红土镍矿冶炼新工艺介绍

红土镍矿冶炼新工艺简介

1神雾集团江苏省冶金设计院有限公司2015年5月二、神雾集团红土镍矿冶炼新工艺介绍一、神雾集团简介一、神雾集团简介三、红土镍矿冶炼新工艺优势四、结论成立于1999年，目前公司注册资本3.6亿元人民币。企业宗旨：争做全球化石能源消耗市场节能和低碳技术解决方案的提供商，致力于全球工业节能减排技术与资源综合利用技术的研发与推广。企业资质：化工行业甲级工程设计资质、

冶金行业甲级工程设计资质、炉窑工程专业甲级资质、

工程咨询甲级资质、对外承包工程资质、压力容器和压力管道特种设备设计许可、

已拥有核心技术专利200余项，正在审批的核心技术专利300余项。发展现状：截至到目前，神雾集团拥有9家子公司（一家为上市公司），员工3300余名，总资产79亿元；2013年公司全年节能项目订单56亿元；2012年12月6日，在德勤发布的“2012中国清洁技术20强企业”名单中，神雾集团名列第一。2013年7月生态文明（贵阳）国际论坛上发布的“2013中国节能服务公司百强”第二名。一、神雾集团简介

在中关村创办成立北京神雾喷嘴技术公司1995

投资1亿元在昌平建成占地60亩的神雾工业园1999

全资收购北京华福工程有限公司，开始进入石油化工节能市场2005

投资近5亿元建设占地100亩的神雾节能与大气雾霾治理技术实验室；2009引入战略投资人，完成私募完成国内重组，组建完集团化管理架构，实现集团股份制改造

2010951005070999042004

在国内率先发明烧嘴式蓄热燃烧技术。14

全资收购江苏省冶金设计院有限公司；投资3亿元建设集团核心节能设备制造中心--湖北神雾公司

2007

实施转型。并购上市公司天立环保（股票代码300156）一、神雾集团简介2014神雾集团核心技术的应用领域有色金属机械制造炼油化工、石油化工、煤化工建筑材料（陶瓷、玻璃）钢铁冶金固废综合处理工业、民用火力发电锅炉5一、神雾集团简介神雾集团节能与大气雾霾治理技术实验室旋转床转底炉一、神雾集团简介神雾集团基础实验室转底炉直接还原中试平台蓄热式铁浴炉中试线出铁水一、神雾集团简介俄罗斯中国印度澳大利亚尼日利亚印度尼西亚菲律宾老挝越南波兰瑞典乌克兰伊朗

神雾集团全球业务分布8一、神雾集团简介二、神雾集团红土镍矿冶炼新工艺简介北京神雾环境能源科技集团股份有限公司依靠自主开发的蓄热式燃烧以及直接还原技术，探索出红土镍矿还原熔炼处理新工艺—蓄热式转底炉-蓄热式铁浴炉双联工艺。本工艺技术成熟、稳定，资源消耗、能源消耗和环保等技术经济指标均处于国际先进水平，能够实现从红土镍矿中高效、清洁提取镍铁资源，生产镍铁合金产品。二、红土镍矿处理新工艺简介工艺流程图蓄热式转底炉-蓄热式铁浴炉双联工艺流程二、红土镍矿处理新工艺简介神雾集团从2005年开展红土镍矿处理新工艺的研究；目前核心研发团队30余人，90%以上具有博士、硕士学历，还聘有具有丰富工艺设计、现场调试与运行经验的国外技术专家，另加基础试验和中试实验员40余人，共计70余人；覆盖钢铁冶金、化工、热能等多个专业，江苏院和华福公司分别提供冶金、化工专业的技术转化工程支撑；已投资8000万元建成了规格齐备、测试体系完善的的基础实验装置、性能测试装置及大型中试试验平台。目前本工艺已进行了大量的中试试验，实验结果理想。第三章、红土镍矿冶炼新工艺研发团队新工艺采用蓄热式转底炉直接还原技术，该技术已获得国家、省部级多项科技成果，并作为节能、环保类技术进行全国推广，相关项目已被作为财政部、科技部联合执行的“国家科技成果转化引导基金”的支持项目，获得的资质、奖励等如下：2014年《国家重点节能低碳技术推广目录》2013年度科技部“国家重点新产品”二、红土镍矿处理新工艺简介技术鉴定成果中国机械工业协会科学技术成果鉴定

