福建鼎信镍合金项目二期可行性研究报告书

福建鼎信实业有限公司镍合金项目可行性研究报告第195页共196页福建鼎信镍合金项目二期可行性研究报告二○一○年元月

目 录前言1第一章 项目概况91.1 概述91.2 建设范围及界区91.3 项目地理位置及交通101.4 气候101.5 公司简况与项目由来121.6 设计规模及产品方案141.7 项目建设条件141.8 建设方案151.9 环保、节能、安全、卫生与消防201.10 项目建设进度231.11 投资及经济效果231.12 综合技术经济指标241.13 存在的主要问题及建议24第二章 建设方案研究292.1 冶金工艺方案研究292.2 冶金试验研究342.3 产品方案研究352.4 电炉镍合金冶炼现状及技术支持36第三章 冶炼383.1 概述383.2 生产规模及产品383.3 原料、燃料及辅助材料393.4 冶炼工艺组成及过程描述413.5 冶金计算463.6 主要设备选择及说明503.7 车间配置563.8 主要技术经济指标563.9 问题及建议59第四章 烟气处理604.1 干燥窑烟气处理604.2 回转窑烟气处理614.3 电炉烟气处理63第五章 总图运输655.1 概述655.2 总平面布置665.3 内外部运输685.4 需要说明的问题69第六章 公用辅助设施及土建工程706.1 给排水706.2 电力746.3 自动化仪表786.4 电信836.5 采暖通风与收尘856.6 建筑与结构936.7 中心化验室1026.8 氧气站105第七章 环境保护及可持续发展1087.1 建设地区环境概况1087.2 社会经济概况1107.3 设计采用的标准1107.4 主要污染物排放及环保治理措施1107.5 环境管理与监测机构1127.6 HSE管理体系1127.7 可持续发展相符性分析1167.8 环保投资估算1177.9 建设项目对周围环境影响的估计117第八章劳动安全卫生与消防设施1198.1 劳动安全卫生1198.2 消防设施121第九章 市场分析1239.1 世界镍资源1239.2 镍合金生产1249.3 镍消费1269.4 镍价格128第十章 投资估算及资金筹措13010.1 概述13010.2 投资范围及内容13010.3 编制依据13010.4 降低投资的主要措施13010.5 投资分析13110.6 投资估算书13110.7 项目总投资13110.8 资金筹措及使用计划131第十一章成本及费用估算13711.1 概述13711.2 总成本费用138第十二章财务分析14212.1 概述14212.2 利润计算14512.3 财务效益分析14512.4 不确定性分析14612.5 综合评价148第十三章项目风险及机遇15113.1 项目风险15113.2 项目机遇152第十四章项目执行计划15414.1 项目工作范围15414.2 项目实施计划15414.3 项目组织和管理15514.4 项目控制15714.5 项目设计工作15814.6 设备及采购16014.7 施工计划16214.8 环境、安全和健康16414.9 预试车和投料试车16614.10 风险管理167附表：主要设备一览表附图：总平面图、工艺流程图

前 言福建鼎信实业有限公司在福安市湾坞工贸集中区镍合金项目一期的基础上，继续进行二期建设：即镍合金产品生产扩建以及新建精炼、深加工镍合金产品设施原料仍然采用印尼红土矿工程完成后，可新增镍合金20万吨、深加工产品年产50。青山钢铁董事局下属的上海鼎信投资公司已经控股了印尼八星公司位于苏拉威西岛东南部一座储量丰富的镍矿，是本项目主要原料的长期供应商，原料供应充足、稳定、有保障。本项目生产工艺先进、环保节能，项目总投资7亿元，其中建设投资6.6万元，全部投资内部收益率为44.13%,投资回收期为3.91年，经济效益较好。项目选址在白马深水港区，便于矿石运输储存，利用国外镍资源生产出国内需求日益增长的镍合金深加工产品，符合国家产业结构调整政策。

第一章 项目概况1.1 概 述二期镍合金冶炼项目仍然采用成熟而先进的回转窑—电炉生产工艺，将红土矿冶炼成镍合金初级产品，精炼、深加工项目借鉴青山钢铁董事局所属不锈钢企业部分工艺，与四川大学以及国内知名的设备制造商联合开发的新型、具有自主知识产权精炼工艺和配方。可行性研究包括：项目概况、建设方案研究、冶炼、精炼、烟气处理、总图运输、公用辅助设施及土建工程、环境保护及可持续发展、劳动安全卫生与消防设施、镍市场分析、投资估算及资金筹措、成本及费用估算、财务分析、项目风险及机遇、项目执行计划共14个章节。该项目投资方是青山钢铁董事局下属的集团公司，项目建设3条镍合金生产线，两条精炼生产线、一套连铸坯生产设备，年产金属镍5万吨、镍合金连铸坯60万吨，目标用户是不锈钢厂和金属镍深加工厂。项目建设充分利用企业自身的加工力量，大部分设备自行制作安装。以满足正常生产为前提，关键设备先上，以主生产设施为主，部分辅助生产设施（如码头、堆场、机修、综合仓库等）待主设施部分运行后施工，辅助生产功能委托外协单位；本着先生产后生活的原则，生活设施分批建设。工程虽采取节约措施，但是环保、安全卫生设施严格执行国家规范，设计、建设一次到位。1.2 建设范围及界区福安市人民政府负责协调项目用地审批手续和场地平整，项目用地满足项目直接建设要求。项目用电由福安市供电部门负责将专用供电线路配套到项目用地边缘。项目供水的外部配套建设由福安市人民政府负责，由其将公共供水管道（满足项目用水量需要）铺设至项目用地边缘。项目配套道路铺设至项目用地边缘也是由福安市人民政府负责，道路铺设以保证不耽误项目建设和投产运营为前提。项目之外将建自有码头和厂外湿矿堆场（厂区以西堆场。矿石由海运至码头后送矿石堆场堆存，再用汽车运输入厂区全厂回水自流排至电炉水碎渣循环水热水池，回用于电炉水碎冲渣水的补充水，不外排，无需考虑厂外排水系统。工程主要项目包括：湿红土矿堆场及上料系统、干燥厂房及电收尘干燥烟囱破碎筛分厂房原料（干矿堆棚及辅料堆棚烟尘制粒及配料厂房焙烧厂房及电收尘熔（电炉厂房及布袋收尘、精炼和连铸、通风除尘、冶炼烟囱、燃煤棚、粉煤制备车间、空压机站、总降压变电所、氧气站及循环水、给水泵站及加压泵房、柴油库、冶炼循环水泵站、水碎渣循环水、耐火材料及电极糊库、综合楼（包括化验室、食堂及浴室。各区域布置详见冶炼厂总体布置图。1.3 项目地理位置及交通1.3.1 项目地理位置项目建设地属福建省福安市。福安市地处福建东北部，是闽东地区的区位中心，经济重镇，人口0万，全市总面积1880km，海岸线长68.5公里是一个山海相连水陆兼优资源丰富区位优越的沿海城市。项目区域位置图见图1-1、1-2。1.3.2 区域环境项目拟建于福建省福安市白马港东岸湾坞开发区。距温福铁路福安货运站和沈海高速公路福安互通口仅5km福安湾坞互通口至大唐电厂的二级疏港公路全长8.3km，现贯通，“同三”高速公路湾坞至福安段的支线也已贯通通车，湾坞半岛铁路支线己报批。1.4 气 候图1-1项目区域位置图图1-2项目区域位置图（放大）（1）气温、气压温年7温1温。地处赛溪谷地的福安市因其特定的地形环境而有“火炉”之称。高温过程（日极端最高气温≥37℃的天气）每年平均出现7.7天，主要出现在6～9月份，其中7月份最多，占0%，8月份居次，占30%。7月上旬至8月上旬为高温过程相对集中的阶段。年平均大气压010.0mbar夏季平均大气压1000.8mbar冬季平均大气压1018.0mbar。（2）风（3）降雨量、湿度年平均降水量578.2mm年最大降水量2212.1mm日最大降水量269.3mm。多年最热月平均相对湿度为77%，多年最冷月平均相对湿度6%。（4）日照、雷电年日照1699.0h。