊！然后再加入一些化学试剂，这样才能让镍和其他元素分开。化学反应就像是一场小型的“舞会”，镍和杂质们各自寻找搭档，跳起舞来，最终分开。
然后，咱们还得说说这镍的回收率。听说过“好钢用在刀刃上”吗？镍也是如此，咱们要尽量把每一克镍都利用好，不然就真是白白浪费了。现在的技术发展得飞快，许多企业都在努力提高镍的回收率，真是“人心齐，泰山移”呀！有的地方用新型的冶炼技术，搞得像科学实验一样，镍的回收率都能提高到90%以上。这一看，真让人惊叹不已，果然是“吃得苦中苦，方为人上人”。
环境问题也不能忽视。冶炼镍的过程中，产生的废气废水可不少。为了保护环境，许多企业开始研究绿色冶炼技术。这种技术就像是在做环保的“好学生”，尽量减少对环境的影响，努力做到“清水出芙蓉，天然去雕饰”。不仅可以提高资源的利用率，还能让环境变得更好，真是一举两得，划算得很。
咱们说到应用，镍的用途那可广泛了。在不锈钢的生产中，镍是不可或缺的。没有镍，不锈钢就跟“无米之炊”一样，没法子发挥。镍能提高不锈钢的强度和韧性，这就像是给钢铁装上了“防护罩”，让它们在各种环境中都能抵抗住考验。随着科技的发展，对不锈钢的需求也在增加，像建筑、交通、医疗等等，各个行业都需要用到不锈钢。看来，低品位红土镍矿的冶炼技术可真是“前途无量”啊，未来的市场大有可为。
红土镍矿2013-4-22
镍元素在不锈钢中的作用
是一种银白色的铁磁性金属。密度8.9g/cm3，熔点1455℃。古代埃及、中国和巴比伦人都曾用含镍量很高的陨铁作器物。可以说，镍是既“古老”又“年轻”的金属。镍具有磁性，是许多磁性材料的主要组成成分。镍还具有良好的抗氧化性，在空气中，镍表面形成NiO薄膜，可阻止进一步氧化。实验证明：纯度为99%的镍，20年内不会发生锈痕。镍的抗腐蚀能力很强，尤其是对苛性碱的抗蚀能力强，在50%的沸腾苛性钠溶液中镍每年的腐蚀速度不超过25微米。镍的强度和塑性也很好，可承受各种压力加工。
镍在不锈钢中的耗量最大，不锈钢既能抵抗大气、蒸汽和水的腐蚀，又能耐酸、碱、盐的腐蚀。故不锈钢广泛地应用于化工、冶金、建筑和各种民用用途，如制作石油化工、纺织、轻工、核能等工业中要求焊接的容器、塔、槽、管道等；尿素生产中的合成塔、洗涤塔、冷凝塔、汽提塔等耐蚀高压设备。
市场上最常用的不锈钢在国内称为Cr18Ni9Ti（读作一铬十八镍九钛），国际编号为304。镍铬合金机械强度大，耐海水腐蚀性强，故用于制作海洋船舰的涡轮发动机等。
氧化镍矿生产镍铁
氧化镍矿生产镍铁(production of ferronickel from nickel oxide ore)
硅镁镍矿中的镍和部分铁在高温下被还原剂选择性还原成金属，产出镍铁的过程，为氧化镍矿处理的一种方法。产品供合金钢生产使用。
自20世纪50年代新喀里多尼亚多尼安博(Doniambo)冶炼厂首先采用回转窑–电炉熔炼氧化镍矿生产镍铁以来，此法已在全世界获得广泛应用。1988年世界镍铁产品的含镍量约占氧化镍矿总产镍量的65％。降低电炉熔炼的电耗是该法需待解决的重要课题。
典型的硅镁镍矿含镍量较低(Ni l.8％～3.5％)，水分含量很高(30％～45％)，在熔炼时形成熔点较高的炉渣和金属相。在镍铁生产中必须配有完善的干燥设施和可产生高温的电炉。生产流程包括干燥、煅烧与预还原、熔炼和精炼等环节。
印尼红土镍矿开采工艺技术的完善与优化
2021年 7月下 世界有色金属47采矿工程Mining engineeringWP红土镍矿位于印尼北马露姑省OBI岛，矿权面积为1725.54Ha，保有资源量为3986万t，镍平均品位1.47%。2018年WP公司引进二家采矿承包商—PT.SKA、PT.JCI MINING承担矿山的开采和装运，WP矿山部负责矿山的整体设计与规划、矿山生产的监督、管理和服务协调，这是金川第一个海外红土镍矿项目，相关的技术和管理经验需要在实施中探索和完善，需要解决以下问题：（1）红土镍矿的不连续、不均质性，影响着地质资源模型的准确性；（2）矿区为海洋季风型气候，雨量大（年平均降雨量在3000mm以上）严重影响生产；（3）原矿水分高（水分为37%~46%），严重影响矿石的装运和销售；（4）矿石品质复杂多变，稳定控制矿石品质难度较大；（5）中、印双方管理、技术和生产人员急需相互融合，生产管理体系需要完善。