2012年神雾集团“蓄热式转底炉直接还原炼铁中试装置及工艺”通过中国机械工业联合会的科技成果鉴定。镍矿：含Ni1~1.5%；镍铁：含Ni14%以上。技术鉴定成果该成果综合水平达到国际领先二、红土镍矿处理新工艺简介获奖成果2013年10月，“蓄热式转底炉直接还原技术开发及产业化推广”荣获中国机械工业科学技术奖一等奖2014年11月，“蓄热式转底炉直接还原技术开发及产业化推广技术”荣获第四届绿色制造科学技术进步奖一等奖“蓄热式转底炉”获得中关村国家自主创新示范区新技术新产品“煤基直接还原转底炉及其燃烧方法”专利荣获中国专利优秀奖二、红土镍矿处理新工艺简介环保产业可持续发展重点推广项目

2013年6月，“蓄热式煤基转底炉直接还原冶炼技术”项目列为2013年度中国环保产业可持续发展重点推广项目，并入选首都科技百项成果汇编节能环保类技术。国家推广项目二、红土镍矿处理新工艺简介节能低碳技术推广目录

2014年神雾集团“蓄热式转底炉处理含锌粉尘回收铁锌技术”入选2014年国家重点节能低碳技术推广目录（2014年本节能部分）。国家推广项目二、红土镍矿处理新工艺简介示范项目单位：印尼Balinton公司、印尼PT.TitanMineralUtama公司。项目技术成熟可靠，工艺装备先进，经济上合理为国内外红土镍矿综合利用起到示范作用，是环境友好型项目建设示范项目二、红土镍矿处理新工艺简介新工艺处理红土镍矿特点1、原料适应性强，能用廉价资源生产高价值产品；

2、金属镍收得率提高，产品杂质含量降低；3、采用多项节能工艺技术，能耗低；4、气体废弃物排放少、无固废产生，环境友好。新工艺特点二、红土镍矿处理新工艺简介新工艺采用选择性还原工艺，可对铁、镍资源进行选择控制性还原，原料红土镍矿镍品位要求低、产品-镍铁镍含量高，镍铁杂质少，原料适应性强。

