日處理500噸紅土鎳礦豎爐直接還原海綿鐵工藝方案

1、日處理500噸紅土鎳礦豎爐直接還原海綿鐵工藝方案一 紅土鎳礦情況說(shuō)明：1. 氧化鎳礦基本上分為兩類：一類是紅土鎳礦，另一類是硅酸鎳礦，礦床的上部，由風(fēng)化淋濾作用的結(jié)果，鐵多，硅少，鎂少，鎳較低；礦床的下部，由于風(fēng)化富集，鎳多，硅多，鎂多，低鐵。鎳較高，稱之為鎂質(zhì)硅酸鎳礦。2. 成礦特點(diǎn)：紅土鎳礦通常分三個(gè)層次成礦：第一層：Lateritie Nickel ore（紅土鎳礦） Ni：0.91.1% Fe:4550%第二層：Limonitic Nickel ore（鎳褐鐵礦） Ni：1.41.9% Fe：2030%第三層：Saprolite Nickel ore (腐泥土鎳礦) Ni：2.02.6

2、% Fe：15%左右與您們提供鎳礦床資料基本吻合：上層：Fe 50.15% Ni：1.01%中層：Fe 46.23% Ni：1.49%下層：Fe 12.91% Ni：2.07%3. 紅土鎳礦中鎳的分布特點(diǎn)：在氧化鎳礦中，鎳紅土礦含鐵高，含硅鎂低，含鎳為1%左右。含鐵4550%，其中鎳主要以鎳褐鐵礦形式存在，約占總鎳80%左右。以硅酸鎳形式存在硅酸鹽中的鎳約占20%。在高鐵低鎳紅土鎳礦中，鎳在鐵礦中的分布是不均勻的。在酸性環(huán)境下，硅離子與鎳離子在風(fēng)化過(guò)程中進(jìn)入到酸性溶液當(dāng)中，同時(shí)形成多孔疏松的針鐵礦，由于水位上升沉降的關(guān)系，硅離子與鎳離子可被針鐵礦吸附造成鎳與硅的同時(shí)富集沉淀在針鐵礦的間隙當(dāng)中，

3、結(jié)構(gòu)疏松的針鐵礦礦物往往鎳含量較高，而結(jié)構(gòu)致密的鐵礦含鎳低甚至不含鎳。原因可能是致密結(jié)構(gòu)的鐵礦石，在淋濾過(guò)程中不易吸附沉淀鎳離子有關(guān)。結(jié)構(gòu)致密的鐵礦粒比重較大，含鐵品位也高，而結(jié)構(gòu)疏松的鐵礦比重小，含鐵品位也低，容易粉碎，不同品位鐵礦石其含鎳量關(guān)系如下：（粒狀）鐵含量：63 60 58 56 54 52 50 48 46 44 42 40 38 36 34 %鎳含量：0 0.05 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.85 1.0 1.2 1.4 1.7 2.0% 鎳一般以NiO存在針鐵礦的裂隙中及硅鎂酸鹽中，不具磁性。粒徑在210un，還原成金屬鎳或鎳鐵合金則具強(qiáng)磁性，

4、導(dǎo)磁率與鐵同一數(shù)量級(jí)，無(wú)法用磁選進(jìn)行分離。4. 在國(guó)內(nèi)目前紅土鎳礦價(jià)格： Ni 0.81.0Fe45%320350元/噸Ni 1.5Fe40%650元/噸Ni 2.0Fe20%1000元/噸二 紅土鎳礦用途：礦層不同鎳含量也不同，不同鎳含量的鎳礦有著不同用途。鎳含量在0.81.5%的紅土鎳礦主要用于高爐冶煉鎳鐵合金，合金Ni含量為1.64.0%，如含鐵50%，Ni1.01%的紅土鎳礦用高爐冶煉可得出含鎳1.8%的鎳鐵合金。每冶煉1噸鎳鐵合金，需消耗2噸鎳礦石（Fe50Ni1.01）及1.2噸焦炭和一定量溶劑。含鎳1.8%生鐵，目前價(jià)格為3600元/噸。用含鎳1.5%含鐵46%礦石可冶煉出含鎳2