针对以上问题，矿山部调动本部门及二家采矿承包商的中、印双方的管理和技术力量，通过实践-总结-优化的路径，不断完善和优化采矿工艺技术和管理流程，出色地完成了各项生产指标，为企业创造了可观的经济效益：2018年，出口销售矿石199.48万t，采矿回收率93%以上，矿石贫化率7%以下；2019年，出口销售矿石220万t，采矿回收率94%以上，矿石贫化率6%以下。同时，矿山在环境保护、社会福利、健康卫生等方面都通过当地政府的验收和优级评价，2年矿山生产中无一次重大安全事故。本文将2年的印尼红土镍矿开采实践作一浮浅的总结，旨在为公司在红土镍矿的开采提供一定的借鉴价值。1 地质勘探流程的完善地质勘探数据（钻孔坐标、品位分析等）是进行采矿设计、指导采矿、评估生产指标的最重要和原始数据，数据的完整性和准确性是确保矿山生产的关键，按印尼红土镍矿开采技术的要求，钻孔间距需要达到25m×25m，而现矿区的勘探资料仅有30%的区域达到了这个标准，另40%区域的钻孔间距为50m×50m，其余的钻孔间距为100m×100m。对此，在不增加钻探费用的前提，充分利用矿山现有条件，补充完善地质勘探资料：（1）在钻孔未控制区，用挖掘机挖浅井（test pit）采集数据（图1）。（2）在已开挖的采场断面，刻槽取样，采集数据（图2）。（3）充实和修正测量数据。开展的主要措施有：对原有钻孔数据重新测量，进行修补；对日常采矿的地形状态进行跟踪测量；准确标定所有印尼红土镍矿开采工艺技术的完善与优化李庆荣，张建辉（印尼金川ＷＰ有限公司）摘 要：金川印尼ＷＰ＆ＲＫＡ红土镍矿项目是甘肃省“一带一路”的重点项目，也是公司实施海外资源控制、镍产业做强的关键战略布局。ＷＰ公司矿山部肩负着矿山开采的设计、技术、品质等生产整体流程的管理、监督和服务职责，矿山部在２年的矿山生产实践中，本着充分利用资源、提升产量、合理控制品质、保护环境的理念，调动中、印双方管理和技术人员的积极性，不断完善和优化红土镍矿的开采工艺技术，不仅为企业创造了可观的经济效益，且在印尼树立了良好的企业形象。关键词：红土镍矿；开采工艺；优化中图分类号：Ｐ６１８．８２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０２１）１４－００４７－３Improvement and optimization of mining technology of laterite nickel ore in IndonesiaLIQing-rong,ZHANGJian-hui（Ｐｔ Ｗａｎａｔｉａｒａ Ｐｅｒｓａｄａ Ｊｉｎｃｈｕａｎ Ｉｎｄｏｎｅｓｉａ）Abstract: ｏｎｅ ｂｅｌｔ， ｏｎｅ ｒｏａｄ ｐｒｏｊｅｃｔ ｉｎ Ｊｉｎｃｈｕａｎ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ， ＷＰ＆ａｍｐ；ＲＫＡ Ｉｎｄｏｎｅｓｉａ ｌａｔｅｒｉｔｅ ｎｉｃｋｅｌ ｍｉｎｅ， ｉｓ ａｌｓｏ ｔｈｅ ｋｅｙ ｓｔｒａｔｅｇｉｃ ｌａｙｏｕｔ ｆｏｒ ｔｈｅ ｃｏｍｐａｎｙ ｔｏ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔ ｏｖｅｒｓｅａｓ ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ａｎｄ ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎ ｔｈｅ ｎｉｃｋｅｌ ｉｎｄｕｓｔｒｙ． Ｔｈｅ ｐｒｏｊｅｃｔ ｉｓ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ＂Ｇａｎｓｕ ｏｎｅ＂ ｒｏａｄ ｐｒｏｊｅｃｔ． Ｔｈｅ ｍｉｎｅ Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ ＷＰ ｃｏｍｐａｎｙ ｉｓ ｒｅｓｐｏｎｓｉｂｌｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ， ｓｕｐｅｒｖｉｓｉｏｎ ａｎｄ ｓｅｒｖｉｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｏｖｅｒａｌｌ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｍｉｎｅ ｍｉｎｉｎｇ ｄｅｓｉｇｎ， ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ ｑｕａｌｉｔｙ． Ｉｎ ｔｈｅ ｔｗｏ－ｙｅａｒ ｍｉｎｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｐｒａｃｔｉｃｅ， ｔｈｅ ｍｉｎｅ ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｈａｓ ｍｏｂｉｌｉｚｅｄ ｔｈｅ ｅｎｔｈｕｓｉａｓｍ ｏｆ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ａｎｄ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｐｅｒｓｏｎｎｅｌ ｏｆ Ｃｈｉｎａ ａｎｄ Ｉｎｄｉａ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｃｏｎｃｅｐｔ ｏｆ ｍａｋｉｎｇ ｆｕｌｌ ｕｓｅ ｏｆ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ， ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ ｏｕｔｐｕｔ， ｒｅａｓｏｎａｂｌｙ ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ ｑｕａｌｉｔｙ ａｎｄ ｐｒｏｔｅｃｔｉｎｇ ｔｈｅ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ， Ｔｈｅ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ａｎｄ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｌａｔｅｒｉｔｅ ｎｉｃｋｅｌ ｍｉｎｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｈａｓ ｎｏｔ ｏｎｌｙ ｃｒｅａｔｅｄ ｃｏｎｓｉｄｅｒａｂｌｅ ｅｃｏｎｏｍｉｃ ｂｅｎｅｆｉｔｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅ， ｂｕｔ ａｌｓｏ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ ａ ｇｏｏｄ ｃｏｒｐｏｒａｔｅ ｉｍａｇｅ ｉｎ Ｉｎｄｏｎｅｓｉａ．Key words: ｌａｔｅｒｉｔｅ ｎｉｃｋｅｌ ｏｒｅ； Ｍｉｎｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ； ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ图1补充勘探浅井收稿时间：２０２１－０６作者简介：李庆荣，男，甘肃武威人，生于１９６９年２月，本科学历，采矿高级工程师，主要从事矿山的开采设计与施工管理。Copyright©博看网 . All Rights Reserved.世界有色金属 2021年 7月下48采矿工程Mining engineering
红土镍矿湿法冶金
红土镍矿湿法冶金
红土镍矿是一种重要的镍资源，其湿法冶金是一种常用的提取和精炼红土镍矿中镍的方法。本文将介绍红土镍矿湿法冶金的原理、工艺流程和应用。
一、红土镍矿湿法冶金的原理
红土镍矿湿法冶金是利用湿法冶金技术将红土镍矿中的金属镍提取出来的方法。其原理主要包括两个方面：
1. 溶解性：红土镍矿中的镍主要以镍铁矿和镍镁矿的形式存在，经过湿法冶金处理，可以将镍与其他杂质分离，使得镍可以以离子形式在溶液中存在。
2. 萃取性：通过添加特定的萃取剂，如有机酸、有机磷酸等，可以将溶解在溶液中的镍离子与萃取剂发生化学反应，从而实现镍的分离和提取。
红土镍矿湿法冶金的工艺流程一般包括以下几个步骤：
1. 矿石破碎：首先将红土镍矿破碎成适当大小的颗粒，以提高冶金过程的效率。
2. 矿石浸出：将破碎后的红土镍矿与浸出剂（如硫酸、盐酸等）在反应釜中进行浸出反应，使得镍与其他金属元素溶解在溶液中。
3. 溶液净化：通过过滤、沉淀等物理化学方法，去除溶液中的杂质，使得溶液纯度提高。
4. 萃取分离：将净化后的溶液与萃取剂进行接触，使得镍离子与萃取剂发生化学反应，从溶液中萃取出来。
5. 萃取液处理：对萃取出的镍进行后续处理，如洗涤、脱萃等，以得到纯度更高的镍。
6. 镍的精炼：对萃取后的镍进行精炼处理，以去除残留的杂质，获得纯度更高的金属镍。