1、原料适应性强2、金属镍收得率提高新工艺利用转底炉对还原球团进行选择性还原，再进入蓄热式铁浴炉进行熔分，实现镍铁和渣的分离，镍收得率高，可达92～94%。新工艺特点二、红土镍矿处理新工艺简介与传统工艺相比，新工艺气体废弃物排放量大大减少；所有投入的原料都生产成产品，整个流程避免了传统流程中的固体废物排放，极大地减少了环境污染，提高了资源利用效率，环保效益显著。4、气体废弃物排放少、无固废产生，环境友好采用转底炉直接还原、蓄热式高温空气燃烧、低热值煤制备煤气、DRI热送铁浴炉等先进的节能技术，能够降低工序能耗，提高资源收得率，为整个工艺节能减排和资源循环利用创造了条件。3、工艺流程短、能耗低新工艺特点二、红土镍矿处理新工艺简介蓄热式转底炉-蓄热式铁浴炉双联工艺车间包括：原料车间、球团车间、煤制气车间、转底炉车间、铁浴炉车间和铸铁车间。二、红土镍矿处理新工艺简介车间组成红土镍矿还原球团车间主要完成还原球团的制备，生产合格的还原性球团进入转底炉进行直接还原，生产线采烘干机—压球机—链篦机生产工艺，其中烘干机燃料为洁净煤气，链蓖机烘干热源为转底炉经余热回收后的烟气。球团车间二、红土镍矿处理新工艺简介新工艺采用神雾双床流化床气化技术将低热值煤制备成洁净煤气作为燃料，为转底炉及铁浴炉提供能源（见下图）。该洁净煤气的制备过程中无氮氧化物、硫氧化物、PM2.5等污染物排放，为清洁能源。神雾双床流化床气化技术煤制气车间二、红土镍矿处理新工艺简介转底炉车间主要是利用转底炉对红土镍矿还原球团进行选择性还原，还原温度可达1500-1600℃。燃料为洁净煤气。转底炉烟气经余热回收及管式换热器回收热量后引入链蓖机。转底炉车间二、红土镍矿处理新工艺简介铁浴炉车间主要由铁浴炉熔化转底炉生产的DRI，使镍铁和渣分离，从而得到镍铁。铁浴炉炉内温度可达1700℃，铁浴炉采用双蓄热式燃烧技术，可将助燃空气预热到1200℃，煤气预热到1100℃。铁浴炉车间二、红土镍矿处理新工艺简介三、红土镍矿冶炼新工艺优势三、红土镍矿冶炼新工艺优势红土镍矿原矿、还原煤、石灰石混合压块转底炉高温还原DRI蓄热式铁浴炉镍铁合金渣转底炉-铁浴炉工艺流程红土镍矿原矿、还原煤、石灰石混合回转窑还原焙烧DRI矿热炉镍铁合金渣RKEF工艺流程造球新工艺高效先进性序号转底炉-铁浴炉工艺流程传统工艺工艺流程1原料条件整体工艺可进行有效的控制、选择性还原，红土镍矿中Ni品位要求1.2%甚至更低。整体工艺由于无法进行有效的控制、选择性还原，红土镍矿中Ni品位要求1.5%以上。2能源介质对原燃料的要求很低，理论上可以适合任何原燃料，神雾集团已成功开发蓄热式燃烧技术将低热值、价格便宜的煤气(>1200kcal/Nm3)用于生产红土镍矿；由于燃料采用洁净煤气，H2S含量≤10mg/m3使得烟气中粉尘、S含量等低，能满足较高的节能环保要求。项目主要燃料介质为煤、焦丁和电能，能源价格高，受地区和环境的影响较大；大量使用煤粉，产生烟气中粉尘和S含量超标，必须设置脱除设备才能满足较高的环保要求。3产品方案镍回收率较高，产品-镍铁品位约~12%，最高可达18%；可采用粒化工艺，产品对后续工艺精确配料和生产存在极大的优势；镍回收率较低，产品-粗镍铁品位约10~12%；若要提高质量需进行精炼处理；一般采用铸锭工艺，产品对后续工艺存在生产存在不便。5投资单位处理能力设备和基建投资相对较低，在保持高度机械化和自动化操作的同时，投资费用大约低～10％。单位处理能力设备和基建投资相对较高6总体评价新工艺，项目原料条件广泛、产品质量较高，经济效益较好。传统工艺，项目原料条件要求高、产品质量较低，经济效益较差。新工艺高效先进性三、红土镍矿冶炼新工艺优势序号转底炉-铁浴炉工艺流程传统工艺工艺流程7主要设备7.1还原设备单位处理能力设备投资低；单台设备最大处理能力高（可达80万吨/年红土镍矿）；球团入炉粉化率低，设备运行稳定，生产作业率高达330天，粉尘排放浓度低，除尘压力轻；转底炉通过多烧嘴布置，可完全有效的使炉内温度和还原气氛的精确控制，预还原效果好，可形成MeC，为后续深还原提供便利；由于还原焙烧温度高，SO2排放量低。单位处理能力设备投资高；单台设备最大处理能力低（＜60万吨/年红土镍矿）；由于入炉粉化率较高，设备运行不稳定，易结圈，必须停窑检修，作业率低（一般为310天），粉尘排放浓度高，除尘压力大；整个窑体只有一个窑尾燃烧器，难于实现窑内温度和还原气氛的精确控制，预还原效果差；由于还原焙烧温度低，SO2排放量高。7.2冶炼设备通过转底炉与铁浴炉双联工艺和神雾自主知识产权的热送工艺，热送温度高达800~900℃，将高温球团直接入炉，节能降耗；冶炼电耗950kwh/t。铁浴炉采用蓄热式燃烧技术，利用清洁煤气作为燃料资源；冶炼过程中可有效利用原料中的碳化物作为还原剂，大大降低了还原剂的使用，不使用焦丁；还原气氛和时间均能有效控制，产品-镍铁中的品位高。由于生产管理等诸多因素的影响，完全做到球团热装入电炉冶炼是很困难的，因此一般均设置冷装线，因此电耗较高；冶炼电耗高达4000kwh/t，生产成本高；冶炼还原剂配加焦丁，浪费了大量的焦煤资源；冶炼过程中为调整炉渣成分需配入生石灰和CaF2，造成对环境的污染；由于过分深度还原，造成了产品-镍铁中的镍品位较低，需进行精炼处理，增加了工序。新工艺高效先进性三、红土镍矿冶炼新工艺优势新工艺清洁环保性1、除尘环保措施原料均采用封闭厂房设计并配置喷雾抑尘工艺和装置，大幅降低粉尘一次污染；所有转运胶带转运过程中均采用封闭式通廊结构并加设胶带罩，采用转运自循环环境除尘；所有转运系统均采用防尘设计和装备，并在卸料点配置先进的干粉抑尘工艺和设备；以上措施相对于传统工艺可有效降低起尘量约30%，大大降低了粉尘的产生；所有粉尘排放点均采用有组织回收，通过高效布袋除尘器和四电场电袋除尘器进行净化排放，有效降低了粉尘的排放浓度，除尘效率大于99.5%；所有除尘器收集粉尘均采用密封式仓式泵气力输送系统，有效降低了粉料循环使用过程中的无组织粉尘排放点；以上措施使排放的粉尘浓度≤30mg/m3，最低可达20mg/m3，排放浓度符合GB28663-2012《炼铁工业大气污染物排放标准

