镍红土矿火法冶金工艺现状及展望

赵景富

(沈阳有色金属研究院, 辽宁 沈阳 110141)

镍红土矿火法冶金工艺现状及展望

赵景富

(沈阳有色金属研究院, 辽宁 沈阳 110141)

经过多年的发展与完善，镍红土矿火法冶炼镍铁合金工艺日臻成熟，技术经济指标不断提高。本文阐述了回转窑还原- 电炉冶炼(RKEF)工艺和回转窑还原- 选矿富集(RKMC)工艺处理镍红土矿的生产现状与发展趋势，介绍了这两个工艺的优缺点，并对镍红土矿火法冶金工艺近年来的技术进步和未来的发展趋势进行了总结和预测。

镍红土矿； 火法冶金； RKEF； RKMC； 现状与展望

0 引言

经过近10年的迅速发展及完善，镍红土矿火法冶炼镍铁合金工艺技术日臻成熟，成本不断降低，技术经济指标不断提高。然而镍市场却由曾经的辉煌跌到现在的低谷，受大经济环境及镍红土矿冶炼行业竞争的影响，产品价格甚至降到了生产成本线以下，大量生产产家被迫停产停业。2014年印尼政府禁止原矿出口，对市场产生了一定影响，但其深远影响将在未来3年内显现。因此，在现有市场条件下寻求新思路，进一步改进工艺，降低生产成本，提高利润空间是企业生存发展的必经之路。

1 镍红土矿回转窑还原- 电炉冶炼工艺现状及展望

镍红土矿回转窑还原—电炉冶炼(RKEF)工艺熔炼镍铁的原理是先将物料进行干燥和焙烧，然后在高温下使红土矿中镍和铁的氧化物还原成镍铁合金。这一工艺是当今世界火法处理镍红土矿的首选，多年来，经过冶金工作者的不懈努力，其在许多方面都有了长足进步，为行业的持续发展奠定了基础。

1.1 冶炼单位电耗不断降低

随着冶炼工艺技术的发展，冶炼能耗不断下降。RKEF工艺处理镍红土矿国际上标准电耗为33 000 kWh/t镍，动力电为4 000 kWh/t镍。

中国有色矿业集团中色镍业公司缅甸达贡山镍项目采用RKEF工艺处理红土镍矿，近几年的生产实践表明，该工艺技术先进，项目各项生产指标达到了行业内应用该工艺技术的先进水平。冶炼单位电耗为32 000 kWh/t镍，动力电为4 000 kWh/t镍。

国内冶炼企业单位电耗优于这一指标的为福建某公司，该公司RKEF工艺采用高架窑热料直接入炉方式，其冶炼单位电耗为28 000 kWh/t镍左右，动力电为4 000 kWh/t镍。

目前，国家正在出台制定矿热电炉技术生产镍基合金能耗标准，其各项能耗标准详见表1。

1.2 产业链向后延伸

镍铁与不锈钢有着相互发展共存的密切关系，因此应从不锈钢发展的总体规划镍铁行业未来发展途径，把镍铁合金产品与不锈钢冶炼进行无缝对接，可以节约能源，提高产品竞争力。

将镍铁产业链向后延伸，镍铁水热装、热进AOD炉，配入所需的铬、锰元素，直接炼成符合标准要求的不锈钢水，通过连铸设备，制成不锈钢板坯锭，热轧至不锈钢热轧板卷。

国内福建福鼎、四川西南不锈等企业已将镍铁冶炼与不锈钢生产联合在一起，并取得了显著经济效益。热兑工艺可降低电耗600 kWh/t钢左右(约400元/t钢)，大大增强了企业的生存竞争能力。

1.3 热渣综合利用

镍红土矿有价金属含量少，冶炼1 t金属镍量的镍铁要产生45 t左右的炉渣，废渣量巨大。近年来冶金工作者一直致力于镍红土矿冶炼镍铁废渣综合利用问题的研究，经过前期大量试验工作，已探索出镍铁冶炼高温熔融炉渣直接生产无机矿物纤维的成套技术。该技术已于2012年在山西聚义实业集团实现工业化，项目一期建设规模为年处理物料量8万t，产品为岩棉保温板和吸音板。

