红土镍矿冶炼工艺制造镍铁

红土镍矿冶炼工艺制造镍铁

摘要：通过对国内在建和筹建的4个镍铁项目的技术经济分析，认为在非正常低镍价形势下，采用先进的RKEF技术，建设现代化镍铁生产基地，仍有很大利润空间。分析指出了在异常市场条件下我国镍行业的发展途径。

关键词：镍铁RKEF法红土镍矿

一、前言

受经济危机影响，镍价在2008年急速下滑，国内成交价一度降到8万元／t，红土镍矿价格也随之狂跌，1．8％品位红土镍矿的港口价跌至每1千吨180～500元。目前水泥、钢材和机电设备的价格处于低位，这正是建设现代化镍铁厂的好时机。

镍的表观消费量中，不锈钢消费约占总消费量的50～65％，电镀行业约占20％，在研究镍的消费量时首先要分析不锈钢的生产、消费所产生的影响。

二、我国原生镍市场巨大

（一）不锈钢消费量的快速增长将拉动镍消费量的提高

随着我国经济的发展和人民生活水平提高，不锈钢生产消费快速增长。铬镍系不锈钢是消费镍的主要不锈钢品种，由于其优异的综合性能，得到广泛应用，占不锈钢总产量的60～75％。近年镍价和铬价高启，不锈钢企业着力开发铁素体不锈钢和节镍不锈钢，已取得一定成果。但业内普遍认为，300系不锈钢仍将占据不锈钢总产量50％以上。

预计2010年我国不锈钢粗钢消费量将达1100万t，其中Cr-Ni系不锈钢占600万t以上。

不锈钢产量的增长将拉动镍金属消费量增长。不锈钢生产所需镍金属主要来源于金属镍、镍铁和不锈钢废钢。随着不锈钢产量增加，我国镍金属依赖进口的局面短期内不会改变。

据海关统计，2007年我国净进口镍金属量15万t(包括精炼镍、镍铁、不锈废钢中含镍等)，加上国内镍金属产量13万t，镍铁200万t，不锈废钢182万t，三者合计折合镍金属供应量约26万t，总的镍供应量约41万t。

（二）预计2010年，镍金属供应将继续依靠进口

1、20l0年将比2007年增产150万t铬镍系锈钢，镍需求量将增加10～15万t。

2、我国不锈钢社会积存量低，而且不锈钢生产周期长，国内不锈废钢资源难以快速增加，不锈废钢进口也不可能大量增加，不锈钢废钢紧缺的局面将继续存在。

3、目前国内多家企业在海内外筹建镍(铁)厂，将会增加镍的供应。但总体上看，由于受到基础设施、技术、资金、人文环境等方面的限制，进展较慢，规模偏小。

我国还没有现代化镍铁厂，不锈钢厂年消耗约8万t低品位含镍生铁，主要产自高污染的小高炉和低效率、高能耗的小型矿热炉，产品质量不符合ISO6501标准。随着环保政策落实和市场竞争加剧，这种工艺将在近年内淘汰。

三、国家政策积极支持“开发低品位红土镍矿高效利用关键技术”

长期以来，我国镍的生产以金川公司为主，其原料是当地产硫化镍矿，是不可再生资源，资源量渐少、开采难度增大，从国家战略储备考虑，应对金川镍矿这一宝贵资源进行保护性开发，而从国际市场购买硫化镍矿解决国内不足的可能性很小，因此应借鉴国际上成熟的镍铁冶炼技术，开发适合国内原料和能源条件的技术，利用国际上容易购得的氧化镍矿生产镍铁，满足经济发展要求。

2008年发改办高技【2008】301号《国家发革委办公厅关于组织实施2008年度重大产业技术开发专项的通知》第三条中明确指出：“资源综合利用关键技术方面：开发复杂多金属共伴生矿高效开发利用技术、冶炼过程中稀有稀散元素提取技术、低品位红土镍矿高效利

