【钢铁冶炼】-镍铁冶炼工艺

镍铁冶炼工艺镍铁冶炼工艺镍铁冶炼工艺高镍合金工艺选择含镍红土矿是由含镍橄榄岩在热带或亚热带地区经长期,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层(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。(1)湿法工艺流程较成熟的湿法工艺流程有:CaronHPAL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,700℃时选择性还原成金属镍(钴和一部分铁被一起还原),还原的金属镍经过氨浸回收。干,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℃,,,有些工HPAL流程处理的红AlMg低,Mg<4%,Mg越高,耗酸越高。(2)火法工艺流程70%,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RKEF流程(回转窑—矿热炉工艺)、多米尼加鹰桥竖炉—矿热炉法、日本大江ft回转窑直接还原法等。多米尼加鹰桥竖炉—矿热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、矿热炉熔炼生产粗镍铁、粗镍铁在钢包炉中精炼等工序。日本大江ft回转窑直接还原法生产镍铁,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:(1):,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铁合金。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。: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。矿热炉熔炼:还原金属镍和部分铁,将渣和镍铁分开,生产粗镍铁。精炼:一般采用钢包精炼,:硫、磷等。通过分析,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。RKEF工艺非常适合本项目红土镍矿的性质,因此,本项目可采用RKEF 流程生产镍铁。即干燥一焙烧/预还原一矿热炉熔炼的工艺流程 ,暂不考虑精炼工序。产品品种采用低品位红土矿生产含镍高的镍铁,需要除去大量杂质,不仅原材料消耗多,而且也降低镍的回收率,十分不经济。,,影响产品的销售,,设计选择镍铁含镍10%3-1。表3-1 镍铁成分(Wt%)成份 Ni Fe Co C Cr SiS P% 10.00 87.35 0.29 0.30 0.550.60 0.07 0.035生产规模3矿热矿热炉,年产镍铁合金(10%)18t/a。车间年生产天数330d/a,矿热炉年生产天数330d/a。主要原辅材料和技术条件红土矿红土矿(氧化镍矿石)是生产镍铁合金的主要原料,主要是,由于铁的氧化,矿石呈红土状。红土矿一般含有20~40%的水分,需要在,这个过程是在干燥窑和回转窑中进行的,,然后破碎并加入炭素还原剂加入到回转窑。矿石被焙烧脱水和还原后在保温状态送矿热炉车间。10%时,1.6%,矿3—2Fe/Ni=9.625SiO2/MgO=1.96。矿石含水40%,其中结晶水为~10%,外表水为~30%.年处理红189t/a。表3—2 红土矿成分成份 Ni Fe Co MgO SiO2 Cr AlMn Ca H2O结晶% 1.61 15.7 0.04 16.4 42.00.96 2.85 0.25 1.64 10.0燃煤,煤粉用褐煤生产,14.4t/a(干基)4000~7500kcal/kg之间。尤其灰及硫的含量较低,平均含硫量1%以下,1~9%之间,38~43%之间。无烟煤,,由中国8.1t/a(干基)。炭质还原剂入炉技3-3。表3-3 炭质还原剂技术条件物料名称固定炭灰分挥发分PSH20粒度mm无烟61.317.7.00.00.7012.05～煤6641530石灰7.2t/a3-4。3-4物料名称：石灰化学成化学成CaOSiO2PS粒度mm分%90.30.720.0080.015 ≤60柴油柴油：柴油作为辅助燃料，主要用于干燥窑、焙烧回转窑、801.4.5电极糊4500t/a。主要从河北等地购买。按YB/T5215-9650～150mm。具体3-5。3-5项目牌号灰分%挥发抗压强MPa电阻率μΩm体积密度g/cm314.012.0～15.5≥18≤65≥1.3826.012.0～≥17≤75≥1.3815.515.5生产工艺简述矿热炉熔炼采用圆形矿热炉熔炼焙砂。矿热炉变压器33MVA,311MVA218102212211580℃（50℃）。炉渣中，粒渣由抓斗起重机抓出后就地滤水堆存，再由汽车外运厂外，卖给签约用户。水碎渣的水经过澄清、冷却后，用2-1。