福安市属雷电灾害多发区年雷暴日58.5天一年中各月均可能出现雷暴，但以7、8月为最多，占全年雷暴日的43%。（5）海水潮位历年最高潮位 5.25m（黄海高程）。1.5 公司简况与项目由来1.5.1 公司简介福建鼎信实业有限公司是青山钢铁董事局下属的子公司，是为了满足内部外部对镍合金需求日益增长的需要、连接内部上下游产业专门成立的业务部门，顺应了国家“走出去”的发展战略，符合国家有关重要资源开发的产业政策。凭借青山钢铁董事局雄厚的经济技术实力和上游产业充足可靠的原料供应，福建鼎信实业有限公司将逐步做大做强。青山钢铁董事局是国内负有盛名的从事不锈钢生产的龙头民营企业。从2003年开始，连年被评为中国民营企业500强，中国制造业500强、浙江省制造业百强企业、浙江省百强民营企业。董事局下属青山控股、泰朗管业、上海鼎信三大集团公司，在全国辖有三十余家控股企业和合资公司。在浙江丽水、河南许昌、广东清远和上海奉贤建有四大不锈钢生产基地。董事局下属企业现有职工五千余人。2008年生产不锈钢材料90万吨，销售总额116亿元。产品行销全国各地并畅销美国、西欧、中亚、东南亚等国际市场。在这些国家和地区设有营销公司或代销点。青山钢铁董事局根据中央提出的全面建设小康社会的战略目标和特钢产业发展政策，结合本身的经济和技术实力，从2007年开始，就向不锈钢产业的上游——原材料镍合金生产的方向发展，逐步形成从主要原材料生产到终端产品加工的较为完善的生产链，以降低生产成本，扩大市场竞争力，提升经济效益，增强打入国际市场的力度。青山钢铁董事局发展镍合金产品具备诸多优势：第一、具有生产不锈钢丰富而成熟的经验，涉足镍合金市场时间较长，具备广泛的营销渠道；第二、从2007年起，开始进军不锈钢上游产品领域。在河南许昌长葛市与张家港浦项合资建立了镍冶炼厂，进行镍矿粗加工，日产镍合金800吨，月产2万多吨。本公司一期镍合金项目是国内首条采用国际先进工艺的生产线，即将投入运行，将为二期建设提供重要的参考数据；第三、经过两年的艰苦洽谈，今年上半年，终于与印尼八星矿业公司合作，成立了苏拉威西矿业投资公司，我方占55%的股份，该公司拥有印尼红土镍矿矿区面积49000公顷的开采权。公司已经取得印尼政府颁发的开采许可证，开采期限为30年。现已进入开矿的前期工作，预计今年年初投产。由此，充足的矿源可以成为国内建造加工企业的可靠保证。1.5.2 项目由来世界上硫化镍矿资源紧缺，镍消费量却不断攀升，加大了世界对储量丰富的红土镍矿资源的开发力度。考虑矿石运输便利，参与世界红土镍矿的开发，国家鼓励有条件的企业在沿海地区建立大型镍合金生产基地，资源紧缺的镍合金生产符合国家产业结构调整政策。使原料运输得到充分保障，降低了生产成本；周边配套设施齐全，降低了建设投资和施工周期；项目地周边地区对镍合金需求巨大，产品供不应求。1.6 设计规模及产品方案设计规模每年处理干基红土矿252万吨每年生产镍合金初级产品20万吨镍品位25%以上,含镍金属50000t。本项目生产的镍合金成分见表1-1。表1-1 福安湾坞镍合金项目镍合金成分成份NiFeCoCCrSiSP%25.072.0640300550650850011.7 项目建设条件1.7.1 周边经济情况描述福安人口占宁德市五分之一GDP占四分之一工业总产值占三分之一、出口总额占二分之一以上，是推动宁德经济发展的骨干力量，具有突出的区位优势、优越的港口条件、良好的发展基础、鲜明的产业特色。福安市在科学发展观的引领下，深入贯彻落实省委八届三次全会提出的“又好又快发展，全面推进海峡西岸经济区建设”精神，主动跟进、融入海峡西岸经济区建设和环三都澳综合开发大局，把实施项目带动和品牌带动作为促进经济又快又好发展的两个重要抓手，打响福安“中国电机电器城“全国民间船舶修造基地“中国茶叶之乡”等区域品牌，建设海峡西岸重要制造业基地，发挥福安在闽东的龙头带动作用。福安经济开发区是闽东水陆交通枢纽和闽东北及浙南地区的重要物资集散地，也是宁德市实施沿海发展战略的重点地区。开发区面积83平方公里人口10万人自然条件优越山海资源丰富经济腹地广阔地理位置优越区位优势明显沿海高速公路和建设中的福(州)温(州)铁路经过该区，素有“黄金水道”之誉的赛岐港是闽东的中心港口，岸线长达68.5km，梯级开发可建成300～3000t级码头泊位50多座，现已建成300～3000t级码头20多座，年吞吐量居全省前列。区内白马港经国务院批准为国家一类口岸，对外轮开放。

1.7.2 原料供应项目建设前已落实了矿石的来源，青山钢铁董事局下属鼎信投资集团控股的红土矿资源开发公司，已拥有苏拉威西岛东南部占地4.9万公顷、800万吨金属镍储量的优质矿山，将长期供应本项目红土矿，项目原料供应充足、稳定、有保障。1.7.3 冶炼实践青山钢铁是专营不锈钢生产和销售的企业集团，是一家从事资源采、选、冶的民营不锈钢企业，在中国不锈钢行业中排名第三。本公司年产10万吨镍合金项目正在建设之中，即将有一条生产线投入运行。1.7.4 外部设施1.7.4.1 供电当地供电部门负责将专用供电线路配套到项目用地边缘。供水外部水源为市政自来水厂，供水量可满足本项目需求。1.7.4.3 交通运输项目地新建的临时货运码头已经投入运行，正式码头正在办理立项审批，高速公路、铁路已经通车。1.8 建设方案1.8.1 厂址方案项目包括：湿红土矿堆场及上料系统、干燥厂房及电收尘、干燥烟囱、破碎筛分厂房原料（干矿堆棚及辅料堆棚烟尘制粒及配料厂房焙烧厂房及电收尘、熔炼（电炉）厂房及布袋收尘、精炼厂房及布袋收尘、通风除尘、冶炼烟囱、燃煤棚粉煤制备车间空压机站总降压变电所氧气站及循环水、给水泵站及加压泵房、柴油库、冶炼循环水泵站、水碎渣循环水、耐火材料及电极糊库综合（包括化验室食堂及浴室详见总体布置图。项目地邻靠新建的货运码头，场地尚未平整，道路有待开发。临海之处可建深水码头。开发区给水管：沿厂址西侧二级疏港公路敷设动力电源：厂址以东变电所原料码头：厂址西南生活、居住区：厂址西北1.8.2 冶炼1.8.2.1 概述本项目处理的红土镍矿镍品位2%以上，矿石中含MgO、Si2较高,属于典型的硅镁镍矿。处理这种矿石，世界上普遍采用回转窑—电炉（简称RKEF）工艺。该工艺流程：堆式配料→回转窑干燥→回转窑焙烧→电炉熔炼→精炼→浇铸→产出合格镍合金。根据冶炼工艺流程和设备选择采用3台0kVA交流电炉年处理硅镁镍矿，燃料为烟煤,还原剂为无烟煤和烟煤。1.8.2.2 冶炼工艺简述（）堆料场粒度-100mm的合格矿石由海运至冶炼厂旁的码头，再从码头运至厂外湿红土矿堆场进行堆存。厂内设短期储存的湿红土矿堆场，用于干燥上料和计量。（）矿石干燥从料堆场来的矿石送进φ5.0×40m的回转窑干燥，干燥后的矿石输送到贮料仓中。干燥排出的烟气经电收尘器收集烟尘，烟尘用气力输送到烟尘制粒系统，烟气经排烟风机和烟囱排入大气。（）还原焙烧干燥矿石、无烟煤、烟尘粒加入φ4.4×100m回转窑。混合物料经脱水、预热、焙烧及部分还原产出750～850℃的焙砂，送电炉熔炼系统。回转窑产生的烟气经电收尘器收集烟尘后由排烟机排入大气，烟尘用气力输送到烟尘制粒系统。（4）电炉熔炼本项目采用3台33000kVA交流电炉焙砂在交流电炉里进行熔炼，产出粗镍（含Ni25.0%和炉渣粗镍从电炉水约电炉渣经水淬后，用汽车运出外卖。电炉产生的烟气先经水冷烟道、烟气冷却器降温。（）烟气处理电炉熔炼过程中渣口、放出口等处的烟气则由通风系统收集，并与冷却器出来的电炉烟气合并，一齐进入袋式收尘器收集烟尘，再由排烟机排入大气。烟尘用气力输送到烟尘制粒系统。（）烟尘制粒全厂收集的烟尘用气力输送到烟尘制粒系统的烟尘仓，再经螺旋输送机、增湿螺旋输送机、圆盘造球机与部分干矿一起制粒。烟尘粒含水24%。（）烟气处理流程焙烧回转窑烟气处理流程为：回转窑→干燥窑→布袋收尘器→风机→烟囱。熔炼电炉收尘流程为：电炉→水冷烟道→烟气冷却器（或直接进入回转窑）→袋式收尘器→风机→烟囱。除尘后的焙烧回转窑和干燥窑烟气经150m烟囱排空，熔炼电炉烟气通过约120m高烟囱排放，外排烟气中粉尘和SO2浓度符合设计采用的排放标准要求。（）燃料准备干燥窑回转窑采用煤粉作燃料采用立式磨机将原煤制成煤粉，煤粉粒度-200目占80%。（）制氧站氧气主要用于电炉放渣和放镍合金LF炉精炼等氮气主要用于LF炉搅拌等。氧气站设计能力为：203/h，氧气纯度≥9.%，氧气使用压力0.8MPa。氮气设计能力为：200/h，氮气纯度≥9.%，氮气使用压力1.5MPa。1.8.3 公用辅助设施1.8.3.1 供电本工程在冶炼厂区边设置一座总降压变电所，变电所内设置三台110/35kV66MVA的变压器作为一、二期工程冶炼、动力供电电源。电炉变电所电源直接由35kV的两段分别引接，另设一台35/10kV33MVA的变压器作为动力负荷的供电电源变电所10kV侧提供两个厂内10kV配电站、空压机站、熔炼循环水及厂区的电源。本工程一、二级负荷采用双回路供电。对有保安要求的一级负荷另设置柴油发电机作为保安电源。本设计电气设备选型以满足生产运行条件、性价比高、可靠性高、安装周期短、维护方便或免维护为原则，主要采用国内优质产品。主变压器选用SFZ10系列油浸式有载调压型电力变压器。当镍合金生产规模为5万t（Ni）/a时，电力计算负荷及年耗电量如下：用电设备安装总功率 113176kW工作设备功率91629kW计算有功功率 91629kW计算无功功率(补偿后) 68971kvar计算视在功率115399kVA其中动力负荷35724kVA功率因数 0.92年耗电量 1.25x109kWh供水总用水量：137088m3/d其中：生产新水：3/d（包括未预见水量1440m/d）生活水：100/d循环水：123573/d回用水：28133/d循环水利用率:92.2%外部水源为市政自来水厂，供水量可满足本项目需求。本工程生产用水和生活用水接管点均设在厂区围墙外1m，生产水两路供水,设3自控为使企业经济效益最大化，提高劳动生产率，主要工艺流程以计算机控制系统为主，集仪控、电控于一体，具备国内先进水平，安全可靠，易于操作。原则上所有工艺参数均由控制系统进行监控。个别较为独立的车间仪表测点少，检测控制要求不高，采用智能数字仪表监控的方式。尽量减少简单控制工艺设备成套带控制装置与厂区控制系统通讯采用信号直接进控制系统的方式根据设备厂家提供的控制方案，由控制系统直接实现对这些设备的监视及控制，如高温排烟风机等。通信技术合理、实用性强的原则，确保生产高效、安全及生产指挥的灵活、便捷，本项目冶炼厂区电信设计主要包括内部生产调度通信系统、计算机网络系统、工业电视监控及安全防范系统、火灾自动报警系统及厂区通信线路等。土建单跨或多跨单层工业厂房，均采用门式刚架体系，工字型柱和屋面梁，轻钢檩条、彩色压型钢板屋面板。多层厂房和多层辅助结构一般采用工字型钢框架结构体系，墙面和屋面均采用轻钢檩条、彩色压型钢板墙板。辅助建筑一般采用钢筋混凝土框架结构，楼板及屋盖均采用现浇钢筋混凝土板。特殊构筑物:（1）皮带廊：均采用钢结构。（2烟囱采用钢筋混凝土烟囱高度分别为150m和20m,出口内径为4.5m。烟囱基础采用桩基+承台，承台埋深.0m。（3）水池、地坑：采用现浇防水钢筋混凝土结构。（4）管道支架：采用钢管桁架和钢管支架。本项目土建工程主要经济指标：总建筑面积：453702总建筑体积：3992203机修本项目设置综合维修车间、仓库设施。1.8.3.7 通风厂内各区相应采取通风、除尘、空调等措施。1.9 环保、节能、安全、卫生与消防1.9.1 环保生产过程中产生的污染物及其治理措施如下：冶炼厂干燥回转窑、焙烧回转窑、熔炼电炉采用电收尘器或脉冲袋式除尘器收尘措施，经除尘处理后，通过高烟囱排放，外排烟气中粉尘和SO2浓度符合设计采用的排放标准要求。本工程产生一般生产废水1362/d（不含污染物）和生活污水45/d冶炼产生的废渣主要是电炉熔炼产生的废渣。电炉产生渣量为217万吨/a废渣经水碎捞出后就地堆存直接外卖水碎渣中元素基本以氧化物形态固化成分主要为FeO5.46%Ni0.1%SiO22.46%，MgO32.10%，为无害渣。水碎渣可用于筑路和做建筑材料，今后将研究进一步的综合利用途径。本项目产生少量生活垃圾，送福安市城市生活垃圾填埋场进行填埋处理。对高噪声设备，除采取设置减振基础、安装消声装置等降噪措施外，还分别把这些高噪声设备设置在建筑物内，利用建筑隔声来减轻设备噪声对外部环境的影响。厂界噪声将控制在55dB(A)以下。1.9.2 节能、减排节能措施火法冶炼镍合金是能耗大户节能尤显重要本项目的节能措施有：①采用了节能新技术、新工艺：RKEF工艺。②采用大型电炉本项目采用33000kVA电炉与小功率电炉及高炉相比，可大幅度节能且能生产高品质的镍合金。 ③采用回转窑预还原焙烧技术红土矿被脱水预还原焙烧后加入电炉熔炼即减少了电炉负荷节约电耗又有利于电炉炉况稳定，达到高产、优质、低耗。④采用热装工艺，预还原焙烧后的焙砂在隔热状态下送到电炉，入炉热料温度在750～50℃之间，减少热损失。⑤水冷电缆、铜管短网设计，降低了能耗。⑥各专业在设计中都采用了国家规定的节能产品。⑦各车间变电所低压侧设置无功自动补偿成套装置。⑧对有变负荷要求的电机，采用变频调速节约电能。⑨留有余热利用的工业场地投产后再实施余热利用电炉烟气可用于发电，焙烧烟气也可研究利用途径，进一步减少电耗。节能效果目前国内电炉镍金属电耗80000kWh/t,本工艺吨镍金属电耗25092kWh/t，以5万吨镍金属计算，较目前国内生产工艺年节电2.74亿kWh,折合标煤年节约30多万吨，节能效果显著。减排①2排放红土矿不含S,烟气所含S2为燃料煤和还原煤带入项目每年产生SO量为2600吨，通过采用石灰石-石膏湿法脱硫工艺，向大气中排放的SO量仅有不到300t/a。干燥系统和回转焙烧窑消耗煤粉总量为457155t/a,包括粉煤制备自消耗烟煤，烟煤总消耗量为541600t/a。烟煤含S按最大0.75%计算，带入系统S量为4062t/a；回转焙烧窑消耗还原烟煤34190t/a,烟煤含S0.75%,带入系统S量为230t/a；回转焙烧窑消耗还原无烟煤102578t/a,无烟煤含S0.70%,带入系统S量为718t/a;带入系统总S量为5110t/a。带入系统的S约3612t/a进入粗镍合金,进入电炉渣S量约388t/a，其余约1110t/a经烟气排出。回转窑、干燥系统排放烟气总量为720000m3/h,电炉排放烟气总量为390000m3/h,计算平均SO2排放量为225.7Kg/h,SO2排放浓度为203.35mg/m3，SO2排放浓度限值为850mg/,本工程符合排放标准要求生产中采购含S更低的煤，可以进一步减少SO2排放量。本项目采用大功率矿热电炉利用回转窑产焙砂的残C作电炉熔炼的还原剂，不使用焦炭，电炉烟气不含SO2，较之高炉炼镍合金有很大优势，符合国家节能减排产业政策。②废水排放本工程废水不含污染物，不外排。厂区生产、生活废水经管道收集后回用于冲渣。项目一般生产废水1362t/d生活污水45t/（排至生活污水处理站处理总废水量为1407水11150,废水可以全部回用于冲渣，即节约用水,又减少了废水排放。1.9.3 劳动、安全、卫生镍合金生产为火法作业,不论是回转窑干燥、还原焙烧还是电炉熔炼，都属于高温作业,炉体产生辐射热,生产中产生噪音、灰尘等。设计中采取切实可行的职业危害防范措施，确保生产人员的劳动安全。