紅土鎳礦回轉(zhuǎn)窯
江蘇鵬飛集團擁有年機械加工能力30萬噸的機械裝備制造加工基地，具備直徑13 m立車、直徑12m、40模滾齒加工能力，退火爐8*20m，最大起吊能力400噸，滿足φ10m以下回轉(zhuǎn)窯、球磨機的制造要求。大型預熱器、回轉(zhuǎn)窯、管磨機、立式磨、冷卻機等主機設備全部自行研發(fā)和制造，已承擔起項目總承包和主要設備供應商的雙重角色，是中國水泥機械龍頭企業(yè)、中國建材機械二十強、江蘇省重合同守信用企業(yè)。鵬飛牌回轉(zhuǎn)窯獲得”中國名牌產(chǎn)品” 、鵬飛商標被認定為中國馳名商標。我國鎳金屬生產(chǎn)技術(shù)已有重大突破，擁有自主知識產(chǎn)權(quán)，紅土鎳礦生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)鎳鐵。江蘇鵬飛集團成功開發(fā)紅土鎳礦回轉(zhuǎn)窯，該技術(shù)已快速進入生產(chǎn)應用領域。
紅土鎳礦經(jīng)冶煉生產(chǎn)出大批鎳生鐵，該技術(shù)已快速進入生產(chǎn)應用領域，成功的案例有：廣東廣青、福建鼎信、浙江青山、山東臨沂等。2010年8月19日江蘇鵬飛集團股份有限公司董事長王家安與廣東廣青金屬科技有限公司林夏苗董事長在福建成功合作，繼福建鼎鎳焙燒還原項目之后，又新簽訂四套共8臺鎳焙燒還原回轉(zhuǎn)窯，合同總額達到7000多萬元，利用回轉(zhuǎn)窯冶煉紅土鎳礦石生產(chǎn)鎳生鐵，主要用戶及鎳礦回轉(zhuǎn)窯：
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序號 |
用戶名稱 |
設備名稱 |
設備規(guī)格 |
數(shù)量 |
項目名稱 |
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1 |
福建鼎信實業(yè)有限公司 |
回轉(zhuǎn)窯 |
φ4.4×100m |
3臺 |
鎳紅土焙燒 |
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2 |
江蘇康陽國際貿(mào)易有限公司
（江蘇德龍鎳業(yè)有限公司） |
回轉(zhuǎn)窯 |
φ4.4×100m |
18臺 |
鎳紅土焙燒 |
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烘干機 |
φ4.3×33.5m |
18臺 |
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3 |
廣東廣青金屬科技有限公司 |
回轉(zhuǎn)窯 |
φ4.4×100m |
4臺 |
鎳紅土焙燒 |
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烘干機 |
Φ5×40m |
4臺 |
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4 |
廣西北海誠德鎳業(yè)有限公司 |
回轉(zhuǎn)窯 |
Φ5.2×118m |
2臺 |
鎳紅土焙燒 |
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5 |
山東匯祥貿(mào)易有限公司 |
回轉(zhuǎn)窯 |
Φ4.85×75m |
3臺 |
鎳紅土焙燒 |
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烘干機 |