图2—1镍铁合金生产工艺流程镍铁水不锈钢冶炼车间主要设备选择电炉设备⑴电炉炉形选择交流电炉炉形一般有圆333633000kVA3—7。表3—7 33000kVA镍铁电炉主要技术参数序序参数名称主要技术参单备注号1矿热炉炉型数内燃固定式位2额定功率33000kV11000kVA×A3（单相）3变压器一次110kV侧电压250V-4904二次侧电压V恒电流490V-950V恒功率5电极直径φ1300mmmm6电极行程1500mm7极心圆直径φ4300mm8炉壳直径φ17500mm（内）9炉壳高度6500mm10出铁口个数2个10出渣口个数2个⑶电极升降、压放、把持系统电极升极采用液压缸升降方式。把持器采用压力环式，能保证每块铜瓦与电极都接触良好。压放装置采用液压抱闸和压放缸组成。铸锭机35m，双链滚轮移动式铸锭机，用233MVA265t/h。铸锭机技术性能见表2－8。2－8（需订正）序号项目单位技术规格备注1铸锭机的型式：双链滚轮移动式2台2铸锭机链轮中心斜长m353铸锭机倾角°7.54运行速度m/min3-185铸铁模间距mm2506链带节距mm5007铸铁模腔数4Z=108链轮节圆直径Φ1618mm9减速器（两台）型ZS125号10电动机（两台）转r/m980速in型号YVP200L2-6功率KW22转速rpm98012喷浆泵2型号ZPNL-11流量M3/60h13搅拌机（一台）型号:XLD5-59功率KW4514冷却水泵IS150-125-400A功率KW2.23—9。3—9序号序号名称指标备注1电炉座数单位座数量32电炉变压器额定容量MVA333产品品种镍铁4车间年产量t/a1800含Ni~10%005车间年工作日d3306电炉年工作日d3307劳动定员人13508主要原辅料消耗红土原矿（湿Kg/t1050平均品位基）01.6%褐煤800无烟煤450石灰400电极糊25电极壳2.55钢材10耐火材料189电耗50kWh/t砂砂动力消耗kwh/t250冶炼电耗kwh/t370010电炉渣量万t/a 97序号12345678镍铁车间主要技术经济指标指标名称单位座MVA数量333镍铁t/add人1800003303301350含Ni~10%备注电炉座数电炉变压器额定容量产品品种车间年产量车间年工作日电炉年工作日劳动定员主要原辅料消耗红土原矿（湿基）褐煤无烟煤石灰电极糊电极壳钢材等耐火材料9电耗动力电耗冶炼电耗10电炉渣产量kg/tkg/tkg/tkg/tkg/tkg/tkg/tkg/t10500800450400252.551018平均品位1.6%kwh/tkwh/t万t/a250370097约550kWh/t焙砂为了搞好安全生产,除了有正确的安全方针和必不可少的规程、制度、标准之外,还必须建立相应的管理制度去监督检查和贯彻执行安全方针、法规、制度、标准劳动者遵章守纪。一、企业负责,就是说企业在管生产的同时,必须管安全。企业从创建、生产准备到生产的过程,都要保证人员、设备、环境的安全,不能只讲经济效益,忽视安全。二、一般规定:1、新工人和实习人员必须进行安全知识教育,特别是防毒教育,经考试合格者,方可进入现场工作和学习。2、为了搞好安全生产,除了有正确的安全方针和必不可少的规程、制度、标准之外,还必须建立相应的管理制度去监督检查和贯彻执行安全方针、法规、制度、标准劳动者遵章守纪。一、企业负责,就是说企业在管生产的同时,必须管安全。企业从创建、生产准备到生产的过程,都要保证人员、设备、环境的安全,不能只讲经济效益,忽视安全。二、一般规定:1、新工人和实习人员必须进行安全知识教育,特别是防毒教育,经考试合格者,方可进入现场工作和学习。2、操作人员进行作业时,必须穿戴与作业相应的劳动防护品。(1)、酸处理作业时,应穿戴耐酸工作服、胶靴、胶手套、防毒口罩等。(2)、熔炼作业应穿戴白帆布工作服、炉前鞋、工作帽、石棉手套等。(3)、禁止在生产场所进行一切危行安全生产的活动。(4)、每个职工学会酸、碱灼伤的抢救知识和方法。(5)、全体操作人员必须掌握硫酸等强腐蚀性试剂的保管、使用常识,熟悉一般防火知识,对塑料、油、电器设施等易燃物注意保管。配备一定数量的防火工具,注意高温管路、设施安全,保证工作场所空气良好。(6)、劳动者遵章守纪,就是要求每个职工自觉遵守安全生产有关的法规、制度以及本行业的规章制度,在生产中做到“三不伤害”即不伤害自已、不伤害别人、不被别人伤害。(7)、安全生产责任的最基础的安全管理制度是所有劳动安全卫生规章制度的核心,下班后打扫岗位卫生,认真交接好安全和生产情况,方可下班。操作人员进行作业时,必须穿戴与作业相应的劳动防护品。(1)、酸处理作业时,应穿戴耐酸工作服、胶靴、胶手套、防毒口罩等。(2)、熔炼作业应穿戴白帆布工作服、炉前鞋、工作帽、石棉手套等。(3)、禁止在生产场所进行一切危行安全生产的活动。(4)、每个职工学会酸、碱灼伤的抢救知识和方法。(5)、全体操作人员必须掌握