凡易事故、危及人身安全和健康的地方和设备，均应设置安全标志标出走向对设备外露转动部位设计防护罩或板对有跌落、撞伤危险的地方均设计盖板或防护栏杆加强操作人员的个体防护，确保操作人员安全。1.9.4 消防厂区设室外消火栓系统、室内消火栓系统、自动喷水灭火系统和建筑灭火器配置。室外消火栓系统为常高压消防火灾时由消防高位水池自流供水。干燥主厂房、烟尘制粒及配料厂房、回转窑烟气净化厂房、焙烧还原主厂房、电炉熔炼厂房、煤粉制备车间、氧气站和综合楼设室内消火栓，为常高压消防。火灾时由消防高位水池供水，一次火灾消防用水量503，贮存在消防高位水池中。综合楼设自动喷水灭火系统，按轻危险等级，湿式灭火系统。喷水强度L/min·2，灭火时，由消防高位水池供水，一次火灾消防用水量40，贮存在消防高位水池中。各车间按《建筑灭火器配置设计规范》（B540）设手提式磷酸铵盐型干粉灭火器，供电变压器室、控制室等设手提式二氧化碳灭火器。柴油间设推车式化学泡沫灭火器。本企业厂区均设置消防给水系统，各车间均按规程要求设磷酸铵盐干粉灭火器。1.10 项目建设进度本项目从方案设计到施工建设完成总计9个月，空负荷调试2个月，负荷试车投产3个月。于2010年3月开始动工，2011年3月投料生产。项目实施进度按排：根据项目进展实际情况以及当地气候特征，考虑到建设期材料、设备的运输各问题，进厂道路、高压线路、外部供水管线修建应尽量提前；针对项目关键设备如回转窑、熔炼电炉等制造周期长，安装调试要求高等特点，在方案设计时就要进行设备订货以保证项目按计划建成；建设过程中，设计和施工交错进行，确保工程进度。建设进度如表1-2。1.11 投资及经济效果本项目处理的红土镍矿来源稳定，厂址具有建设深水码头的自然条件，矿石运输便利，并且水、电、道路等外部建设条件十分良好。冶炼采用回转窑干燥—回转窑焙烧—电炉熔炼—镍合金浇铸工艺流程生产镍合金技术是可行的建设方案。采用火法冶炼工艺，用红土矿生产镍合金已经拥有成熟的工艺、丰富的生产实践，从世界生产情况来看，已经有多家企业采用这种方法进行镍合金生产，如哥伦比亚的CERROMATOSO镍合金厂、缅甸达贡山镍矿（参见表2-1。世界上近年来镍的需求增长强劲，中国目前发现的镍资源有限，难以满足国内消费的需要。因此，从长远来看，国内镍原料短缺的局面是长期的，而镍是生产不锈钢的主要原料，镍合金也就成为钢铁工业的紧缺原料，产品有良好的市场潜力。项目总投资7亿元项目建成达产年平均营业收入100亿元，年净利润15亿元。投资利税率为70.21%，项目投资内部收益率44.13%投资回收期391年财务净现值(i=10%)为86.3亿元，项目的经济效益较好。本项目达产年平均缴纳纳增值税为56487.8万元，营业税金及附加为5645.5万元。企业所得税前三年免征，达产年平均所得税为42810万元。总体来看，二期工程具有更好的经济效益，投资收益可以达到预期水平。1.12 综合技术经济指标综合技术经济指标见表-3。1.13 存在的主要问题及建议（1）现有的余热回收手段回收的热能利用率不高，将进一步研究各炉窑，特别是电炉的烟气余热回收。（2）可研焙烧风机考虑就近布置在预还原焙烧厂房或电炉熔炼厂房内，下一步待最终确定风机型号，取得风机资料后统一配置。表1-2 福建鼎信实业有限公司福安湾坞镍合金项目一期进度表福建鼎信实业有限公司镍合金项目二期工程可行性研究报告表1-3综合技术经济指标表序号指 标 名 称单位数量备注1冶炼1.1设计规模镍金属ta50001.2产品产量镍金属ta50001.3冶炼回收率Ni%99.21.4原料需要量红土矿t/a2520000干基量红土矿含镍t/a50400品位2%1.5主要燃料、辅助材料需要量电极糊t/a5195烟煤（还原用）t/a13706无烟煤（还原用)t/a41117耐火砖t/a2700电极壳t/a383烟煤ta217500柴油ta67502供电2.1用电设备安装功率kW1131762.2计算负荷kW916292.3年总用电量kWh/a1.25x1092.4单位镍合金耗电量kWh/t250923给排水3.1总用水量3/d137088其中：新水3/d106003.2单位镍金属耗水量3/t74.2

续表1-3综合技术经济指标表序号指 标 名 称单位数量备注4总图运输4.1占地面积ha29.76一、二期规划14.75二期用地4.2外部运输t/a3715506其中：运入量t/a2548382运出量t/a11671245劳动5.1在册职工人数人8005.2劳动生产率（按精炼产品计）t/人a422.5包括一期员工5.3工资总额万元/a37806投资6.1总投资万元70000其中：建设投资万元66158建设期利息万元铺底流动资金万元38426.2资金来源资本金万元222973长期借款万元流动资金借款万元7成本费用达产年平均7.1总成本费用万元/a5530247.2经营成本万元/a5393037.3单位镍金属成本费用元/t92170其中：制造成本元/t90340管理费用元/t682营业费用元/t1148财务费用元/t8营业收入、税金及利润达产年平均8.1营业收入万元/a10000008.2增值税万元/a56453续表1-3综合技术经济指标表序号指 标 名 称单位数量备注8.3营业税金及附加万元/a56428.4利润总额万元/a1937598.5所得税万元/a427838.6净利润万元/a1509768.7息税前利润万元/a1937598.8息税折旧摊销前利润万元/a2136299经济效益指标9.1项目投资所得税后所得税前财务内部收益率44.13%47.43%财务净现值(i=10.0%)万元8624791090856投资回收期a3.913.919.2资本金财务内部收益率44.13%财务净现值(i=10.0%)万元8624799.3总投资收益率53.17%9.4投资利润率53.17%9.5投资利税率70.21%9.6资本金净利润率41.43%

第二章 建设方案研究2.1 冶金工艺方案研究2.1.1 冶炼方案研究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（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。湿法工艺流程 较成熟的湿法工艺流程有Caron流程和PAL流程（HighPressureAcidLeach）。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00℃时选择性还原成金属（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。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—电炉工艺）、多米尼加鹰桥竖炉—电炉法、日本大江山回转窑直接还原法等。多米尼加鹰桥竖炉—电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、电炉熔炼生产粗镍合金、粗镍合金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合金，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（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合金合金。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。电炉熔炼：还原金属镍和部分铁，将渣和镍合金分开，生产粗镍合金。精炼：一般采用钢包精炼，脱出粗镍合金中的杂质如：硫、磷等。如果生产镍锍，需要在回转窑的出料口喷入硫磺，将镍转变成低铁的镍锍。