φ4.3×34m |
3臺 |
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6 |
廣東陽江世紀青山鎳業(yè)有限公司 |
回轉(zhuǎn)窯 |
φ4.6×100m |
4臺 |
鎳紅土焙燒 |
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烘干機 |
Φ5×45m |
4臺 |
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7 |
山東鑫�？萍脊煞萦邢薰�
(臨沂金海匯科技有限公司) |
回轉(zhuǎn)窯 |
φ4×60m |
2臺 |
鎳紅土焙燒 |
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烘干機 |
φ4×40m |
2臺 |
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8 |
唐山凱源實業(yè)有限公司
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回轉(zhuǎn)窯 |
φ4.8×90m |
2臺 |
鎳紅土焙燒 |
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烘干機 |
Φ4.3×40m |
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9 |
遼寧晟運實業(yè)發(fā)展有限公司
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回轉(zhuǎn)窯 |
Φ4.85×75m |
1臺 |
鎳紅土焙燒 |
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烘干機 |
Φ4.3×34m |
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10 |
廣西金源鎳業(yè)有限公司
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回轉(zhuǎn)窯 |
Φ4.8×110m |
2臺 |
鎳紅土焙燒 |
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烘干機 |
φ4.8×42m |
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鵬飛集團在發(fā)展壯大的過程中，得到各界專家、領導、同仁們的大力支持，借此機會表示感謝，我們將不滿足于已取得的成績，通過我們長期、艱苦、細致的工作和多年工作積累的經(jīng)驗，加強與行業(yè)同仁的溝通，發(fā)揮更大的作為！為廣大客戶提供高效、優(yōu)質(zhì)的服務，以滿足新老朋友不斷發(fā)展的需要，共享技術(shù)進步的喜悅，共贏輝煌美好的明天。熱忱邀請各位專家、同仁、朋友到鵬飛來做客！ 目前我國鎳冶煉工藝基本上處于以電解鎳為主的單一產(chǎn)品的局面。研究開發(fā)利用紅土型鎳礦生產(chǎn)鎳鐵的技術(shù)是必要的。紅土型鎳礦用來生產(chǎn)鎳鐵在經(jīng)濟上合理，沒有必要一定要生產(chǎn)電解鎳。近年來，為了保證國民經(jīng)濟發(fā)展對鎳的需求，中國一批企業(yè)實施 “ 走出去”的發(fā)展戰(zhàn)略，參與海外鎳礦資源的開發(fā)，對我國鎳的穩(wěn)定供應發(fā)揮重要作用。 氧化鎳礦廣泛分布于赤道地區(qū)，運距近，海運費用不高。隨著硫化鎳礦資源枯竭，氧化鎳礦( 紅土鎳礦 )的開發(fā)利用在世界上已經(jīng)得到迅猛的發(fā)展。