7. 产品制备：将精炼后的镍进行熔炼、铸造，最终得到所需的镍产品。
三、红土镍矿湿法冶金的应用
红土镍矿湿法冶金具有以下一些应用：
1. 镍生产：红土镍矿湿法冶金是目前镍生产的主要方法之一，可以高效地从红土镍矿中提取和精炼出镍金属。
2. 冶金工业：红土镍矿湿法冶金技术适用于冶金工业中对镍的提取和精炼，特别是在镍生产企业中广泛应用。
3. 资源开发：红土镍矿是一种丰富的镍资源，其湿法冶金技术的应用可以促进红土镍矿资源的合理开发和利用。
4. 环保效益：相比于传统的干法冶金方法，红土镍矿湿法冶金技术具有较低的能耗和环境污染，有利于保护环境和可持续发展。
不锈钢冶炼红土镍矿的原料处理工艺
不锈钢冶炼红土镍矿的原料处理工艺
摘要：近年来，由于不锈钢冶炼的需要，红土镍矿将作为生产镍铁合金的主要生 产原料，红土镍矿的冶炼技术和原料处理工艺正在逐步完善。
关键词：红土镍矿；原料处理工艺；不锈钢；冶炼
1 技术背景
2007年我国第一座红土镍矿试验厂开建，红土镍矿冶炼相对起步较晚。对红土镍矿的冶炼来说，国内主要以回转窑－电炉还原熔炼工艺（RKEF法）为主，整体工艺流程借鉴国外成熟技术，但在红土镍矿原料处理的工艺环节中，工艺细节却各有不同。
2 红土镍矿的原料处理工艺
2.1红土镍矿的进厂处理
当前，我国进厂的红土镍矿多来自于东南亚，雨水较多，因此矿表面含水量较大，高者可达20%，结晶水含量一般在15%，给运输和生产带来一定的困难，难以直接进行生产。当表面含水量降至15%时，可进行正常的运输，因此进厂的红土镍矿初始处理为自然脱水或石灰脱水。
自然脱水为红土镍矿运至厂内后在雨棚内堆存，方便水分蒸发，采用雨棚自然脱水需要大量场地，且脱水速度较慢，需30天左右。
石灰脱水为利用石灰的吸湿性和放热性达到快速脱水的目的。一般是用装载机将红土镍矿分层堆存，层间铺石灰，虽然其脱水速度快，5天即可满足要求，但由于红土镍矿和石灰搅拌不充分，搅拌过程中需要耗费大量的人力，且工作环境较差，考虑到进入电炉的原料碱度要求，石灰脱水所需石灰量最多不能超过30kg/t。
2.2红土镍矿的上料方式
红土镍矿的粒度组成以粉矿为主，含有少量粒度不均匀的块料，大的块料可达到500mm，由人工或固定筛分出。由于红土镍矿含水率高，部分企业将地下受料仓钢篦子改为与地面呈一定的倾角，再利用装载机辅佐作业，以便块料可以自行滚落，粉料掉入料仓，方便生产作业。
由于红土镍矿的高含水率和高粘性，其静态堆积角高达65º。为了提高红土镍矿在地下受料仓中的流动性，料仓倾角必须设计大于65 º，同时内衬设高分子耐磨衬板。
红土镍矿及盐酸常压酸浸新工艺简介
中北国技（北京）科技有限公司 地址：中关村东路95号自动化所东楼三层
镍是一种银白色金属，在地球中的含量约为3%，仅次于铁、氧、硅、镁而居第五位。镍作为具有战略意义的金属资源，因其化学性质稳定、机械强度较高和延展性良好，被大量用于化工、冶金、石油、电池、电镀、机械制造、建筑、仪器仪表、航天等领域，在我国的经济建设中发挥了重要的作用。
地球上镍资源比较丰富，陆地镍储量约为4.7亿t。镍的陆地矿物资源包括硫化矿和氧化矿（红土镍矿）两大类，其中39.4%以硫化矿形式存在，60.6％以氧化矿形式存在。硫化镍矿品位较高且可以通过选矿使品位进一步提高，是现阶段制备纯镍及镍基合金（除不锈钢）镍的主要来源，但资源量及品位逐渐降低。红土镍矿资源丰富，采矿成本低，选冶工艺趋于成熟，可生产氧化镍、镍铁（可用于生产不锈钢）等多种中间产品以及纯镍，是未来镍的主要来源。我国已明确将氧化镍矿开发利用列为重点项目，因而积极探讨并研究红土镍矿的利用方法具有重要的现实意义。
1、红土镍矿资源分布、分类及提取技术
红土镍矿矿床是含镍橄榄岩在热带或亚热带地区经过大规模的长期的风化淋滤变质而成的，是由铁、铝、硅等含水氧化物组成的疏松的粘土状矿石。 中北国技（北京）科技有限公司 地址：中关村东路95号自动化所东楼三层
如今发现，世界上的红土镍矿多分布在南、北回归线一带，主要有：美洲的古巴、巴西；东南亚的印度尼西亚、菲律宾；大洋洲的澳大利亚、新喀里多尼亚、巴布亚新几内亚等。中国镍矿分布就大区来看，主要分布在西北、西南和东北，其保有储量占全国总储量的比例分别为76.8%、12.1%、4.9%。就各省（区）来看，甘肃储量最多，占全国镍矿总储量的62%，其次是新疆（11.6%）、云南（8.9%）、吉林（4.4%）、湖北（3.4%）和四川（3.3%）。其中甘肃金昌的铜镍共生矿床，镍资源储量巨大，仅次于加拿大萨德伯里镍矿，居世界第二，亚洲第一。