由于红土矿中物料越细的部分，镍的品位越高，在RKEF工艺流程中采用干燥回转窑和焙烧回转窑处理物料烟尘率高烟尘含镍较高粉料不宜直接用电炉熔炼处理因此烟尘需要单独处理增加了生产成本为了克服上述缺点国外公司开发了一种新的工艺流程称作NST（NICKELSMELTINGTECHNOLOGY）。该工艺流程借鉴水泥窑外分解的技术将物料磨细然后进行闪速干燥闪速焙烧在流态化炉中进行预还原，直流电炉熔炼焙烧料，LF炉精炼。该工艺流程见图2-1。NST工艺流程减少了固定投资节省了操作成本减少了物料停留时间，提高了产品质量，解决了烟尘问题，降低了动力消耗。目前鹰桥公司在新喀里多尼亚的oniambo冶炼厂采用此工艺项目于2004年完成了可行性研究规模为含镍6万t/a的镍合金投资为22亿美金，包括390兆瓦的电站及供电线路、冶炼厂、采矿和港口、道路等其他设施。项目预计2009年投产。研究成果 NST工艺虽然在其他行业应用广泛也对红土矿进行了大量试验研究，但没有红土矿工业生产经验。大型直流电炉在钢铁等行业应用普遍，但在红土矿熔炼中还没有大型直流电炉生产实践。因此存在着较大技术风险。经过多方调研和慎重论证，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,选择采用RKEF工艺是正确的。RKEF工艺非常适合本项目红土镍矿的性质，因此，本可研采用KEF流程生产镍合金。图2-1镍矿冶炼NST工艺流程2.1.2 烟尘制粒方案研究定目前，烟尘制粒较好方法是挤压制粒。挤压制粒采用螺旋装置强制烟尘通过模盘产生圆柱状粒料，粒料直径和长度均在12～100mm左右，由于增加了外力作用，制成的粒料强度较高。挤压制粒的缺点是挤压前需要加水10%～25%，需要抽真空，动力消耗较大，另外挤压制粒受烟尘的粒度分布、比重和烟尘的粘性影响。试验显示干燥烟尘相对于回转窑烟尘粘性高，因此挤压制粒过程中，干燥烟尘和回转窑烟尘需要配料混合制粒。压团是烟尘处理的另一种方法，在较高的压力下，烟尘被压成饼或团，这种方式的优点是不需要添加水或黏结剂，但压团的质量取决于烟尘的粘性。烟尘处理方法设本可研烟尘制粒采用直流电炉与交流电炉比较研究直流电炉与交流电炉相比，存在如下优缺点：从生产指标分析直流电炉消耗的电能比交流电炉高10%左右，因为交流电炉的熔池表面被焙砂覆盖，热效率高。交流电炉中CO烟气在炉膛中燃烧，增加焙砂温度，降低电耗。而直流电炉一般熔体是敞开的，热损失较大。直流电炉采用石墨电极，而交流电炉采用自焙电极，消耗电极糊，生产成本要比直流电炉生产成本低。直流电炉的优点是，根据试验结果，金属的回收率可以提高1.0%左右；能够直接处理粉料，烟尘不需要制粒等措施；直流电炉的炉膛功率密度大，可以达到500～600kW/m2。直流电炉虽然在钢铁、铬铁、钛铁等行业有生产实践，但在镍合金生产中没有生产实践，而交流电炉在镍合金工业有成熟可靠的经验，经过几十年发展，交流电炉的技术经济指标有了很大提高。国际上生产镍合金的电炉是向大型化趋势发展已有85～90MW电炉的生产经验这种大电炉采用遮弧（hilded-arc），铜水套，高电压，低电流，完善电力控制等措施。因此选用交流电炉可以大大降低生产风险。表2-1列出红土矿熔炼交流电炉的参数，表2-2列出一些直流电炉的参数。本项目采用交流电炉。2.1.4 电炉炉形比较研究交流电炉炉形一般有圆形和长方形，圆形电炉采用三根电极，三根电极圆周布置。小长方形电炉采用三根电极，大长方形电炉采用六根电极，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。长方形电炉结构完整性优于圆形电炉，因为圆形电炉炉壳的刚性不适应耐火材料的热胀，而且圆形电炉不可控的热胀影响了电炉寿命。而长方形电炉采用弹性结构，可以提高电炉寿命。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。本项目采用圆形电炉。2.2 冶金试验研究对红土矿进行电炉还原熔炼的试验研究，才能为下一步设计提供依据。2.2.1 红土矿试验研究通常，建设处理红土镍矿的冶炼工厂前需进行一些试验研究，其主要内容包括：干燥、预还原试验研究，初渣和终渣渣型研究，还原剂用量研究，耐火材料浸蚀情况考察研究，原矿、渣及合金的工艺矿物学研究，湿法冶金探索性试验研究等。2.2.2 建议由于红土矿形成环境的差异，化学成分的不同，其性质也会有很大变化因此对原料性质进行研究很有必要针对本项目具体情况，建议进行以下试验研究。（1）干燥、预还原试验研究，确定还原剂用量；（2）烟尘制粒试验研究，确定烟尘处理方案；（3电炉还原熔炼试验确定熔炼电能消耗炉渣熔点是否要加熔剂，熔剂的种类、数量，炉渣对耐火材料的影响。本公司有从事过镍合金生产的技术人员，也用工业化的电炉处理过红土矿，因而可直接采用现有技术指标加以分析论证。表2-1红土矿熔炼的交流电炉参数司ooToiae顿2242212计H改）9片片6336363）000000—））））0000））94式）0）0000000比506270表2-2直流电炉的参数公司CabsieasSmnorrmeNmkaSds处理物料钴渣铬铁矿粉钛矿砂电炉产品钴铁铬铁高钛渣和铁生产功率（MW）3540321×25+1×40设计功率（MW）404034炉壳直径（m）1111101×10+1×11功率密度（kW/2）405050502.3 产品方案研究镍合金品位是镍合金生产厂的重要参数，其确定需权衡以下几个方面的影响：镍回收率、电炉产量、精炼成本、运输成本、镍合金中铁的价格、市场因素等。图2-2是镍合金厂生产的镍合金的品位及产量。图2-2镍合金生产厂的产量及品位根据上图，镍合金品位在27%～3%之间，是非铁磁体，而生产厂一般不选择生产非铁磁体，即不选择生产27～35%之间的镍合金。镍合金中镍品位低，镍的回收率提高。电炉熔炼过程，渣中含镍和镍合金品位存在一个平衡，镍合金品位低，渣含镍也低，而且渣的化学损失（镍的氧化物）和物理损失（渣中夹带）也减少。矿石的品位是影响镍合金品位的一个重要因素，矿石品位越高，适合生产高品位的镍合金。另外矿石的成分也影响镍合金品位的选择，根据本矿石的成分宜选择生产低品位的镍合金。从图2-2中看到，综合生产成本、矿石含镍、镍冶炼回收率、镍铁精炼成本及市场因素多数工厂镍合金含镍定在20-25%只有少数工厂因矿石含镍较高或其它原因，镍合金含镍定在30%以上。从国内市场考虑生产25%的镍合金比较经济本项目生产的镍合金大部分被青山钢铁董事局旗下或关联企业消化，综合考虑Ni和其它金属元素的回收率，本可研选择生产含镍25%的镍合金。2.4 电炉镍合金冶炼现状及技术支持2.4.1 国内镍及镍合金冶炼国内近年来已用电炉等工艺处理红土矿300～500万t/a目前，有多家电炉炼镍合金的工厂在运行中。本公司一期工程已采用电炉生产镍合金，对电炉工艺、操作与维护技术的经验有一定的积累。2.4.2 国外镍合金冶炼国外采用RKEF工艺进行镍合金冶炼是非常成熟的技术主要采用此工艺的镍合金厂家如表2-3。表2-3国电炉生产镍合金的主要工厂表项目Description单位UnitPt.Antam印尼IndonesiaCerroMatoso哥伦比亚ColombiaFalcondo多米尼加DominicaHyu日本JapanPamco日本JapanSLN新喀里多尼亚NewCaledoniaLomadeNiquel委内瑞拉英美公司Codemin巴西英美公司Sorowako印尼PTIncoPobuzhsky乌克兰FENI马其顿Codeunin希腊Greece工厂进料湿度Moisture%3022～3023-2823～30302625～3025～2729～34矿石含Ni%2.22.21.382.1～2.52.32.71.481.441.8～1.92.41.251.1回收率Recoveryt9693.891.297～9897--87.5908788.588～89镍合金品位含Ni%18/2134～3638.916～2817～2322～3020～253078171720～25镍合金产量t/a2600049100285002200041000600001740065007200016000700019200·国外一些电炉参数见表2-1。