1 氧化鎳礦的冶煉工藝綜述目前世界上以氧化鎳礦為原料生產(chǎn)原生鎳的工藝可以分為火法冶金和濕法冶金兩種。火法冶金生產(chǎn)鎳金屬的產(chǎn)量依然占據(jù)主要地位。但近年來濕法冶金工藝得到快速發(fā)展，新建設了一些采用高壓酸浸工藝生產(chǎn)鎳和鈷的工廠。濕法冶金工藝分為兩種：一種是氨浸法，由 于受到原料和成本的限制 ，近年來沒有建設新的工廠。另外一種工藝是酸浸法，適合于處理低鎂含量的氧化鎳礦。新發(fā)展起來的火法和濕法結(jié)合的工藝顯示了其優(yōu)勢：適合任何類型的氧化鎳礦， 成本較低，但仍存在一些技術(shù)問題需要解決，從資源利用和能源節(jié)約來講，高壓酸浸工藝具有優(yōu)勢和潛力，已經(jīng)成為重要的研究課題。但是從投資、建設周期、技術(shù)成熟的角度出發(fā)，預計還將新建設一批火法冶煉鎳的工廠，產(chǎn)品可以是鎳鐵，也可以是鎳锍。
2 火法冶金工藝綜述
火法冶金工藝可以分為兩個大類：鼓風爐( BF爐，即高爐)熔煉和回轉(zhuǎn)窯一礦熱爐一轉(zhuǎn)爐 ( RKE F)熔煉工藝。
2． 1 高爐冶煉鎳鐵的工藝鼓風爐熔煉工藝：
1 8 6 3 年發(fā)現(xiàn)紅土礦后，即開始用B FI藝處理這種難熔的鎂質(zhì)硅酸鹽氧化鎳礦石。由于能源消耗，環(huán)境保護、投資和生產(chǎn)成本等原因，這種工藝在世界上已經(jīng)被淘汰。除了中國以外，目前全世界已經(jīng)沒有采用這種工藝生產(chǎn)鎳鐵的工廠 ( 最后停產(chǎn)的是俄羅斯烏拉爾鎳公司和烏發(fā)利鎳廠的鎳鐵生產(chǎn)高爐)。 高爐冶煉工藝簡單，工藝流程是：根據(jù)進入工廠的原料的情況，對原料進行處理 ( 如人工挑選出含鎳很低的石塊、進行破碎和篩分)，然后利用燒結(jié)機的混料和配料設備，向氧化鎳礦中加入還原劑和熔劑，并混合均勻 ( 也可以使用造球
設備造球)。 混合后的料通過布料機分布到燒結(jié)機的臺車上，經(jīng)過燒結(jié)后，得到含鎳的燒結(jié)礦。燒結(jié)礦再被送到高爐料場，經(jīng)過篩分后加入高爐。高爐冶煉后生產(chǎn)出的含鎳生鐵含較高的有害雜質(zhì)和較低的鎳，直接用于冶煉不銹鋼將降低粗制鎳鐵中鎳的價值。為此需要在高爐的后面建設脫除粗制鎳鐵中的磷、硅、碳、硫等有害元素的精煉施。 這些精煉設施還可以根據(jù)用戶的要求，提高鎳鐵中鎳的含量。 鼓風爐熔煉工藝被淘汰的原因：
一. 是這種工藝的環(huán)境污染問題沒有有效的解 決辦法，除了傳統(tǒng)的高爐污染因素以外，為了提高爐渣的流動性和減少爐身結(jié)瘤，要向爐料中加入螢石( C a F ： ) ， 為了避免氟化物的污染，這種操作經(jīng)被禁止。對于含A1 ： O 比較高的氧化鎳礦， 由于加入爐內(nèi)的螢石比例大，這個問題更加嚴重。由于用紅土鎳礦生產(chǎn)的燒結(jié)礦的強度低，不適合于大型高爐冶煉，一般用小型煉鐵高爐和小型燒結(jié)機生產(chǎn)鎳鐵。中國生產(chǎn)鎳鐵的高爐的容積從5 0 m N3 8 0 m 3 ( 據(jù)報道還有更小的高爐，主要以l 5 0 m 以下高爐為主) ， 燒結(jié)機從l 8 m Ns o m 。有些鎳鐵 生產(chǎn)廠缺少必要的環(huán)保設施，碳的氧化物、硫的氧化物、氟化物、粉塵已經(jīng)對工廠周邊的環(huán)境造成嚴重污染。這種利用黑色冶金淘汰的設備轉(zhuǎn)產(chǎn)有色金屬的做法不可取。