镍矿资源火法冶炼技术现状与研究
世界有色金属 2023年 7月上4冶金冶炼Metallurgical smelting镍矿资源火法冶炼技术现状与研究郑正豪（中钢菲律宾汇洋矿业有限公司，菲律宾 １６３４）摘 要：镍是生产不锈钢的重要合金元素之一，主要以硫化镍和红土镍矿可利用资源形态贮存于自然界。但是随着硫化镍矿资源的逐年开采，硫化镍矿储量持续下降，逐步呈现枯竭状况，加上镍矿资源市场需求量日益增加，如何科学合理高效率利用储量巨大的红土镍矿资源成为当前冶金行业可持续发展上的重要保障。火法冶炼工艺具备操作流程简短、原料范围利用广等优点，成为当前红土镍矿开发利用的主要工艺之一。现阶段镍矿在火法冶炼中形成了多样化工艺流程，本文对ＲＫ－ＥＦ法、回转窑直接还原－磁选工艺、转底炉－熔分炉工艺等火法冶炼工艺的特点和优缺点，全面总结国内外研究现状和发展趋势，对火法冶炼技术高效率开发利用镍矿资源提出可行性建议。关键词：镍矿资源；火法冶炼；红土镍矿；高炉法中图分类号：Ｐ６１８．６３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０２３）１３－０００４－３Current status and research of nickel ore resources pyrosmelting technologyZHENGZheng-hao（Ｓｉｎｏｓｔｅｅｌ Ｐｈｉｌｉｐｐｉｎｅｓ Ｈｕｉｙａｎｇ Ｍｉｎｉｎｇ Ｃｏ．， Ｌｔｄ．，ｔｈｅ Ｐｈｉｌｉｐｐｉｎｅｓ １６３４）Abstract: Ｎｉｃｋｅｌ ｉｓ ｏｎｅ ｏｆ ｔｈｅ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ａｌｌｏｙｉｎｇ ｅｌｅｍｅｎｔｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｓｔａｉｎｌｅｓｓ ｓｔｅｅｌ． Ｉｔ ｉｓ ｍａｉｎｌｙ ｓｔｏｒｅｄ ｉｎ ｎａｔｕｒｅ ｉｎ ｔｈｅ ｆｏｒｍ ｏｆ ａｖａｉｌａｂｌｅ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ｏｆ ｎｉｃｋｅｌ ｓｕｌｆｉｄｅ ａｎｄ ｌａｔｅｒｉｔｅ ｎｉｃｋｅｌ ｏｒｅ． Ｈｏｗｅｖｅｒ， ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｍｉｎｉｎｇ ｏｆ ｎｉｃｋｅｌ ｓｕｌｆｉｄｅ ｏｒｅ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ｙｅａｒ ｂｙ ｙｅａｒ， ｎｉｃｋｅｌ ｓｕｌｆｉｄｅ ｏｒｅ ｒｅｓｅｒｖｅｓ ｃｏｎｔｉｎｕｅ ｔｏ ｄｅｃｌｉｎｅ ａｎｄ ｇｒａｄｕａｌｌｙ ｂｅｃｏｍｅ ｄｅｐｌｅｔｅｄ． Ｉｎ ａｄｄｉｔｉｏｎ， ｔｈｅ ｍａｒｋｅｔ ｄｅｍａｎｄ ｆｏｒ ｎｉｃｋｅｌ ｏｒｅ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ｉｓ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ． Ｈｏｗ ｔｏ ｕｓｅ ｔｈｅ ｈｕｇｅ ｒｅｓｅｒｖｅｓ ｏｆ ｌａｔｅｒｉｔｉｃ ｎｉｃｋｅｌ ｏｒｅ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃａｌｌｙ， ｒａｔｉｏｎａｌｌｙ ａｎｄ ｅｆｆｉｃｉｅｎｔｌｙ ｈａｓ ｂｅｃｏｍｅ ａｎ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｇｕａｒａｎｔｅｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｍｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌ ｉｎｄｕｓｔｒｙ． Ｔｈｅ ｐｙｒｏｓｍｅｌｔｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ ｈａｓ ｔｈｅ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ｏｆ ｓｈｏｒｔ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ａｎｄ ｗｉｄｅ ｒａｎｇｅ ｏｆ ｒａｗ ｍａｔｅｒｉａｌ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ， ａｎｄ ｈａｓ ｂｅｃｏｍｅ ｏｎｅ ｏｆ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ａｎｄ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｌａｔｅｒｉｔｅ ｎｉｃｋｅｌ ｏｒｅ． Ａｔ ｐｒｅｓｅｎｔ， ｎｉｃｋｅｌ ｏｒｅ ｈａｓ ｆｏｒｍｅｄ ａ ｖａｒｉｅｔｙ ｏｆ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ ｉｎ ｐｙｒｏｓｅｍｌｔｉｎｇ． Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｄｉｓｃｕｓｓｅｓ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ， ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ａｎｄ ｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓ ｏｆ ｐｙｒｏｓｍｅｌｔｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ ｓｕｃｈ ａｓ ＲＫ－ＥＦ ｍｅｔｈｏｄ， ｒｏｔａｒｙ ｋｉｌｎ ｄｉｒｅｃｔ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ－ｍａｇｎｅｔｉｃ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ， ａｎｄ ｒｏｔａｒｙ ｈｅａｒｔｈ ｆｕｒｎａｃｅ－ｍｅｌｔｉｎｇ ｆｕｒｎａｃｅ ｐｒｏｃｅｓｓ， ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｌｙ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｓ ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｓｔａｔｕｓ ａｎｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｔｒｅｎｄｓ ａｔ ｈｏｍｅ ａｎｄ ａｂｒｏａｄ， ａｎｄ ｐｕｔｓ ｆｏｒｗａｒｄ ｆｅａｓｉｂｌｅ ｓｕｇｇｅｓｔｉｏｎｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ａｎｄ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｎｉｃｋｅｌ ｏｒｅ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ｂｙ ｐｙｒｏｓｍｅｌｔｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Keywords: ｎｉｃｋｅｌ ｏｒｅ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ； Ｐｙｒｏｓｍｅｌｔｉｎｇ； Ｌａｔｅｒｉｔｅ ｎｉｃｋｅｌ ｏｒｅ； Ｂｌａｓｔ ｆｕｒｎａｃｅ ｍｅｔｈｏｄ收稿日期：２０２３－０４作者简介：郑正豪，生于１９６４年，汉族，江苏苏州人，硕士研究生，高级工程师，研究方向：铁镍矿山的勘探、开采生产管理。镍元素形成的合金具有多种特点，包括良好的机械强度、优秀的延展性、铁磁性和抗腐蚀性等优势，在不锈钢、耐热钢和结构钢等多个领域得到广泛应用。特别是在不锈钢领域，镍矿资源开发利用处于主导地位。根据实际情况分析，全球不锈钢产业规模逐年增长，对镍矿资源的需求也随之增大。一般而言，镍矿资源主要来自硫化镍矿和红土镍矿，然而，由于硫化镍矿资源的开采力度增大，其储量基本上已经枯竭，因此红土镍矿成为当前供给镍矿资源的主要方式。根据镍铁比、镁硅比等物质含量的大小，红土镍矿可以分为三类：腐殖土矿、黏土矿和褐铁矿。红土镍矿的化学元素含量差异明显，含有多种镍物质元素，并且矿物组成相对复杂，这导致了开采和利用的困难。