利用镍铁冶炼过程产生的热渣直接生产无机矿物纤维要比冷料入炉制备纤维成本低约800～1 000元/t，大大增强了产品市场竞争力。另外，在镍铁市场低迷的情况下，热渣综合利用将会成为企业经济效益新的增长点。

年处理3万t废渣的生产线投资约2 000万元，其终端产品为建筑保温材料、装饰材料等，可根据当地市场需求量，确定生产规模。

1.4 炭质水冷炉衬应用

河南方圆炭素集团引进消化美国优卡公司技术开发的高导热炭质水冷炉衬，在东方资源锰铁冶炼电炉上已成功运行46个月。其主要特点是采用高导热炭质炉衬，炉壳水冷炉内挂渣保护,大大延长了炉衬寿命。

目前,这种炭质水冷炉衬正在镍红土矿及各种铁合金冶炼炉上推广。

2 镍红土矿直接还原- 选矿富集工艺现状及展望

回转窑直接还原- 选矿富集(RKMC)工艺处理红土镍矿已有几十年的发展历史，但一些问题一直未解决，至今没有得到普及推广应用。主要问题有：

(1)原料适应性问题。镍红土矿成分及结构复杂，该工艺技术参数的设置只适合处理某一产地、某一类或与其相似的镍红土矿，不能推广应用于所有镍红土矿的处理。

(2)回转窑结圈问题。镍红土矿未经制粒直接进行还原焙烧，结圈严重，影响回转窑作业率，甚至根本不能形成规模生产。

(3)制粒成本问题。通过实践研究，虽然采取镍红土矿制粒的方式有效地缓解了回转窑结圈问题。但红土镍矿制粒是个繁琐的工艺过程，且其加工成本费用高。

(4)镍价问题。镍价较高时，采取成熟工艺处理镍红土矿就可获得较大经济效益，由此也影响到该技术的进步。

近几年，镍市场形势非常严峻，产品利润空间越来越低，迫切需要降低生产成本。RKMC可使镍铁生产企业在较低的生产成本下运行，获得生存空间及取得较好经济效益的优势，促进了该工艺技术的研究及改进。目前该工艺技术已日趋完善，国内一些企业，如广西北海诚德镍业有限公司、江苏南通其昌镍矿精选有限公司等已使用该技术进行生产并获得了良好经济效益。

RKMC与RKEF工艺成本对比见表2及表3。

由表中数据可出，RKMC工艺具有一定的成本优势，在技术进步的将来完全可取代RKEF工艺而成为镍红土矿火法冶金的主流工艺。

3 结论与建议

(1)从技术发展角度看，RKEF工艺在技术成熟性、产品质量及稳定性、环保水平方面具有一定的优势，但是在投资、能耗方面存在成本上的劣势，因此应在工艺过程的能源利用上进行优化改造，即还原焙砂热装入炉、热渣利用、热镍铁水直接热装冶炼不锈钢。

表2 RKMC工艺成本表

表3 RKEF工艺成本表

(2)从市场角度看，由于需求短时间内难以逆转，印尼禁止原矿出口，鼓励就地建厂，未来镍价回升的空间有限，因此技改要效益应尽早从长远着手，否则会来越被动。

(3)直接还原工艺是未来替代RKEF工艺的选项，一旦几个瓶颈问题得到解决，会有很强的成本优势。尤其是磁选镍铁产品精炼，直接热装冶炼不锈钢工艺，将有全面取代RKEF工艺的可能性。

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Status quo and prospect of nickel laterite treatment with pyrometallurgical process

ZHAO Jing-fu

After years of development and perfection, pyrometallurgical process for ferronickel alloy production with nickel laterite becomes more and more mature, and techno-economic indicators are greatly improved. This paper expounds application and development trend of nickel laterite processing by rotary kiln-electric furnace smelting process (RKEF) and rotary kiln-mineral concentration process (RKMC), advantages and disadvantages of the two main processes, and summarizes and predicts technical progress and future development trend of nickel laterite treatment with pyrometallurgical process in recent years.

nickel laterite; pyrometallurgy; RKEF; RKMC; status quo and prospect

赵景富(1966—)，男， 吉林公主岭人，1990年毕业于东北工学院有色金属冶炼专业，有色冶金高级工程师，从事铁合金生产技术、科研工作。

2016-09-19

TF815

B

1672-6103(2017)01-0026-04