二. 是鎳的回收率低。這種生產(chǎn)鎳鐵的工藝，礦石中鎳的回收率普遍低于 9 0％。有些工廠停留在生產(chǎn)粗制鎳鐵的初級生產(chǎn)階段，沒有鎳鐵的精煉車間。因此，這個回收率與國外文獻中看到的鎳的回 收率有差別。
三. 是能源消耗高，且必需高價的焦炭。從燒 結(jié)工序來講，在小型燒結(jié)機固有的浪費能源的特性的基礎上，又增加了返礦率高的浪費能源的因素。從高爐工序來講，淘汰小高爐的重要原因之一就是能源浪費，現(xiàn)在又增加了大渣量的因素。 有些工廠的高爐煤氣和余熱沒有得到有效地回收 利用 ，寶貴的能源被浪費了，同時也污染了環(huán)境。
四. 是產(chǎn)品不經(jīng)過精煉，雜質(zhì)含量高，不符合國際鎳產(chǎn)品貿(mào)易的標準。我們要求鎳鐵含有較高的鎳含量，含有低碳、硅、硫、磷含量。我國高爐生產(chǎn)的鎳鐵基本上全部是高碳、低鎳、高硅的產(chǎn)品，磷的含量由原料決定，現(xiàn)在低磷原料供不應求。這種半成品中的鎳元素的價值遠低于合格鎳鐵中鎳元素的價值，而且鐵元素基本上無價值地送給用戶。五. 是單位鎳產(chǎn)量的投資大：建設機械化料場、燒結(jié)機、高爐的投資高于建設RKEF工藝的 投資。當然利用現(xiàn)有的、行業(yè)政策要求淘汰的小型設備生產(chǎn)鎳鐵，投資是節(jié)省的。 這種工藝在低價的紅土鎳礦、極高價位的鎳價、環(huán)保政策和能源政策執(zhí)行不利的情況下得到了發(fā)展。相信，紅土鎳礦的價格還將上漲，鎳價將回落到合理的價位，國家環(huán)保和節(jié)能政策將得 到執(zhí)行，這種工藝將會自動地退出市場競爭。2 ． 2 火法冶金的RKE F工藝RKE F工藝發(fā)明于上世紀5 0 年代，目的是取 代鼓風爐工藝生產(chǎn)鎳鐵。這種工藝開創(chuàng)了火法冶 煉鎳鐵的新篇章。據(jù)不完全統(tǒng)計，全世界目前采 用這種工藝的鎳鐵冶煉廠有l(wèi) 7 家。 基本的工藝流程：礦石處理和還原劑的準備
— —回轉(zhuǎn)窯煅燒——熱裝入礦熱爐冶煉——粗制鎳鐵的爐外脫硫——在轉(zhuǎn)爐中脫除硅、磷、碳、 硫、錳等雜質(zhì)——精制鎳鐵水鑄塊 ，另外需要建 設回收和利用轉(zhuǎn)爐爐渣中的鐵和鎳的車間。 ( 1 ) 礦石處理和還原劑的準備
礦石運入原料場后 ，經(jīng)破碎、中和混勻、配入還原劑后送入回轉(zhuǎn)窯。也有的工廠在進入回轉(zhuǎn)窯前對爐料進行預烘干處理，還有的增加爐料的造球工序。爐料的配比是重要的，這對于防止回轉(zhuǎn)窯結(jié)圈 ( 爐料粘結(jié)在爐內(nèi)襯上)、控制爐料的導電性、分離礦熱爐內(nèi)的渣子和金屬 ( 鎳、鐵) 有決定性的作用。
( 2 ) 回轉(zhuǎn)窯煅燒
回轉(zhuǎn)窯的工作區(qū)可以分為三段，即干燥段、加熱段、焙燒段。在回轉(zhuǎn)窯中，礦石被焙燒脫水，重量減少3 0％左右。同時，氧化鎳和部分鐵被爐料中的還原劑還原。在回轉(zhuǎn)窯出料端設有密封的出料裝置，鎳渣以6 00～9 0 0 ℃的溫度在隔熱的狀態(tài)下被送入到礦熱爐保溫的供料料倉 ，再通過一個密封的管狀布料裝置，均勻地分配到礦熱爐內(nèi)。根據(jù)爐料的處理方式不同，回轉(zhuǎn)窯有不同的直徑和長度的比值。回轉(zhuǎn)窯的燒嘴結(jié)構(gòu)是重要的，有效地調(diào)整火焰的長度和剛度，保證爐內(nèi)三個工作區(qū)的溫度在工藝要求的范圍內(nèi)。另外，要充分考慮利用回轉(zhuǎn)窯的煙氣烘干爐料，以節(jié)能。