如何低成本、高效率地开发利用红土镍矿资源成为当前镍矿开采企业重点研究的内容。根据国内外研究分析，对红土镍矿处理工艺一般可分为湿法、火法和火湿联合法三类。这三种方法适用范围不同，其中湿法工艺主要适用于褐铁矿或中间型镍矿等，具有低能耗、较低生产成本的优势，但其工艺流程复杂、设备性能要求高，且存在着较多的污染物质等缺陷；火法工艺只适用于镁硅型镍矿和中间型镍矿等，该工艺应用较为成熟，并具有短流程、大规模生产等优势，是目前红土镍矿开采利用的主要方式之一，但其能耗较高，对品位较高的镍矿资源有限制，并且对含铁炉渣的利用尚未完善；火湿联合法可以用于所有类型的镍矿开发利用，生产成本不高，但产出率较低，能耗需求高，规模较小等缺陷[1]。鉴于火法更适用于红土镍矿的处理，本文主要研究了火法冶炼技术的现状。1 镍矿资源火法冶炼技术分析1.1 回转窑－矿热炉 （RK-EF）法该工艺由多尼安博厂在利用镍矿资源中开发形成，基本上生产效率非常高、产品品质也较高、环境污染小、能耗低等优势，是现阶段全世界使用最多的礼法工艺。这种工艺在应用中，主要适用于腐殖土矿类型的镍矿为原材料，生产质量可以达到10%左右的镍铁，镍元素回收率非常高，基本上达到90%以上。该工艺在使用中，包括原材料的筛选、预还原、熔炼、精炼等环节。从具体流程分析，原材料需要经过筛选后进入到焦窑中，经过干燥工艺、烧制、预还原等过程Copyright©博看网. All Rights Reserved. 2023年 7月上 世界有色金属5冶金冶炼Metallurgical smelting后，直接进入到炉内加热，以此得到相应的镍铁。从工艺利用情况分析，主要体现出四个优势：第一，原材料来源多样性，可以对所有种类的赤土镍矿进行处理；第二，镍铁品质非常高，有害物质含量极低，其中大量使用脱硫和精炼工艺后，有效减少有害物质含量；第三，生产过程全封闭化处理，炉内产生的所有气体都可以循环利用，并且各类气体可以作为干燥剂；第四，具有热量的材料进入矿热炉中，可以节约大量能源需求。但是，该工艺并非没有缺陷，在利用过程中需要的电能非常高，生产成本也是最高的。在对赤土镍矿冶炼中，产生大量矿渣，为确保矿渣和镍铁分析效率最高，炉内温度需要保持在1500℃以上，甚至部分时候温度需要超过1600℃。这源于赤土镍矿资源中，含有非常多的氧化镁、二氧化硅等成分，在冶炼过程中形成高熔点，直接对熔炼过程产生消极影响[2]。为确保该工艺生产成本下降，并且对能耗进行控制，大量镍矿生产企业和学术专家对原材料和工艺流程进行调整优化。有的镍矿生产企业根据长期经验积累，在生产过程中大面积控制镁硅含量，一般将其控制子在0.6%左右，氧化铝含量5%左右，以配料控制炉渣的碱度以降低冶炼温度；并且将焙烧砂放入到电炉中，实现能源节约。与传统高炉法比较，原工艺生产成本依旧高出15%左右。因此，该工艺在开发利用赤土镍矿过程中，还是有很大优化空间的，需要在后期应用中对其进行完善。1.2 回转窑直接还原—磁选工艺该工艺最初是由德国的镍矿生产企业开发的，并在日本得到了首次应用。该工艺主要用于处理镍矿品位约为1.8%的红土镍矿资源。在该工艺中，红土镍矿经干燥和破碎后，与无烟煤粉、石灰石等按一定比例混合，然后放入回转炉中进行煅烧，最后通过水淬、研磨等工序获得颗粒状的镍铁产品。这种工艺是处理高品位镍矿资源最适宜的方法，其优点之一是能耗较低，生产成本不高。一般情况下，磁选工艺中85%的能源来自煤炭，大约需要消耗170吨煤炭才能生产出一吨镍矿。然而，回转窑在使用过程中存在操作难度较大、容易结圈和生产规模较小等缺陷。一方面，红土镍矿中含有的镁硅成分较高，在还原过程中使用的辉石，能够提升传质环境，也可以加快镍铁物质的集中，但是需要回转窑温度达到很高，这是非常难操作的；另一方面，基于整个生产中，液相无法进行合理控制，容易在镍铁物质集中过程中形成大量的结圈物质，阻碍生产过程顺利完成。基于这种情况下，该工艺没有办法应用在大规模生产中，也没有在行业中得到普遍使用。此外，磁选工艺的开发和利用还处于研究阶段，尚未形成完整的利用体系，在可持续发展的要求下，需要特别关注磁选工艺的应用[3]。1.3 转底炉预还原—电炉熔分工艺该工艺需要同时启动转底炉和熔分炉，可用于处理不同类型的镍矿资源。具体应用过程中，需要将红土镍矿全部粉碎并研磨成细粉，然后与适量比例的煤粉和石灰石混合均匀，制作成含碳球团后放入转底炉中，进而形成金属球团，最后放入熔分炉进行冶炼，得到相应的镍铁产品。该工艺具有稳定使用、易于操作、高镍物质回收率等优点。