用关键技术、金属矿山二次资源中有价元素高效捕收技术”。将高效利用低品位红土镍矿关键技术列为国家重大产业技术开发专项内容之一。

国家《有色金属工业长期发展规划(2006～2020年)》中也指出：“由于硫化镍矿资源紧缺，开发镍土矿具有重要意义”。

可见，利用国外氧化镍矿资源，借鉴国际上成熟先进、节能环保的火法冶炼镍铁技术，开发适合国情的红土镍矿高效利用技术，建设现代化镍铁厂，是受国家政策支持、市场潜力大的好项目，也是我国镍工业发展的必然趋势。

四、借鉴国际上成熟的RKEF工艺，开发低品位红土镍矿高效利用技术

湿法冶炼工艺适合高镍、高钴，低镁的红土镍矿，以液态酸(或氨)作浸出剂，提取Ni和Co，其余大量的铁和少量的铬全部成为固体废弃物。浸出剂仅部分回收利用，其余经处理后以液态形式排入江河或废液池，湿法冶炼中还产生大量Co。这些废固、废液、废气无法循环利用，环境危害大，目前我们还没有掌握相关的无害化处理技术。

以低品位红土镍矿为原料，采用高压酸浸工艺生产镍硫，进而生产电解镍的工艺在世界上已经成熟，但是受投资、技术引进、环境保护措施的限制，在国内建设这种工艺的镍厂还需进行技术开发和研究，建厂条件还不成熟。

现实的做法是消化国外先进成熟的火法冶炼镍铁的技术，按中国的能源条件对这种工艺技术进行改进。建设适合中国国情的现代化镍铁厂。

（一）国内以红土镍矿为原料的镍(铁)冶炼工艺现状

中国的现代化镍铁冶炼还处于空白状态，目前生产低镍生铁的小高炉和小矿热炉工艺由于高能耗、高污染，在激烈的市场竞争下正逐渐退出历史舞台。

1、鼓风炉(小高炉)工艺

鼓风炉工艺是最早出现的红土镍矿冶炼镍铁的技术，1875年，在新喀里多尼亚小高炉就已应用，后法国也有采用，但该法因消耗大量优质焦炭、污染严重而为人诟病。最终该工艺在市场竞争和环保压力下停止，1985年日本矿业公司佐贺关冶炼厂的最后一座镍铁高炉熄火，标志着鼓风炉冶炼镍铁技术在欧美、日本等发达国家寿终正寝。

前几年我国快速发展的不锈钢生产拉动了镍铁需求，在高镍价、低价焦炭、低环保门槛的条件下，部分投资者利用钢铁产业政策淘汰的炼铁高炉冶炼镍铁，获得暴利。但随着焦炭价位回归合理、镍价下跌和环保政策落实，目前高炉镍铁厂大部分已停产。

高炉冶炼镍铁技术必将被淘汰的主要原因是：

(1) 原料适应性差、高炉无法大型化红

适用“高铁低镁(低镍)”红土镍矿，当红土矿含镍1.5％、含铁35％时可得到含镍约4％的低镍生铁。如果用低铁高镁(高镍)矿，高炉渣量大、粘度大炉况顺行难以保证。

由于炉料强度低，只能采用小型高炉(矮高炉)生产镍铁。

(2) 产品质量难以符合炼钢要求

高炉含镍生铁品位低，一般在2～8％，大多在5％以下，冶炼不锈钢时需要配合加入较多的镍板，这提高了单位原料镍的成本。

该工艺焦炭、熔剂的用量大，P、S大部分进入产品，镍铁品位低、ω(S)、ω(P)含量高，增加了不锈冶炼的负担。

(3) 生产工艺不稳定

镍铁的成分波动大，不易控制，难以大批量稳定供货。

(4) 焦比高

生产含镍2％的镍铁，每吨镍铁的焦炭消耗大于1.0t；生产含镍5％的镍铁，每吨镍铁的焦炭消耗量约2.0t。

(5) 污染严重