第三章 冶 炼3.1 概 述虽然目前从硫化矿中提取的镍多于从氧化矿中提取的镍，但氧化矿中镍储量却远大于硫化矿中的镍储量。我国的镍储量约占世界镍储量.9%，是一个镍资源不足的国家，利用和开发国外镍资源是一项长期任务。本项目利用国外资源提取镍，符合国家政策。目前国内也有一些工厂用红土矿生产镍合金，但多数工厂是利用旧设备，工艺不完善，生产设施简陋，劳动条件差，环境污染大，技术经济指标落后，不符合国家环保政策。本可行性研究报告采用传统的红土矿生产镍合金工艺，技术成熟、可靠，风险比较低，并且可借鉴现有工厂的生产操作经验。同时也吸取了近年的冶金工业技术成果，设计中对一些关键设备进行改进，使其更完善。3.2 生产规模及产品3.2.1 生产规模生产规模为镍金属50,000t/a，根据印尼矿山的红土矿成分，处理红土矿2520000t/a（干基。3.2.2 产品方案在第二章的产品方案研究中已作了说明，镍合金含镍在27%～30%，为非铁磁体，一般不选用。只有高品位红土矿才生产含镍高的镍合金，用低品位红土矿生产含镍高的镍合金，要除去大量杂质，不仅消耗原材料多，而且也降低镍的回收率，十分不经济。如果生产的镍合金含镍很低，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，选择镍合金含镍为25%。粗镍合金成分见表3-1。表3-1粗镍铁成分（Wt%）成份NiFeCoCCrSiSP%25.072.064030055065085001

3.3 原料、燃料及辅助材料3.3.1 原料本项目处理的原料为红土镍矿矿石平均品位2%矿石的成分见表3-2本项目矿石属于硅镁型镍矿同时含有较高的镁和硅矿石中Fe/Ni=9.70,SiO/MgO=1.57，炉渣熔点约1530℃，适合电炉熔炼。表3-2 红土矿成分（干基，Wt%）成份NiFeCoMOS2CO%21.00062.03.0011成份A23C23O2O结晶其他%3000787351.024矿石含自由水4.00%。3.3.2 燃料及还原煤3.3.2.1 烟煤干燥焙烧用烟煤作燃料焙烧回转窑也用到部分烟煤作还原剂，煤消耗量为272322t/a,其中还原煤约54822t/a。其他为燃料煤，主要供干燥窑和焙烧—预还原回转窑作燃料用这部分烟煤制成煤粉。烟煤由当地市场购买市场典型烟煤的成分如表-3-4，烟煤的灰份成分如表3-5。表3-3 煤工业分析组成（实用基Wt%）组分固定碳挥发份灰份水分%4.02.01.01.0表3-4 煤元素分析组成（实用基Wt%）组分CSHONP灰份水分%6.10754001780950051.01.0表3-5 烟灰份成分组分Si2A23MOF23CO其他%7.60182131250951.33.3.2.2 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钢包。柴油的消耗量约为20205t/a。3.3.2.3 无烟煤（还原煤）焙烧回转窑用无烟煤和烟煤作还原剂，无烟煤消耗量为41117t/a无烟煤当地市场购买市场典型无烟煤的成分如表3-6，3-7。无烟煤的灰份成分如表-8。表3-6 无烟煤工业分析组成（实用基Wt%）组分固定碳挥发份灰份水分%6.67041.01.0表3-7 无烟煤元素分析组成（实用基Wt%）组分CSHONP灰份水分%6.230700980490250051.001.00表3-8 无烟煤灰份成分组分Si2A23MOF23CO其他%7.00202801201．01.03.3.4 辅助材料3.3.4.1 电极糊、电极壳焙砂还原熔炼的电炉采用自焙电极，消耗电极糊5159t/a，消耗电极壳383t/a。3.3.4.2 耐火材料干燥窑燃烧室、焙烧回转窑、电炉等设备均用耐火砖砌筑，消耗耐火砖量约2700t/a。氮气氮气作为煤粉制备的消火剂，精炼需要氮气用于LF精炼炉的搅拌，除去镍合金中夹杂物，使镍合金的成份、温度均匀。消耗氮气量为150m3/h，由氧气制备车间供给。氧气氧气主要用于烧开熔炼电炉放镍合金口、放渣口和LF精炼炉精炼。氧气由氧气制备车间通过管道供给，氧气消耗量为180m3/h。氧气还用于维修等全厂的氧气用量。

3.4 冶炼工艺组成及过程描述冶炼工艺由湿红土矿堆存、干燥、筛分破碎、、焙烧预还原、熔炼等工序组成。3.4.1 湿红土矿堆存湿矿堆场主要在厂区外，厂区内建小型湿矿堆场。矿石由海运至临时码头后送湿矿堆场堆存，再用汽车运输入厂区。在厂区湿矿堆场设2个受料斗。铲车将湿红土矿加入受料斗，红土矿由受料斗下短胶带运输机拖出，经定量给料机计量后，通过胶带运输机加入干燥窑，定量给料机采用变频调速调整给料量。3.4.2 红土矿干燥红土矿干燥采用回转式干燥窑设干燥主厂房1座2条生产线共用1台φ5×40m干燥窑。矿石计量在厂区湿矿堆场，通过胶带运输机直接加入干燥窑。干燥窑用煤粉作燃料。煤粉制备车间的煤粉通过仓式泵输送到干燥车间的煤粉仓，经煤仓下的环形天平秤和柔性密封送料锁气装置，用一次风输送到干燥窑燃烧室燃烧。燃烧后的烟气温度800℃～950℃进入干燥窑内。水矿。率3.4.3 筛分破碎于m。用0于m的入0于m3.4.4 设干矿贮存堆场（原料堆场）一座，用于后续工序不正常时临时贮存干矿还用于贮存还原（包括用于还原的烟煤和无烟煤熔剂（备用、返料（焙砂块料、块状烟尘）等。（）干矿堆场矿贮存堆场的干矿由铲车上料，返回干矿胶带运输机送至烟尘制粒及配料厂房的干矿仓。（2）熔剂、还原煤等辅料堆场设辅料堆场贮存预还原焙烧窑用的还原煤、熔剂、返料。预还原焙烧窑使用烟煤和无烟煤为还原剂，辅料堆场可贮存无烟煤5700t,烟煤1900t。如果进口的红土矿成分偏离适合矿热电炉熔炼的渣型较多，需要加入部分熔剂调整渣型，熔剂也堆存在辅料堆场。辅料堆场还用于堆存返料，返料包括回转窑产出的焙砂块料、电炉烟气冷却器收下的块状烟尘等。烟煤、无烟煤、熔剂用汽车从厂外运入辅料堆场；焙砂块料从回转窑窑头的格栅上流出至地面，集中破碎后用铲车运至辅料堆场电炉烟气冷却器收下的块状烟尘装入料罐，由叉车运至辅料堆场。3.4.5 设烟尘制粒及配料厂房一座，包括2套制粒和2套配料系统。每套烟尘制粒及配料系统包括：（1）干矿仓：3个，每个仓下配有1台定量给料机。2个仓为回转窑配料（也是窑前贮料仓1个仓用于贮存圆盘造球机用的干矿。（2）辅料仓：4个，烟煤、无烟煤、熔剂、返料各1个，每个仓下配有1台定量给料机。（3）烟尘仓：1个，仓下设1台可调速的双螺旋给料机和1台增湿螺旋输送机。（4）制粒厂房：设1台φ5.5m圆盘造球机。红土矿从干燥厂房通过胶带运输机运到烟尘制粒及配料厂房的干矿仓,同时烟煤无烟煤熔剂返（块状烟尘焙砂块料通过胶带运输机运到烟尘制粒及配料厂房的辅料仓中。矿仓下部配有定量给料机,几种料根据生产的需要进行配料,配好的混合料用胶带运输机运送到焙烧回转窑进行焙烧。干燥窑烟气系统、回转窑烟气系统和电炉烟气系统回收的烟尘及通风系统收集的烟尘通过气体输送泵输送到烟尘制粒厂房的烟尘仓里。烟尘制粒采用圆盘造球机，用干矿做粘结剂。烟尘制粒时烟尘按比例由螺旋输送机加到增湿螺旋输送机预增湿然后加入圆盘造球机，干矿则经定量给料机控制加入量，按比例配入圆盘造球机。