5、.7%的生鐵，每冶煉1噸含鎳2.7%生鐵，需消耗1.5噸焦炭和2.2噸礦石，含鎳2.7生鐵價(jià)格為4750元/噸。深部含鎳2%，含鐵15%的鎳礦適用于回轉(zhuǎn)窯礦熱爐冶煉鎳鐵，可冶煉出含鎳15%的鎳鐵，含鎳10%鎳鐵價(jià)格為1407元/噸度。即含鎳10%的鎳鐵價(jià)格為14070元/噸。高爐冶煉紅土鎳礦產(chǎn)出含鎳生鐵在我國(guó)比較普遍的方法。但只適合冶煉低鎳生鐵，當(dāng)采用含鐵較低鎳礦冶煉含鎳高的生鐵時(shí)，困難隨之加大。主要是渣量大增，爐缸鐵水溫度低，渣流動(dòng)性變差及能耗升高。環(huán)保問(wèn)題突出等制約了高爐在冶煉高鎳生鐵發(fā)展?；剞D(zhuǎn)窯預(yù)還原礦熱爐冶煉高鎳生鐵是目前比較有發(fā)展方向的鎳鐵冶煉技術(shù)。每冶煉1噸礦石耗電達(dá)600KAh。

6、生產(chǎn)1噸含鎳10%鎳鐵耗電6000度，需用大量電力使生產(chǎn)成本升高也制約其發(fā)展，特別在缺電地區(qū)更是難以發(fā)展。目前采用回轉(zhuǎn)窯直接還原紅土鎳礦球磨磁選富集鎳鐵合金的生產(chǎn)工藝取得成功并快速推廣應(yīng)用?；剞D(zhuǎn)窯直接還原鎳鐵技術(shù)特點(diǎn)：以紅土鎳鐵礦為原料，以廉價(jià)煤、泥煤、中煤為還原劑，以回轉(zhuǎn)窯為主要生產(chǎn)設(shè)備，通過(guò)物料預(yù)熱處理還原熔融工藝分選精煉，三個(gè)步驟就形成產(chǎn)品，具有工藝簡(jiǎn)單，能耗小，污染小，成本低，不受規(guī)模限制，產(chǎn)品質(zhì)量好（含鎳高，達(dá)到1015個(gè)鎳）等優(yōu)點(diǎn)。回轉(zhuǎn)窯直接還原海綿鐵是各國(guó)早就采用的技術(shù)，該公司利用紅土鎳礦直接還原鎳鐵工藝是國(guó)內(nèi)首創(chuàng)并取得專利，這說(shuō)明利用直接還原鐵技術(shù)用來(lái)還原紅土鎳礦產(chǎn)出鎳鐵在技術(shù)

7、上是通用的，因?yàn)榧t土鎳礦中的鎳比鐵礦更容易還原成鎳鐵合金。而鎳鐵合金（或金屬鎳）具有強(qiáng)磁性。通過(guò)球磨磁選能把鎳鐵合金與雜質(zhì)（渣）進(jìn)行分離取得高品位鎳鐵合金粉末。鎳、鐵磁選回收率達(dá)到90%以上。采用直接還原法來(lái)制取鎳鐵合金比高爐法，礦熱爐法更簡(jiǎn)單，能耗更低，可大幅度降低成本。 回轉(zhuǎn)窯 紅土鎳礦直接還原鎳鐵工藝圖三 用生物質(zhì)裂解制氣豎爐直接還原紅土鎳礦制取鎳鐵合金工藝。1. 回轉(zhuǎn)窯直接還原海綿鐵技術(shù)比豎爐直接還原海綿鐵要復(fù)雜得多，投資也是豎爐法的數(shù)倍。產(chǎn)品質(zhì)量也比豎爐差，能耗也比豎爐高得多，回轉(zhuǎn)窯能用紅土鎳礦直接還原制取鎳鐵合金，豎爐當(dāng)然也能。豎爐直接還原海綿鐵技術(shù)早就成熟并大型化生產(chǎn)，每年由豎爐

