浅析红土镍矿火法_RKEF法_冶炼_王新凤

虽然该工艺的生产过程中不用焦炭，原料适应性比小高炉好，产品 经过仓下设置的皮带转运给入配料室各自的矿仓。经仓下计量后，给入
镍含量较高，生产的粗镍铁含镍量约 8～14％，但仍存在能耗高、效率低 配料皮带运输至回转窑内进行还原焙烧。
的缺陷，例如：用 1.8～2％品位的红土镍矿，生产含镍～12%的粗镍铁，每
2.冷料入炉“烧结机-矿热炉“镍铁工艺根据焦炭涨价和用户要求高 地备用。红土镍矿经受矿槽通过机运输至烘干机干燥室，脱出部分水分
含镍量的镍铁的实际情况，国内建设了一些用烧结机生产红土镍矿烧 进行干燥，干燥后经过破碎，将合格粒度的红土矿通过输送机输送至配
结矿，冷却后入矿热炉冶炼镍铁的工厂。
料室的红土矿仓；合格粒度的熔剂、还原剂用铲车给入各自的受矿仓，
要一部分电能转换成热量。
矿热炉生产的是粗制镍铁，在出铁前，预先把脱硫剂加到铁水包，
“烧结机-矿热炉“冶炼法能耗高、效率低、污染大主要原因在于以 以求在出铁时同时达到脱硫的目的。粗镍铁如果用于冶炼不锈钢，经脱
下原因：
硫后的粗镍铁水直接供给不锈钢冶炼车间，是生产不锈钢的主要原料。
（1）冷料入炉，这就导致需要花费大量的时间和电力对炉料升温；
入含镍废料，脱硅后再次扒渣，兑入碱性转炉，采用吹氧脱磷和脱碳，然
RKEF 工艺在国际上是比较成熟与先进的工艺，我国引进较晚，引 后加入石灰石造出碱性渣，最后把经过碱性转炉精炼过的镍铁水，送往
进后根据我国的实际情况，不断研究与改进，目前基本形成了适应我国 浇铸车间，在车间里铸成铁块或者制成粒状的合格的商品镍铁。
经脱硫后的粗镍铁中仍然含大量杂质，如外卖镍铁或供给对镍铁
（2）目前国内“烧结机-矿热炉“工艺的产镍铁厂都没有完善的环保设 原料有更高要求的用户，矿热炉生产出来的镍铁还要继续进行精炼，粗
备，即污染环境，又造成能源浪费。
镍铁扒渣后，兑入酸性转炉，采用吹氧脱硅，同时以防铁水温度过高，加
3 RKEF（回转窑干燥预还原-矿热炉熔炼）
下面介绍一下回转窑产出的焙砂排入保温料罐送至矿热炉工段。
吨粗镍铁冶炼电耗～1.0×104kWh，甚至有的厂可达 1.2×104kWh 以上，这
将焙砂在封闭隔热的状态下加入矿热炉料仓，根据工艺的要求通
是因为矿热炉预还原需要高温料，但是“烧结机-矿热炉“无法提供，从 过不同位置的下料管道分配到矿热炉。在全封闭式的矿热炉中，通过自
工业技术
2013 年第 1 期 科技创新与应用
浅析红土镍矿火法（RKEF 法）冶炼
王新凤 （中钢集团石家庄设计院，河北 石家庄 050021）
摘 要：本文中简要的介绍了一下我国红土镍矿的处理方法，将小高炉熔炼法“烧结机-矿热炉“，同 RKEF(回转窑-矿热炉熔炼 法)进行简单的对比，以突出 RKEF 工艺在红土镍矿处理中的优点，主要是从环保、节能、综合利用、产品质量等这几个方面分析。 关键词：红土镍矿；火法冶炼；RKEF 工艺
“高铁低镁(低镍“) 、低铁高镁(高镍)红土镍矿，两种不同类型原料。而当 备有两种配置：
红土矿含镍 1.5％、含铁 35％时比较适合小高炉熔炼，可产出含镍约
(1)每座矿热炉配套设置两座回转窑，回转窑均为高架式，不再配置
4％的低镍生铁。但如果是低铁高镁(高镍)矿用小高炉熔炼，那么就会导 独立的干燥窑，回转窑一段主要为干燥段，此种配置主要适用于较大的
般用于 200 系的不锈钢生产。（3） 在冶炼的过程中有害气体的排放量
大，比如为了增加炉渣的流动性而添加萤石，萤石加入量占炉料总量的
3.1.2.2 工艺装备
8～15％，然而在国内，镍铁小高炉没有设置脱氟设备，全部放散，从而导
生产的工艺装备是：回转窑、密闭矿热炉、精炼转炉，还有造粒和铸