然而，这种工艺在应用中存在产能不高、设备故障率较高和低热效率利用等缺陷，需要加大对原材料的研磨、造球、烘干等处理力度，产出与投入不成正比。从我国的应用角度来看，主要是将镍矿资源生产成海绵铁，而没有进行红土镍矿的利用。但是，我国也有大量的研究人员对转底炉工艺进行了探究。例如，在对澳大利亚的红土镍矿进行研究时，发现在转底炉还原温度达到1500℃以上、电熔炉温度达到1600℃以上、熔化时间设置为15分钟的条件下，可以生成镍铁合金。因此，在研究过程中需要认识到转底炉工艺属于煤基直接还原技术，尽管已成功用于高炉灰铁尘泥固废的资源还原冶炼，但仍需要解决许多问题，才能有效应用于镍矿冶炼中。1.4 还原硫化熔炼镍锍工艺该工艺在实际应用中，主要是将镍矿资源中的各种物质进行分离，并且通过硫化过程生成金属硫化物。目前，全球应用此工艺的镍矿工厂较少。该工艺主要适用于镍元素含量较低的镍矿，且需满足相应的镁元素含量标准，可产出镍含量为79%、硫含量为19.5%的高镍锍，镍回收率达到70%以上。具体应用时，需对处理的镍矿资源进行干燥，蒸发水分后加入适量的硫化剂作为还原剂，以获得不同比例的低镍锍，再将其放入转炉中最终得到高镍锍。此工艺可生产出灵活变化的高镍锍，也可产生不同比例的镍产品，并对其中的钴进行回收利用。最早使用的还原工艺是鼓风炉法，该方式已非常成熟并具有完整的体系，具有低成本、简单操作、多样成品等优点，但其缺陷是能源消耗大、环境污染严重、适用范围较小。目前，许多镍矿开采企业正在优化调整这种工艺。我国目前使用熔池冶炼方法生产镍锍，该方法操作简便，生产过程中产生的各类污染气体经过净化可再次利用热能，提高能源利用效率。然而，要得到相应的镍锍，需对其进行处理才能得到相应的镍铁。在我国环保要求不断提高的背景下，该工艺所产生的环境污染无法消除，导致应用范围逐步缩减。1.5 高炉法该工艺是我国镍矿资源开发利用中自主研发的工艺。目前，各国都在处理落后产能并加大环保要求，原来炼铁过程中使用的各种规模较小的高炉已不再使用。然而，我国对不锈钢的需求逐渐增加，加上国际镍铁价格逐年上涨，以及高炉工艺具有成熟的应用体系、较高的产量以及适用于各种类型的镍矿资源等优点，高炉法开始被广泛应用于镍矿资源的开发利用中。实际应用中，该工艺主要适用于褐铁矿型镍矿Copyright©博看网. 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RKEF火法冶炼镍铁实用工艺介绍---王群红整理
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1 / 85 国红土镍矿冶炼镍铁主流工艺技术
RKEF火法冶炼镍铁介绍
1 镍、镍铁和镍矿
镍是略带黄色银白色金属，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。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一位。捏镍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，镍的消费仅次于铜、铝、铅、锌，居有色金属第五位。因此，镍被称为战略物资，一直被各国所重视。
镍铁主要成分为镍与铁，同时还含有Gr、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(Ni15~25%)、FeNi30(Ni25~35%)、FeNi40(Ni35~45%)、FeNi50(Ni45~60%),又再分为高碳〔1.0~2.5%〕、中碳〔0.030~1.0%〕和低碳〔1＜0.030%〕；低磷〔P＜0.02%〕与高磷〔P＜0.02%〕镍铁。目前国生产厂家生产的镍铁品位10~15%，也有局部厂家生产20%或25%以上的镍铁。
1.3 镍矿
世界上可开采的镍资源主要有两类，一类是流化矿床，另一类是氧化word
2 / 85 矿床。由于硫化镍矿资源品质好，工艺技术成熟，现约60~70%的镍来源于硫化镍矿。而世界上镍的储量80%为氧化镍矿，矿物组成主要是含水镍镁硅酸盐〔xNi.yMgO〕2Si2nH2O,以与针铁矿Fe2O3.H2O、赤铁矿Fe2O3和磁铁矿Fe3O4，由于铁的氧化，矿石呈红色，所以通称红土镍矿。
世界上的红土镍矿分布在赤道线南北纬30°以的热带国家，其可开采局部一般由三层组成：褐铁矿层、过渡层和腐殖土层。其化学成分组成见表1.