( 3 ) 熱裝入礦熱爐冶煉
回轉(zhuǎn)窯出來的料經(jīng)過稱量以后，在熱態(tài)被裝入到礦熱爐中。礦熱爐的加料系統(tǒng)需要適應熱裝 料的需要。熱裝很重要，除了回收物理熱以外，還要保證在料的轉(zhuǎn)運過程中不被二次氧化。為了環(huán)保、工業(yè)衛(wèi)生、回收粉塵、回收煤氣，礦熱爐被密封起來。在礦熱爐中通過電弧冶煉，分離出 粗制鎳鐵和電爐爐渣，同時產(chǎn)生含7 5 ％CO的還原 性氣體，氣體經(jīng)過凈化以后，做為回轉(zhuǎn)窯的燃料使用，約占回轉(zhuǎn)窯燃料的3 0 ％。 根據(jù)原料不同，1噸原料礦經(jīng)回轉(zhuǎn)窯焙燒后可得~ 0 6 5 0～ 7 0 0 k g 的鎳渣，在礦熱爐中冶煉后可得到l 1 0～l 5 0 k g 的粗制鎳鐵。粗制鎳鐵中的鎳含量 一般為l 0 ％～l 8 ％。 ( 4 )粗制鎳鐵的精煉
·在礦熱爐向鐵水包出鐵的過程中，向包加入蘇打灰，加入的比例是每噸鎳鐵水5 ～l 5 k g，鎳鐵水中的硫可以降No ． 0 l 5 ％～0 ． 0 8 ％。也可以在出鐵后向鐵水包中噴入顆粒鎂，這需要用特殊的蒸發(fā)器將顆粒鎂噴入包內(nèi)1 ． 0 m左右的深處， 該工藝可將鐵水中的硫降No ． 0 l 5 ％以下。
·清除粗制鎳鐵水上面的渣子，并兌入到酸性轉(zhuǎn)爐中，通過吹氧硅被氧化。為了控制熔池溫度不過高，向爐內(nèi)加金屬廢棄物或者含鎳廢料。
·脫硅后的鎳鐵水再被兌入到堿性轉(zhuǎn)爐中， 在這里去除鎳鐵水中的碳、磷和部分鐵。冶煉過程中向轉(zhuǎn)爐內(nèi)加入石灰石。有充足的含鎳廢料時可以用石灰代替石灰石。堿性轉(zhuǎn)爐中出來的鎳鐵水已經(jīng)符合商品鎳鐵標準的要求，可以作為商品鎳鐵出售。 另外，粗制鎳鐵的二步法精煉工藝是將酸性轉(zhuǎn)爐， 改為堿性轉(zhuǎn)爐，采用新工藝實現(xiàn)在第一個轉(zhuǎn)
爐內(nèi)脫硅和脫硫。 從第一個轉(zhuǎn)爐出來的鎳鐵水再進入第二個堿性轉(zhuǎn)爐內(nèi)脫磷、脫碳。冶煉過程中向爐內(nèi)加入石灰和石灰石，保證合適的冶煉溫度。 二步法精煉可得到合格的精制鎳鐵水。 2 ． 3 粗制鎳鐵直接冶煉不銹鋼的工藝 ( 開發(fā)中) 在上述的二步法精煉工藝中，將第二個轉(zhuǎn)爐改為用氬氣和氧氣的精煉轉(zhuǎn)爐，可以直接生產(chǎn)3 0 0 系列的不銹鋼。 這種工藝可不建設用來熔化廢鋼的電爐、充分利用硅氧化的熱量、節(jié)省投資和能源，充分利 用了粗制鎳鐵中的鐵元素。這項技術(shù)有誘人的前景，但還在探索。
3 建設鎳鐵生產(chǎn)廠需要考慮的因素 從資源綜合利用、有色金屬工業(yè)長遠發(fā)展規(guī)劃的戰(zhàn)略目標出發(fā)，有必要選擇中國合適的區(qū)域建設大型鎳鐵生產(chǎn)基地。但是，切忌一哄而上。建設鎳鐵生產(chǎn)基地應該具備下面的條件： ·必須落實礦石的來源： 不同的礦石適應不同的冶煉工藝�；鸱üに噧�(yōu)先選擇以硅鎂鎳礦做原料，在決策建設鎳鐵生產(chǎn)廠前必須落實適合干火法冶金的氧化鎳礦石的來源。目前鎳礦漲價已成定局，鎳礦的來源將出現(xiàn)困難。 |
