镍铁生产工艺

世界上可开采的镍资源有二类，一类是硫化矿床，另一类是氧化矿床。 由于硫化镍矿资源品质好，工艺技术成熟，现约60％～70％的镍产量来源 于硫化镍矿。而世界上镍储量的65％左右贮存在氧化镍矿床中，由于其因 含有氧化铁的缘故而呈红色，因此也俗称红土镍矿。目前发现的红土镍矿 多分布在南、北回归线一带，如澳大利亚、巴布亚新几内亚、新喀里多尼 亚、印度尼西亚、菲律宾和古巴等地。
我国民营企业开始大规模利用从菲律宾和印度尼西亚进口的红土镍 矿矿石冶炼镍生铁，此后进口矿石量逐月增加，到2007年底利用进口矿 石约300多万吨，产出镍生铁的含镍量约3万吨。2007年全国生产镍生铁 的中小企业达到100多家，l～9月进口矿石1200万吨左右。
目前我国中小企业生产的镍生铁的含镍量多在4％～ 8％，只能 用作冶炼不锈钢的配料，在冶炼不锈钢时，尚需加入一定量的精炼纯 镍。只有提高技术使镍生铁中的含镍量达到l2％～15％，才能在冶炼 不锈钢时完全替代纯镍。这就是产生矿石积压在港口的原因，也是今 后民营企业需要攻克的技术难关。据最新资料，个别技术先进的企业 已经可以生产出镍含量10％以上的镍生铁了。
镍铁生产工艺
1、镍铁的来历、成分和消费市场
我国不锈钢和电池行业的快速发展，国内镍产品供应将面临长期短缺的 局面。2005年以来国际市场镍价非理性的不断上涨对国内钢铁业发展构成了 新的挑战。我国民营企业使用火法冶炼从菲律宾和印度尼西亚进口的红土镍 矿矿石，大量生产镍铁合金作为冶炼不锈钢的配料，成功狙击了国际市场的 疯狂炒作，镍价大幅下降，市场将逐步恢复理性。
我国使用火法利用红土镍矿冶炼镍生铁，使不锈钢生产原料构成发生了 重大变革，改变了全球不锈钢生产原料镍的供需格局，也改变了世界不锈钢 产业发展的格局。低成本利用矿石质量较差的红土镍矿资源，符合资源节约 型的历史发展趋势，翻开了我国不锈钢生产史的新篇章。目前，高炉法的低 品位产品市场容量已经饱和，加快发展10％以上品位的回转窑工艺，可以进 一步扩大红土矿火法镍的市场容量。
镍铁主要成分为镍与铁，同时还含有Cr、Si、S、P、C等杂质元素。根据 国际标准（ISO）镍铁按含镍量分为FeNi20（Ni 15％～25％）、FeNi30（Ni 25％～35％）、FeNi40（Ni 35％～45％）和FeNi50（Ni 45％～60％）。又 再分为高碳（C 1.0％～2.5％）、中碳（C 0.030％～wenku.baidu.com.0％）和低碳（C <0.03％）；低磷（P <0.02％）与高磷（P <0.030％）镍铁。目前国内厂家 生产的镍铁品位主要集中在1.6～2.0％、4～8％以及10～15％，同时也有小 部分厂家能生产含镍量在20％以上的镍铁。
我国镍金属生产技术已有重大突破，拥有自主知识产权，红土镍矿 经高炉冶炼镍铬生铁，生产出大批镍生铁的实际成效。技术变革及其快 速进入生产应用领域，成功狙击了国际市场的疯狂炒作，2007年6月国际 市场镍价大幅下降。在市场高镍价的情况下，2005年开始，国内民营企 业开始利用炼钢高炉转产冶炼红土镍矿矿石生产镍生铁。
2、红土镍矿用回转窑生产镍铁的工艺和技术
大型焙烧还原回转窑是整个红土镍矿冶炼工艺流程中关键设备之一，矿 石经干燥后进入回转窑，在回转窑内加热到800℃后去除矿石表面水分及结晶 水，并部分还原矿石中的铁、镍和钴氧化物，进入电炉熔炼。 回转窑工艺与 高炉法或电炉法等工艺相比有如下优点：
（1）、熔炼的主要能源为煤, 而不是昂贵的焦炭或电能。 （2）、原料的自由选择, 可用东南亚的各种红土镍矿。 （3）、所产高镍镍铁质量高（含Ni20%左右），可直接用作不锈钢的生产 原料。 （4）、同时可作为钢水熔炼时的冷却剂。
一、镍、镍铁与镍矿
镍是略带黄色的银白色金属，是一种具有磁性的过渡金属。镍的应用在 于镍的抗腐蚀性，合金中添加镍可增强合金的抗腐蚀性能。不锈钢与合金生 产领域是镍最广泛应用领域。全球约2／3的镍用于不锈钢生产，因此不锈钢 行业对镍消费的影响居第l位。镍在不锈钢中的主要作用在于它改变了钢的 晶体结构。在不锈钢中增加镍的一个主要原因就是形成奥氏体晶体结构，从 而改善诸如可塑性、可焊接性和韧性等不锈钢的属性，所以镍被称为奥氏体 形成元素。目前全球有色金属中，镍的消费量仅次于铜、铝、铅、锌，居有 色金属第5位。因此，镍被视为重要战略物资，一直为各国所重视。
熔炼方法和工艺如下： 预处理步骤是将原料红土镍矿磨细后, 与含碳物料和熔剂石灰石混合, 然后
连续给入回转窑。在回转窑中, 物料与煤燃烧所产生的热气流逆流运动,经受所 有熔炼步骤——干燥, 脱水, 还原和金属成长。金属是在窑中半熔融条件下生成 的。烧成的物料熔块从回转窑出来就将它水碎,磨细后, 用重选和磁选机将还原 成的镍铁合金从排出的熔块中分离出来。分离出来的镍铁呈直径2～3毫米的沙 状颗粒, 并夹带1～2%炉渣, 其化学组成为C 0.1%, Ni18～22%, S 0.45%, P 0.015% 。此产品不管含硫多高均适用于炼钢过程, 因炼钢时有很好的脱硫能 力。沙状颗粒在炼钢过程中相当有利于连续加料和作为冷却剂物料快速溶解。 回转窑生产工艺镍和铁的回收率都很高，均在90%以上。
3、财务分析
目前镍市场处于低谷，电解镍大约10万元/吨，相当于镍铁为1000元 /吨度（1%Ni或称一个Ni，相当于10Kg镍）。当前进口红土镍矿国内港口价为 400元左右/湿吨（低铁高镍矿，约2%左右Ni，10%左右Fe），相当于200元/吨 Ni。
以上述红土镍矿为例，加工一吨红土镍矿可得20%左右高镍镍铁 100Kg左右，生产总费用约250元/吨矿，矿石成本500元（加运费），吨成品 约需10吨原矿，总成本约7500元，售价约2万元左右（20%Ni），利润1万元以 上，利润率100% 。有适合镍铁生产的回转窑生产线，无须固定资产投资，投 资1000万元流动资金即可租赁生产线生产（租金极其低廉）。该生产线年加 工能力为原矿10万吨，可生产高镍镍铁1万吨，产值2亿元，利润1亿元。