8、生產(chǎn)的海綿鐵已超過(guò)7000萬(wàn)噸。國(guó)外大型豎爐多以天然氣裂解成還原氣供豎爐直接還原鐵礦石成海綿鐵。這套技術(shù)在國(guó)內(nèi)還沒(méi)得到應(yīng)用。因?yàn)閲?guó)內(nèi)每m3天然氣價(jià)格4.5元/m3，還原一噸海綿鐵需消耗420m3天然氣。每m3天然氣可裂解成3m3還原煤氣（CO+H2），單天然氣成本：420X4.5=1890元/噸鐵。為高爐煉鐵焦炭費(fèi)800元/噸鐵的2.36倍。國(guó)內(nèi)有研究用煤炭裂解制取還原氣供豎爐用，但現(xiàn)在還未取得成功，最大困難是煤含有0.51.0%硫，制氣過(guò)程中生成H2S氣體超標(biāo)嚴(yán)重，在還原爐內(nèi)：FeS + H2 = Fe + H2S是可逆反應(yīng)，H2S含量高低直接影響海綿鐵硫含量，目前在1000高溫下沒(méi)有脫H2

9、S技術(shù)。我們發(fā)明的用生物質(zhì)壓塊（或油棕果殼）為燃料，用兩段式裂解爐來(lái)制取還原煤氣就不存在H2S問(wèn)題，因?yàn)樯镔|(zhì)的硫含量很低，在0.1%以下，而且所制還原煤氣成本很低，只需0.38元/m3(CO+H2)，還原1噸海綿鐵還原煤氣費(fèi)用：1500m3X0.38=570元/噸鐵。非常低，為豎爐直接還原海綿鐵開(kāi)創(chuàng)新局面。2. 豎爐直接還原高鐵低鎳礦工藝圖（適合Fe54%，Ni0.4%）說(shuō)明：1.該工藝流程適合小塊鐵礦或粉礦壓球冶煉。2.粒狀海綿鐵要求：TFe：8587%，粒度325mm，價(jià)格2600元/噸。3.鐵精粉需粉磨壓球后才能入爐，F(xiàn)e54%，Ni0.4%4.小塊鐵礦入爐：粒度：325mm Fe54

10、% Ni0.4%5.產(chǎn)出海綿鐵含鎳低于1%以下不計(jì)價(jià)。6.所用小塊礦為紅土鎳礦經(jīng)破碎水洗篩分得出鐵礦。7.所用鐵精粉為洗尾礦砂經(jīng)搖床重選得出鐵精礦。3. 豎爐直接還原低鐵高鎳礦制取鎳鐵合金工藝圖：說(shuō)明：1. 礦泥是指紅土鎳礦經(jīng)過(guò)破碎洗礦產(chǎn)生礦泥和搖床重選尾礦混合在沉泥池中沉淀的礦泥。含鐵35%，鎳得到富集含Ni3%。2. 定期將礦泥清起來(lái)堆干備用。3. 礦泥產(chǎn)出率占原礦量20%左右。4. 高鐵低鎳紅土礦原礦處理流程圖：四 日處理500噸高鐵低鎳礦豎爐直接還原海綿鐵方案說(shuō)明：1. 高鐵低鎳紅土礦原礦的處理方案：根據(jù)資料顯示，該鎳礦上部礦層含鐵平均50%，含鎳1.01%，中層礦含鐵量46.26%，

11、含鎳1.49，底層礦含鐵12.91%，含鎳2.07%。上層礦屬高鐵低鎳礦石，中層屬中鎳高鐵礦石，下層屬富鎳低鐵礦石。對(duì)于中上層的高鐵低鎳礦石必須先經(jīng)過(guò)預(yù)先處理才能適應(yīng)冶煉要求。豎爐合適的冶煉礦石粒度530mm，海綿鐵的粒度要求為325mm。所以選擇325mm為豎爐入爐礦石粒度標(biāo)準(zhǔn)。小于3mm以下的粉礦需要造球后才能入爐。高鐵低鎳礦石鐵礦物多以粒狀為主，含有較多泥，鐵礦粒度50mm不超過(guò)10%，粒度350mm一般占4050%，小于3mm的占50%左右。因此原礦必須經(jīng)過(guò)破碎和洗泥才能產(chǎn)出適合入爐礦石。根據(jù)本人幾十年與褐鐵礦打交道經(jīng)驗(yàn)判斷。平均含鐵50%的褐鐵礦經(jīng)過(guò)洗泥及篩分后，3mm以上礦石平均含