致排放的高炉烟气中含有大量有害的含氟气体。（4） 红土镍矿可分为 块设备。为了降低投资，根据国内的实际条件，国内在建工厂的工艺装
镍铁生产的 RKEF 工艺流程，但在环保和节能方面仍需进一步改进。
与原来中国所用工艺：红土矿（湿矿）-干燥-配料-烧结-矿热炉-浇
3.1 RKEF 工艺介绍
铸 相比较，RKEFFra Baidu bibliotek工艺具有：原料适应性强；镍铁的品位高，有害元素的
3.1.1 原料要求
含量少；节能环保，循环利用的优点。
对 RKEF 工艺（回转窑干燥预还原-矿热炉）的流程，矿石内部的成
致高炉的产渣量大、粘度大情况，从而难以保证炉况顺行。（5）由于炉料 矿热炉；(2)每座矿热炉配套设置一座回转窑，回转窑可为高架式也可为
强度低，所以只能采用小型高炉(矮高炉)生产镍铁，而无法进行大规模 低架式，每台回转窑配置一台干燥窑或干燥系统不与回转窑一一对应，
的生产。（6）小型高炉生产镍铁的成本较高，目前，只能在市场镍价 15 万 此种配置一般用于中型或较小型矿热炉。
1 小高炉熔炼法
RKEF 的工艺流程为：
小高炉熔炼法是我国处理红土镍矿自主研发的一种冶炼方法。小
高炉熔炼的流程是：红土镍矿--破碎筛分--干燥--配料--烧结--高炉
熔炼--含镍生铁和炉渣。
1.1 工艺流程当中的高炉熔炼有很大的缺点：
（1）要用优质的焦炭作为熔炼的燃料，焦炭的耗能量很大，能耗高；
（2）产品镍含量通常在 2～8％，大多在 5％以下，镍品位低，杂质含量高，一
的炉渣结构。
[3]张邦胜 冯亚平 王海北 邹小平（北京矿冶研究总院，北京 100070）.
以上 3 个条件只是合适的条件，而不是必须的条件，在矿石条件不 我国红土镍矿火法处理技术进展.[J].2012.11.16
符合上述要求时，亦可以生产品位较低的镍铁。
3.1.2 工艺流程
3.1.2.1 生产流程
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元以上才能维持盈利。
根据实际经验，第二种配置较为合理，建设周期较短，收到不错的
鉴于以上原因，无论是从技术还是经济的角度来看，小高炉法对原 经济效益。
料的适应性差、无法大型化生产，随着焦炭价位回归合理、镍价下跌和
3.1.2.2 工艺的概述
环保政策落实，目前我国的高炉镍铁厂大部分已停产。
红土镍矿和辅料通过汽车运输至厂区，堆存在厂区设有的堆存场
则很难冶炼出含 20％的镍铁，因为原料中 Fe 过高，很难在回转窑中控 公益建设现代化镍铁厂.[J].2011.6.9
制氧化铁的还原度。
[2]栾心汉 唐琳 李小明 侯苏波（冶金工业出版社，北京 ISBN 978-7-
(3)MgO/SiO2，在 0.55～0.65 较合适，少量加入熔剂就可以得到低熔点 5024-5249-0）《. 镍铁冶金技术及装备》.2010.5
而导致粗镍铁冶炼的电耗相当高。
焙电极，埋弧冶炼方式，将粗制镍铁和炉渣进行还原熔分，同时，将产生
冶炼的电耗高的另一原因是烧结矿是氧化性矿，而电炉除了提高 大约含有 75%的 CO 的矿热炉煤气，经过净化过后，再送回到回转窑的
炉料温度外还要进行物料的还原反应，而还原反应是吸热的，因此也需 烧嘴中，将其与煤粉共同作为生产的燃料。
4 结语
分尤为重要，其中有至少 3 个指标，是在运用 RKEF 工艺生产时要关注
RKEF 工艺成为当前我国红土镍矿处理的主要方法。研究开发高
的：
效、流程短、低耗能、环保，新工艺已经成为红土镍矿未来开发的趋势。
(1)Ni 品位，希望在 1.5 以上，最好 2.0 以上。
参考文献
(2)Fe/Ni，希望在 6～10，最好接近 6，矿中 Ni 品位高；如果 Fe/Ni>10， [1]刘晓民 姜晓东 鹿宁 李志芳 (冶金工业规划研究院).红土镍矿冶炼