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【2017年整理】镍铁生产进入RKEF工艺时代
镍铁生产进入RKEF工艺时代
镍作为一种贵金属具有抗腐蚀、耐氧化、机械强度高、延展性好等特点,是不锈钢生产中重要的添加剂,尤其是300系不锈钢不可缺少的重要原料。近年来不锈钢领域的高速发展,带动了镍铁生产企业的发展。据有关资料显示,全球不锈钢产量今年预计将超过3300万吨,如不出所料,今年我国不锈钢的产量可能超过1400万吨。镍铁作为镍的替代品,可解决我国镍资源日益匮乏的制约瓶颈,降低不锈钢企业的生产成本。
据研发中心有关负责人介绍,在红土镍矿冶炼镍铁工艺未实现规模化大生产之前,金属镍的获得主要依赖从硫化矿中提取,即湿法提炼电解工艺,而硫化矿资源正在急剧减少,品位下降,开采深度增加,开采难度加大。金川作为国内的镍都,正面临着资源枯竭的境地,而红土镍矿生产镍铁用于替代纯镍,不仅经济上合理,而且从实现国家资源战略高度上也是可行的。
对于从红土镍矿中生产镍铁,主要有两大类工艺-火法冶金及湿法冶金,但在火法冶金工艺中,从1863年在新喀里多尼亚发现红土镍矿以来,即开始了采用BF工艺处理这种难熔的镁质硅酸盐镍矿石,即我们常说的高炉法。近几十年,发达国家由于能耗高,环保难度大,镍回收率低,镍铁中镍金属的含量低等原因,这种工艺在世界上已经被淘汰,除中国外,目前世界上已经没有采用这种工艺生产镍铁的工厂(最后停产的是俄罗斯乌拉尔镍公司和乌发利镍厂的生产高炉)。
因此,2008年国家下达了发改办高技【2008】301号《关于组织实施2008年度重大产业技术开发整改的通知》,其中第三条将“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。国家有关部门制订的《有色金属工业中长期科技发展规划(2006~2020年)》中也指出“由于硫化镍矿资源紧缺,开发红土镍矿具有重要意义”。国家在2011年第9号《产业结构调整指导目录(2011年本)》中明确将“高效利用红土镍矿炼精制镍铁的回转窑-矿热炉(RKEF)工艺技术”列为鼓励类产业。开发和利用国内外红土镍矿资源符合国民经济及社会发展的需要,符合国家开发海外资源战略,也符合有色冶金行业镍资源开发的长远规划,对促进我国有色工业的结构调整和布局具有积极意义。
天立环保研发中心有关负责人预测,红土镍矿资源的价格还将上涨,而镍价将回落到合理的价位,随着国家节能减排政策的实施,BF高炉熔炼工艺最终将被淘汰。回转窑-矿热炉-转炉(RKEF)熔炼工艺将取代BF工艺。据统计世界上目前采用这种工艺的镍铁冶炼厂近20家,国内由天立环保首先建成的福建某镍铁冶炼厂采用RKEF工艺,其工艺特点是大幅度降低了单位镍铁产品的能耗,其中最主要的一项措施是实现了炉料的热装,即通过矿石处理和还原剂的准备,脱除矿石中的部分表面水,加入回转窑中通过干燥、加热、预还原三个工序,去除矿石中残留表面水及大部分结晶水,同时氧化镍和部分铁被炉料中的还原剂还原,生成的碚砂在600℃~800℃温度下热装进入矿热炉熔炼,实现渣铁分离。RKEF工艺生产的粗制镍铁中镍的含量一般可达10%~18%,大大高于BF工艺4%~8%的含量,由于回转窑产生的烟气可用作矿石烘干的能源,矿热炉产生的CO还原气体经净化后作为回转窑的燃料使用,实现了炉气的循环利用。粗制镍铁再经过二步法脱去S、P及其他杂质得到精制镍铁或直接生产300系不锈钢产品。可见,RKEF工艺是镍铁生产的发展方向。
资料收集 李想
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