12、鐵品位可達(dá)到53度以上，3mm以下的粉礦品位在4950度之間，礦泥（含量約10%）含鐵品位在35度左右。由于礦石含泥較多，及粒度較小，破碎設(shè)備只能選用沖擊式（即錘破）破碎機(jī)，礦干時(shí)可干破，礦濕時(shí)加水濕破效果較好。選擇錘式破碎機(jī)還有一個(gè)好處，紅土鎳礦中的鎳多賦存在結(jié)構(gòu)疏松含鐵40%左右的鐵礦石裂隙中，致密結(jié)構(gòu)的鐵礦粒硬度大，雜質(zhì)含量小，含鐵高，而含鎳較低甚至不含鎳，且不容易破碎。因此選用錘式破碎機(jī)進(jìn)行粉碎，能使含鎳高疏松鐵礦得到粉碎成小粒狀，通過(guò)篩分后與3mm以上鐵礦粒進(jìn)行分離，以達(dá)到進(jìn)一步提高粒狀鐵礦含鐵品位和降低鎳含量，使鎳礦盡可能在泥礦中富集。選擇滾筒式洗礦機(jī)也與希望鎳富集至礦泥中有關(guān)。經(jīng)

13、破碎后的礦石用水沖至滾筒洗礦機(jī)內(nèi)，隨著滾筒的轉(zhuǎn)動(dòng)，礦砂在筒內(nèi)不斷翻轉(zhuǎn)摩擦，使吸附在礦石粒表面的鎳微粒脫離進(jìn)入泥水中，以減少鎳在鐵礦中含量。經(jīng)過(guò)洗磨后的鐵礦砂進(jìn)入到圓篩中，筒外篩網(wǎng)孔徑為3mm，3mm以下的礦砂隨泥漿水一起進(jìn)入到挖沙機(jī)中，3mm以上礦粒由皮帶機(jī)運(yùn)走至堆場(chǎng)存放。由挖砂機(jī)挖起的細(xì)砂礦，粒度在0.13mm之間，含鐵品位4950度左右。含有大量比重在4.55.2的重鐵礦粒，含鐵品位在5060度之間及比重在3.5以下，含鐵3540度的鐵礦粒。可利用不同含鐵品位鐵礦粒比重不同的特性，采用搖床進(jìn)行分離，可選出含鐵平均品位54度的鐵精粉，其Ni平均含量在0.4%以下。搖床尾礦含鐵多在40度以下，

14、含鎳可達(dá)2.03.0%。搖床尾礦泥水與洗礦泥漿水一起流入沉淀池中進(jìn)行沉淀后定期挖起堆干。礦泥含鐵在35度以下，含鎳3%以上。通過(guò)破碎滾筒磨洗篩分搖床重選，可得出325mm小塊鐵礦（含鐵54度，含Ni0.4%，產(chǎn)率4550%）和搖床重選鐵精礦（含鐵54度Ni0.4%）產(chǎn)率30%和尾砂礦和礦泥，尾砂產(chǎn)率10%左右，F(xiàn)e40%，Ni2%，礦泥產(chǎn)率為10%左右，含鐵35%，Ni3%等幾種產(chǎn)品。 325mm，F(xiàn)e54%，Ni0.4%小塊鐵礦直接入豎爐冶煉海綿鐵，產(chǎn)出海綿鐵粒含鐵量，TFe85.7%，Ni0.5%。03mm鐵精粉，F(xiàn)e54%，Ni0.4%，不能直接入爐冶煉，需要烘干后用雷蒙磨磨粉后加入粘結(jié)

15、劑混合壓球，成球后可與小塊礦一起入豎爐冶煉成海綿鐵，產(chǎn)品質(zhì)量與小塊礦相同。礦泥和尾砂。由于礦泥非常細(xì)，與重選尾礦混合后不用磨粉就能成球，混合后的礦泥含鐵35%，含Ni3%是冶煉鎳鐵的好原料。需要單獨(dú)設(shè)一座小豎爐進(jìn)行冶煉，成球后進(jìn)入豎爐冶煉成海綿鐵，煉成的海綿鐵塊含鐵約60度，含鎳4%，含有較多雜質(zhì)，需球磨后進(jìn)行磁選富集，當(dāng)磨礦細(xì)度-200目90%，磁選機(jī)磁場(chǎng)1500高斯。經(jīng)磁選富集的鎳鐵合金含鐵80%，含鎳10%。鎳、鐵選礦率95%，鐵回收率：8090%。選出的鎳鐵合金粉未經(jīng)過(guò)烘干后壓成塊即為成品。該鎳鐵合金具有低硫：0.02%，低P0.03%，低硅0.3%特點(diǎn)，可作為冶煉不銹鋼優(yōu)質(zhì)原料。優(yōu)于

