镍铁冶炼的工艺

1、有关铁冶炼的工艺：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照旧以火法冶炼为主。火法冶炼镍铁是在高温条件下，以 C或 SiNiO及其他氧化物如 FeO进展复原而得。同时承受选择性复原工艺，合理使NiO、FeO、Cr2O3、SiO2NiO+CNi+CO T=420 1FeO+CFe+CO T=650 2Cr2O3+CCr+COSiO2+CSi+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，其实际反响较简单。反响生成的Ni 和Fe从上述1、2反响式中可看出：NiO、F

2、eO 复原反响开头温度较低，而且，NiO 的开头反响温度比 FeO 约低 200；因而，火法冶炼镍铁过程NiO 含量较低，但 NiO 90NiFe 很低的状况下，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、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承受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，近年承受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像，特别适合于使用 低NiFeNi含镍生铁。该工艺仍以焦炭燃烧放热作为

3、冶炼热能，入炉镍矿中 FeO 可被焦炭中的C 充分复原，故粗镍铁中的Ni 含量凹凸根本受限于入炉镍矿 NiFe 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，好似不Ni2、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电炉法是以 电炉法是以 C 作复原剂，在电能高温条件下，对镍矿中的 NiO、FeO等氧化物进展复原，冶炼出镍铁，因而，在电炉冶炼过程中，调整适宜的配炭量，限制 FeO 复原，可生产出 Ni 含量较高的电炉镍铁。国外火法冶炼镍铁主要承受此工艺，国内厂家生产含 Ni

4、大于 10的产品时亦普遍承受。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构造相像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，精炼工艺设备配套状况及精炼效果均不尽相同，各项指标比照也存在肯定差异。电炉镍铁冶炼技术措施0211由于炼钢技术的进步，原来承受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，火法冶炼进展很快。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，另一种方法是电炉复原熔炼得到镍铁。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，

5、这一方法已逐步被淘汰。承受电炉熔炼：(1)熔池温度易于把握，可以到达较高的温度，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复原，渣含有价金属较少；(2)炉气量较少， 含尘量较低；(3)生产简洁把握，便于操作，易于实现机械化和自动化。因此，电炉熔炼是进展趋势。由于红土镍矿熔点在 16001700K 之间，组成红土镍矿的矿物氧化物稳定性依次为：CaOSiO2Fe203NiO，氧化物稳定性大小打算该元素的还原性大小，因此，红土镍矿中各氧化物在复原性气氛中复原挨次为： NiOFe203SiO2CaO。为了提高镍铁产品质量，电炉镍铁冶炼承受选择性 复原原理，即缺碳操作：在电炉复原熔炼的过

6、程中几乎全部的镍氧化物都 被复原成金属，而铁则不必全部复原成金属铁，铁的复原程度通过复原剂 焦炭的参加量加以调整，镍的比重较大，在生产中简洁造成炉墙和炉底被 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)削减电极事故，(3)提高产品含镍量和镍的回收率。电炉镍铁冶炼技术措施承受镁质材料筑炉，在筑炉过程中要配好粘合剂并把握用量；捣打时，每一层铺料厚度为 4060mm，并用风镐捣打严密，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。承受炭砖筑炉，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

7、质材料填充，同时用风镐捣打严密。在筑炉时，两个出铁口要有肯定高差，生产前期使用高位出铁口， 当炉底侵蚀到肯定程度时使用低位出铁口。把握配碳量和提高二次人炉电压，把握电极下插深度，防止炉底侵蚀。把握好渣型，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。镍矿在人炉前需要预先经过枯燥脱水，在枯燥和预热时把握好配碳 量和水分，有利于削减翻渣事故发生，同时也有利于因翻渣引起的电极事故。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。加强冶炼操作，勤观查，勤调整。参考链接：电能的消耗占镍铁总本钱的 3033的镍含量相关，在矿石镍含量为 15时，电能消耗约

8、为600kWht 干矿25时，每吨镍铁的电能消耗降到 400kWh。国外购入的含镍 1520的氧化镍矿石，其消耗量大致是 12tt 镍铁。复原剂无烟煤的煤粉大约占矿石数量的 8；各种燃料的重量50kgt80m3t5kgt镍铁精炼工艺为了去除粗制镍铁中的杂质，承受了三步精炼工艺。首先，从矿热炉放出粗制镍铁水到铁水包中，在这里向铁水包内参加苏打灰，参加的比例是每吨镍铁水 14kg，镍铁水中的硫可以降到 0015008。也可以向铁水包中喷入钝化的镁颗粒， 这需要用特别的蒸发器将颗粒镁喷入铁包内 15m 左右的深处。这种工艺可以将镍铁水中的硫含量降到 0015以下近年来中国 20 多家钢铁公司从乌克兰

9、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。为了把握适宜的 熔池温度，需要向炉内参加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一样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，向转炉内参加石灰石。在有充分的含 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 20左右，可以作为商品镍铁出售。上

10、面这些操作是通过计算机把握系统来完成的。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 的矿热炉矿石复原炉、一座容量为 40t 的酸性顶吹转炉、一座容量为 40t 的碱性氧气202285t17 万t。主要的消耗指标是：电能的消耗占镍铁总本钱的 3033。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 15时，电能消耗约为 600kWht 干矿石。在矿石的镍含量为 25时，每吨镍铁的电400kWh。国外购入的含镍 1520的氧化镍矿石，其消耗量大致是 12tt 镍铁。复原剂无烟煤的煤粉大约

11、占矿石数量的 8；各种燃料的重量是 50kgt 镍铁；氧气 80m3t 镍铁；石灰 5kgt粗制镍铁的二步法精炼工艺帕布什镍铁厂正在进展的扩建工程将承受多项先进技术。下面介绍重点争辩的二项技术二步 精炼工艺、直接冶炼镍基不锈钢。由于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展。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 中可以实现在复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其次个转炉内脱磷，在冶炼过程中要向炉内参加石灰石，保20。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，只要将其次个转炉改造为

12、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 转炉承受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其次座精炼转炉，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，到达脱磷的目的；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、自然气及其这些气体的混合气体，到达脱磷吹氧阶段、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

13、炼转炉来的热态镍铁水以外，还要参加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供给专利技术的乌克兰专家来华进展 技术沟通。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 课题进展了深入的争辩。其次座精炼转炉在顶吹氧脱磷任务完成以后，可 以直接转入 GOR 转炉的根本冶炼工艺，这时的主要任务就是进展铬的合金300300kgt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参加其次座精 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 转炉参加铬铁以前，先向 GOR 转炉中参加这些粗制的镍铁。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 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，节约了很多的投资。这种工艺大大的节约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需被氧化掉的金属铁 直接进入不锈钢中，成为不锈钢中必需含有的金属铁。在有不锈钢废钢资 源时，还可以直接向精炼转炉中参加不锈钢废钢，降低熔化这些冷料所消 耗的能量。乌克兰专家强调：用 12t 湿的氧化镍矿石，生产