双螺旋给料机配有变速传动装置（VSD），控制烟尘加入量。烟尘制粒加水量通过烟尘粒料含水量反馈控制，烟尘粒料含水量控制在24%左右。依比例配好的干矿、烟煤、无烟煤、熔剂、返料、烟尘粒料由胶带运输机送至回转窑焙烧主厂房。3.4.6 回转窑焙烧预还原焙烧还原主厂房设有3台φ4×100m回转窑。干矿、烟煤、无烟煤、熔剂、返料和烟尘制粒的粒料一起由胶带运输机运到回转窑厂房，通过溜槽加到回转窑内。回转窑主要有四个反应区：（1）预热区:彻底蒸发红土矿的自由水并提高物料温度；（2）焙烧区:当矿石被加热到温度达到700℃～800℃时，焙烧脱出结晶水，即烧损，除到0.5%，最大0.7%;（3）还原区:还原煤产生还原性气氛，还原红土矿中部分铁、镍和钴氧化物；（4冷却区:经过高温区焙砂加热到00℃往窑尾运动进入窑尾冷却区，温度有所降低。窑头（卸料端）设有回转窑煤粉烧咀。煤粉烧咀通过鼓入一次风和二次风的风量控制煤粉不完全燃烧，达到窑尾的还原性气氛，同时通过窑上风机鼓入三次风，将烟气中可燃性气体燃烧，提高回转窑的温度梯度。煤粉由煤粉制备车间输送到回转窑旁粉煤仓贮存，采用计量转子秤将定量的煤粉给到烧嘴。控制回转窑焙烧温度在1000℃左右，以防止回转窑结圈。焙砂温度为750℃～850℃左右连续排入中间料仓。回转窑卸料端设有格筛将块料排到料堆，块料破碎后返回辅料堆场。中间料仓的焙砂装入焙砂料罐，要求焙砂料罐密封、保温，减少焙砂热损失及被再氧化。焙砂通过料罐由料罐运输车运送到电炉厂房。回转窑排出的烟气温度为300℃，含有大量烟尘，经过电收尘器收集烟尘后通过烟囱排空。3.4.7 电炉熔炼电炉熔炼采用3台电炉熔炼焙砂，每台电炉额定功率25000kW，变压器容量为33000kVA,采用3台11000kVA单相变压器对应三根电极向电炉供电。焙烧回转窑产出的焙砂装入焙砂罐。用焙砂罐运输车、桥式起重机将焙砂罐运到电炉顶上的焙砂加料仓上，再通过加料管加入电炉。采用交流电炉熔炼，电炉对焙砂的加入量及加料点要求较高，目的是便于维持电炉内焙砂的料层。加料仓分成纵横各两行，每个焙砂加料仓设有多根加料管，电炉共设有25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。为了测量电炉的加料量和加料仓的焙砂量，加料仓采用称重料仓。电炉操作采用高电压、低电流模式。侧墙渣线部分采用铜水套冷却，提高电炉寿命。焙砂在电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25%的粗镍合金。还原过程产生大量的CO，含CO的电炉烟气可以通过两种方法进行燃烧，一种是在电炉上部空间中进行燃烧，另一种是在上升烟道中进行燃烧。这两种方法都可以使用。前者是将脱离料层的一氧化碳/二氧化碳烟气的混合物在电炉上部空间与大量空气混合，使烟气中的一氧化碳气体燃烧。后者是将进入上升烟道的含一氧化碳的电炉烟气与足够空气混合，使其所含CO充分燃烧。两种燃烧方式均要求控制炉膛温度950℃以下，避免烟尘烧结。为充分利用CO的燃烧热，我们采用使其在炉膛内燃烧，这样一来，炉膛空间要适当大些。炉渣通过位于电炉一端的两个排渣孔中的一个排渣孔半连续地排出，放渣温度约为1580℃（过热50℃）。炉渣通过溜槽流入水碎渣系统。约1480℃熔融镍合金（过热50℃）通过电炉另一端两个放出口中的一个放出口定期放入45t钢包内。钢包放置在精炼厂房的钢包车上，运到精炼炉继续处理。金属放出口和渣放出口采用泥炮和挡渣器堵上。水碎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，粒渣由捞渣机捞出后就地堆存，再由汽车外运厂外，卖给签约用户。水碎渣的水经过澄清、冷却塔冷却后，用水泵加压后再用于渣水碎。3.4.8 燃煤堆场受场地限制，烟煤堆场暂定储存时间12d，储存量约9200t。外来烟煤运入烟煤堆料场堆存，用铲车堆和取，烟煤堆高4m。为了防止风吹雨淋造成烟煤流失，堆料场设雨棚。当生产时，用铲车将烟煤加入料斗，用带式运输机运往煤粉制备车间。3.4.9 煤粉制备设煤粉制备车间1座，内设25t/h立式煤磨机1台。储存于煤堆场的块煤由胶带输送机送至块煤仓，再由定量给料机加入立式煤磨机内。进行磨制后，产出的煤粉随烟气送入防爆脉冲袋式收尘器，收下的煤粉进入煤粉仓，由仓式泵通过压缩空气送往使用点的煤粉储仓。烟气由风机排空。煤粉制备需要的热烟气由燃烧室产生的烟气通过收尘、阻火、调温后通入立式煤磨机内。3.5 冶金计算3.5.1 年作业率工厂年工作330d，每天生产24h，考虑各种因素对生产的影响，干燥的作业率为75%，焙烧预还原、熔炼等车间的作业率为80%。3.5.2 红土矿干燥计算红土矿含水34%，干燥到含水20%，红土矿干燥物料平衡（干基）见表3-9。煤粉消耗量：55500t/a(8.448t/h)。表尘。3.5.3 烟尘制粒生产中产出大量,为了减少循环烟尘量,将烟尘制粒。烟尘制粒物料平衡（干基）见表3-11。3.5.4 焙烧计算回转窑焙烧预还原是使红土矿和烟尘粒在回转窑中焙烧，脱去物料中的物理水、结晶水和使碳酸盐分解，同时使部分金属还原，加热炉料，有利于电炉熔炼。回转窑焙烧预还原的主要设计参数见表3-12。表3-9土矿干燥物料平衡(6570h/a)数 量Nitath%ta加 入红土(基)252000038354250400产 出干红土矿(基)2干燥烟尘2损 失2合 计2表3-10干燥的烟量及烟气成分成分C2S22O22烟量3/h%4950002.441.866.351700表3-1烟尘制粒物料平衡(6570h/a)数 量Nitath%ta加 入干燥烟尘2323024焙烧尘181818282254091电炉尘188793283534干红土矿(基)1866002923732干红土矿中水375356加入水351905合 计61229993=SUM(ABOVE)11381产 出烟尘粒矿(基)463025702.4411311烟尘粒矿中水146218损失30570.52.2970合 计61229970.511381表3-12焙烧预还原的设计参数参 数红土矿烟尘粒作业率80%回转窑加料量（干基）t/h70炉料含水20%24%回转窑烟气氧含量3.401%焙砂还原程度Ni/i（tota）2%2%Co/o（tota）6%6%Fe2+/Fe(total)45%45%Fe°/Fe(total)1.3%1.3%焙砂中挥发份0.5%0.7%回转窑烟气温度300℃干矿在回转窑中烟尘率10%烟尘粒料在回转窑中烟尘率25%回转窑焙烧预还原的物料平衡（干基）见表3-13。煤粉消耗量：127743t/a(18t/h)；还原无烟煤消耗量：41117t/a(3.91t/h)；还原烟煤消耗量：13706t/a(2.07t/h)。回转窑焙烧预还原的烟量及成分见表3-14。表3-13 焙烧预还原的物料平衡（3台回转窑，6570h/a）数 量Nitath%ta加 入干红土矿(基)21786043322烟尘粒矿(基)463025702.4411311煤粉灰分(基)158992还原煤灰分(干基)87441合 计2666272406=SUM(ABOVE)54883产 出焙 砂24844543782.04=SUM(ABOVE)50792焙烧烟尘181818282.254091合 计2666272=SUM(ABOVE)54883表3-14 焙烧预还原的烟量及成分（3台回转窑）烟 气 成 分烟量3m/hC2S22O22%1.330092.783415.59313110烟气含尘58g/3。3.5.5 电炉熔炼3.5.5.1 元素分配系数K=（wt%Ni）e/(wt%Nis见表-1。表3-15 电炉熔炼元素分配系数元素NiCoSCuPK5.5.2 电炉熔炼物料衡电炉熔炼的物料平衡和烟气成分分别见表-16、表3-17。