》《限值地区排放标准》以上措施相对于传统工艺可有效降低粉尘排放量约50%，大大降低了粉尘的排放；三、红土镍矿冶炼新工艺优势新工艺清洁环保性2、烟气排放环保措施本项目采用神雾集团自主知识产权蓄热式燃烧技术，大幅提高了燃气的热效率，热效率可提高15%以上，降低烟气产生量约30%；本项目的转底炉、铁浴炉均采用高温燃烧、高温还原工艺，并始终保持强还原性气氛，可有效还原剂降低SO2、NOx的产生；本项目采用双床式粉煤气化工艺，煤气通过干法-湿法双联脱硫工艺，H2S含量≤10mg/m3；降低了燃料中S含量；本项目通过综合渣比的控制和调整，使炉渣有效脱硫率高达≥95%；以上措施相对于传统工艺可有效降低SO2、NOx排放量约20%，大大降低了SO2、NOx的排放；三、红土镍矿冶炼新工艺优势新工艺清洁环保性3、能源消耗环保措施本项目采用神雾集团自主知识产权蓄热式燃烧技术，大幅提高了燃气的热效率，热效率可提高15%以上，降低一次能源—煤气消耗量约15%；本项目采用能源梯级回收循环使用的工艺布置，转底炉烟气经余热锅炉回收后送至原料烘干系统回收利用；铁浴炉烟气送至原料烘干系统回收利用；本项目所有的工艺烟气排放温度均≤120℃；本项目的余热锅炉产生的蒸汽并网外送或配套发电系统，自发电可供本项目用电量的15%；

以上措施相对传统工艺可有效降低工序能耗10-20%。三、红土镍矿冶炼新工艺优势新工艺清洁环保性

神雾集团拟在某沿海城市建设年处理红土镍矿300万吨的生产线，经计算该项目的各污染物排放量如下表所示，并与当地一家采用传统生产工艺厂家各污染物排放量进行比较。各污染物排放量对比大气污染年排放量

粉尘(t)SO2(t)Cr(kg)Ni(t)当地某厂539.96150.811.979.72神雾集团4601309.8914.22降低比例%151417.456.6三、红土镍矿冶炼新工艺优势新工艺清洁环保性能源消耗对比表（吨镍铁）序号名称单位单耗折算系数折合kgce当地某厂神雾集团当地某厂神雾集团1还原煤t

0.930.900

8372洁净煤气m3

110250.179

1973.483天然气m3

12.881.330

17.134电耗kWh5200937.940.4042100.8378.935补充新水m39.926.220.0860.852.256压缩空气m30.390.0400.02

7液化气kg4.81.8909.07

8焦炭t1.220.9711184.62

9工业氧气m30.10.4000.04

10蒸汽kg

-27800.