16、其他方法冶煉鎳鐵合金。2. 如果建一間日處理500噸/日紅土鎳礦豎爐直接還原工廠。選礦廠可選用一臺(tái)1000X1000的高效制砂粉碎機(jī)，每小時(shí)碎礦產(chǎn)能為6070噸/時(shí)。滾筒洗礦機(jī)可選用一臺(tái)2000X6000的滾筒洗礦機(jī)。每小時(shí)洗礦能力6080噸/時(shí)。及一臺(tái)1.5mX4m的圓筒篩，等組成破碎洗礦篩分廠。另外需配備15臺(tái)粗砂搖床。洗選廠用地100X300=3萬(wàn)m2場(chǎng)地?？偼顿Y約250萬(wàn)元。日洗選500噸紅土鎳礦，可產(chǎn)出200250噸/日小塊鐵礦石，及150200噸/日鐵精粉，及100噸/日泥礦。即每日有400噸鐵礦（Fe54 Ni0.4）要還原成海綿鐵。有100噸礦泥要還原成鎳鐵合金。需要建造兩套豎

17、爐還原生產(chǎn)線，一套為日處理鐵礦400噸還原豎爐。另一套為日處理100噸低鐵高鎳球團(tuán)礦鎳鐵合金還原豎爐。日冶煉400噸鐵礦還原豎爐容積為133m3,外徑5.0m，總高15m，配套生物質(zhì)裂解爐外徑4.5m，高13.5m，及配套二座熱風(fēng)爐等。整條生產(chǎn)線投資約2000萬(wàn)元（配套有2臺(tái)500千瓦燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組發(fā)電，不需外供電）日處理100噸球團(tuán)礦鎳鐵豎爐還原生產(chǎn)線，還原豎爐外徑2.3m，高13m，配套生物質(zhì)裂解爐外徑2.0m，高10m，及熱風(fēng)爐一座。整條生產(chǎn)線投資約400萬(wàn)元。（配套有一臺(tái)200千瓦燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組，足夠該生產(chǎn)線用電）日還原400鐵礦（Fe54，Ni0.4）可產(chǎn)出240噸/日海綿鐵粒，海綿鐵質(zhì)

18、量：TFe85.7，Ni0.5，S0.02%，P0.03%，C：1%，在國(guó)內(nèi)售價(jià)為2600元/噸。日還原100噸礦泥球團(tuán)（Fe35%，Ni3.14%），可產(chǎn)出鎳鐵合金31噸/日，鎳鐵合金質(zhì)量：TFe80%，Ni：10%，S0.02%，P0.03%，Si0.3%，C：1.0%，國(guó)內(nèi)售價(jià)：1.4萬(wàn)元/噸。豎爐還原所用燃料為當(dāng)?shù)厥a(chǎn)的油棕果殼，全廠每日需消耗油棕果殼400噸/日。當(dāng)?shù)厥召?gòu)價(jià)：60美金/噸。全廠定員150人，三班作業(yè)，年工作日330天。 3. 工廠效益預(yù)測(cè)：工廠日銷售收入：海綿鐵：240噸/日X2600元/噸=62.4萬(wàn)元/日鎳鐵合金：31噸/日X1.4萬(wàn)元/噸=43.7萬(wàn)元/日合計(jì)：62.4+43.7=105.8萬(wàn)元/日 工廠日支出費(fèi)用： 1.購(gòu)入鎳礦（Fe50 Ni1.01） 500噸X25美金/噸X6.2=77500元/日 2.購(gòu)入油棕殼： 400噸X60美金/噸X6.2=元/日 3.洗礦加工費(fèi)： 500噸X20元/噸=10000元/日 4.鐵精粉及礦泥造球費(fèi)用： 250噸/日X75元/噸=18750元/日 5.人工費(fèi)用： 150人X2000元/人月30=10