表3-16 电炉熔炼物料平衡(3台电炉,6570h/a)数 量Nitath%ta加 入焙 砂24844543782.04=SUM(ABOVE)50792产 出镍合金2000003025.0050000炉 渣2220264338001222烟 尘1887932.83534损 失45312240.0836合 计2484454=SUM(ABOVE)395=SUM(ABOVE)50792表3-17 电炉熔炼烟气成分及烟量（3台电炉）名称烟 气 成 分 %烟量（3/h）C2CO2O22电炉3150032571.297.9618600烟气含尘16.13g/3出电炉烟气温度为950℃,以上烟气量和成分为出电炉兑冷风后进入收尘系统的数值，其温度为00℃。粗镍合金成分见表3-1，电炉渣成分见表3-18。表3-18 电炉渣成分（Wt%）成份NiOFeOCoOCaOCr2O3SiO2MgOAl2O3S其他%0.025.460.010.191.0752.4632.104.180.034.403.6 主要设备选择及说明3.6.1 红土矿干燥窑水为为窑1。3.6.2 烟尘制粒烟尘制粒的好坏，对生产过程中烟尘的产出率有决定意义，为了减少烟尘的产出，1、生产线各选用一套烟尘制粒装置。根据计算，总混合烟尘处理量为24.86t/h，配入干矿量16.57t/h,烟尘制粒的作业率为80%，产出粒料9.82t/h。考虑生产的不均衡性，烟尘制粒选用2台φ5.5m圆盘制粒机。制粒后的烟尘粒料含水24%。3.6.3 焙烧回转窑本项目处理红土矿2520000t/（干基产出的镍合金含镍50000t/a。焙烧回转窑处理红土矿330t/h（含水20%），烟尘粒矿70t/h（含水24%），焙烧回转窑的作业率为80%，选用规格为φ4.4×100m焙烧回转窑3台。焙烧回转窑用煤粉作燃料，用无烟煤和烟煤混合作还原剂，还原剂由窑尾加入。壳体上的风机将三次风鼓入回转窑内，燃烧还原剂的挥发份，控制回转窑内的温度梯度。3.6.4 焙砂运输上料系统焙砂输送和电炉上料系统主要设计参数(对应1台电炉)详见表3-19。表3-19 焙砂输送和电炉给料系统设计参数参 数单位数值窑头焙砂温度℃750～80焙砂堆比重t/311安息角°10额定电炉给料量t/h44.92设计电炉给料量t/h45运送车车速m/min24吊车速度m/min30提升高度m26.5提升速度m/min30（）焙砂料罐初定焙砂料罐正常容量3t最大容量28t3个料罐2用1备。料罐的直径φ3.4m，高.5m。图3-1为焙砂料罐的剖面图。（2）焙砂运输车初定焙砂运输车60t，2台，1用1备，采用连续定位系统，设有称重设施，并有PLC自动控制，与焙砂起重机连锁。（3）焙砂起重机初定焙砂起重机Q=60t，2台。焙砂起重机的特点如下：采用全自动专有PLC控制，电机采用变频调速。3.6.5 电炉电炉采用3台33MVA圆形交流电炉，3根自焙电极三角形布置，作业率为80%。电炉的参数见表3-20。图3-1 焙砂罐的剖面图表3-20 电炉工艺设计参数(单台)项 目单位额定值设计值电炉给料量th4.245焙砂温度℃775775变压器kVA3300033000镍合金产量t/a7000070000炉渣产量t/a2417812417813.6.6 煤粉制备煤粉制备车间为干燥窑干燥和焙烧回转窑焙烧提供合格煤粉。煤粉的消耗量217500t/a，年作业率75%，要求煤粉粒度-200目的占80%以上，确定煤粉制备系统的生产能力为38t/h。3.6.7 空压机压缩空气主要用于烟尘气力输送、煤粉输送、气动设备、自动控制。本项目压缩空气分工厂压缩空气和仪表压缩空气。考虑用于气力输送烟尘、煤粉等，工厂压缩空气为干燥压缩空气。压缩空气总使用量为10m/min,使用压力为600～700kPa。选用４台58.23/mn螺杆空压机，空压机压力为085Pa,每台空压机配套冷冻式干燥机。另选用２台12.3/min,0.8MPa无油螺杆式空气压缩机及过滤设施，用于提供仪表压缩空气。3.6.8 主要设备说明回转干燥窑、焙烧回转窑和镍合金熔炼电炉三个主要设备具体说明如下：3.6.8.1 回转干燥窑回转干燥窑是传统又成熟的干燥设备，其结构不再做详细说明。回转干燥窑和燃烧室的主要技术性能参数如下：干燥窑规格： φ5×40m干燥方式： 顺流干燥主电机功率： ～355kW干燥窑转速： 0.5～2r/min辅助电机功率： ～30kW干燥窑总重： ～580t燃料种类： 粉煤燃烧室有效容积： ～2203燃烧室总重： ～820t3.6.8.2 焙烧回转窑（1回转焙烧窑的作用是a.完全脱除红土矿所含的表面水b.将矿中的结晶水降低到0.5%～0.7%；c.对矿中所含的铁、镍、钴的氧化物进行预还原；d.产出高温焙砂。焙烧窑的进料包括干燥后的红土矿、制粒后的烟尘和还原煤。焙烧窑的粉煤燃烧器安装在出料端，出窑焙砂温度设定在750～850℃以窑内不结料圈的最高温度为宜烟气从加料端排出粉煤燃烧的一次风和二次风分别由一次和二次风机送入粉煤燃烧器，而三次风由背在窑筒体上的三次风机提供。三次风机的使用能够更好地进行温度和还原气氛的控制。（2）回转焙烧窑的结构说明：回转焙烧窑由筒体、滚圈、托轮、挡轮、传动装置、出料端罩、加料端罩、出料和加料端密封、砌体等组成。筒体为圆筒形，由钢板焊接而成，滚圈所在的位置使用较厚的钢板。加料端的筒体设计为圆锥形，用来配合加料溜管的布置。焙烧窑采用四档支撑。在三、四档滚圈上安装有液压挡轮。传动系统采用双传动方式，均配有主传动电机和辅助电机。出料端罩是钢板焊接而成，内衬隔热层，出料端密封为弹性板形式。加料端罩也由钢板焊接而成，内衬耐火材料。加料端罩顶部设有一根下料管。加料端密封为接触摩擦板的形式。筒体内衬约230mm厚的浇注料。从加料端开始，前段砌筑粘土质浇注料，后一段砌筑高铝质浇注料。回转焙烧窑的主要技术性能参数：6.7万t/a生产线所采用的回转焙烧窑规格为φ4.4×100m，主要技术性能参数。筒体规格 φ4.4×100m回转转速 0.2～1.2r/min主电机功率 ～450kW辅助电机功率 ～75kW焙烧窑总重： ～2300t其中耐火材料重量：～1100t钢结构重量： ～1200t3.6.8.3 电炉电炉是成熟可靠的熔炼设备，红土矿炼镍合金也多采用电炉熔炼。6.7万t/a生产线采用的电炉为33000kVA圆形炉型，电极三角排列，其结构设计具有以下特点：炉体钢结构：炉底支承采用双层钢梁网状结构，炉体骨架为整体弹性结构，这种结构可以保证对炉子砖体均匀夹紧和砖体升温过程中的均匀膨胀。熔池部分砖与炉壳之间有立水套冷却，渣线部分有两层平水套，这种结构可以确保炉子的寿命。炉顶采用H型水冷钢梁支承的钢纤维增强耐火浇注料浇注的整体炉顶，寿命长，密封性好。电极的升降、压放为液压传动。电极导电系统由变压器—水冷铜管短网—固定集电环—软铜带—移动集电环—导电铜带—铜瓦—电极组成。该导电系统压降小，功率因数高，炉顶工作条件好。铜瓦的夹紧采取每个铜瓦由一个顶头顶紧，顶紧靠弹簧，顶紧力可调。由于导电铜带代替了导电铜管，导电铜管的刚性对铜瓦的压紧的影响已不存在，用顶头顶紧铜瓦能满足要求，这种结构简单可靠，调节方便。电极能够顺利下滑。电极孔处设计有简单可行的密封圈，减小烟气外泄。电炉的炉体结构和电极均为ENFI开发设计，并已在多台大型电炉上实践，证明工作可靠，可以保证炉子的寿命和作业率。33000kVA电炉的主要技术性能参数：电炉变压器： 33000kVA；低压侧电压： 275～550～850V（角接；低压侧最大电流：34641A； 变压器类型： 单相；变压器台数： 1台；电极数量： 3根；电极直径： φ1200mm（自焙电极；电极间距： 380