紅土型鎳礦生產工藝
當前,世界上成熟的鎳鐵冶煉工藝當數RKEF技術,在冶煉領域占主導地位。
RKEF工藝技術開發成功,由于產品質量好、生產效率高、而且節能環保,RKEF工敢很快取代了鼓風爐工藝。隨著冶金科學技術的發展,RKEF工藝也吸納了包括自動化、清潔生產在內的眾多新技術成果,在設計制造、安裝調試和生產操作上日臻成熟,已成為世界上生產鎳鐵的主流工藝技術,占據統治地位。
RKEF工藝介紹
1、 對原料的要求
對于“回轉窯(RK)—礦熱爐(EF)”流程,礦石成本很重要,有3個指標是采用RKEF工藝應該關心的:
(1)Ni品位,希望在1.5以上,更好是2.0以上。
(2)Fe/Ni,希望在6~10,更好的是接近6,中Ni品位高;如果Fe/Ni>10,則很難冶煉出含20%的鎳鐵,因為原料中Fe過高,很難在回轉窯中控制氧化鐵的還原度。
(3)MgO/SiO2,在0.55~0.65較合適,少量加入熔劑就可以得到低熔點的爐渣結構。
以上3個條件只是合適的條件,而不是必須的條件,在礦石條件不符合上述要求時,可以生產品位較低的鎳鐵,技術經濟指標將受影響。
還原劑(煙煤或無煙煤均可)和石灰石也是RKEF工藝所必需的。
2、典型工藝流程、主體設備結構
(1)生產流程
原材料→篩分、破碎和混勻配料→回轉爐→礦熱爐→鐵包脫硫→精煉轉爐→澆鑄。在這個基礎上,發展了對原料預干燥、原料制球、回轉窯節能和余熱和發電、礦熱爐高效冶煉和低熔點渣系配料、采用底吹或側吹精煉轉爐替代頂吹轉爐、鎳鐵粒化等技術,適用于不同條件的工廠。
(2)典型工藝裝備組成
2臺5.0×100m回轉窯、2臺63MVA的密閉礦熱爐、40t的底吹精煉轉爐,造粒和鑄塊設備。年產鎳鐵10.12萬t(鎳金屬2~2.2萬t)。鑒于國產設備的成熟度運輸條件制約,為降低投資,國內的在建工廠采用4座回轉窯、2臺48MVA礦熱爐的方案將可以縮短建設周期,收到好的經濟效益。
(3)工藝概述
礦石、石灰石、還原劑在原料場、備料間加以篩分破碎后,混勻配料送入回轉窯。
在回轉窯中,原料經干燥、焙燒、預還原,制成約1000°C的鎳渣,回轉窯煙氣經余熱鍋爐、除塵、脫硫化后排放,粉塵與原料混合后再次入窯。
(4)工藝特點
①節能環保,循環利用。原料水分較多,料場和篩分破碎運輸的過程中不產生粉塵,回轉窯煙氣余熱可回收蒸汽用于發電,經過煙氣脫硫滿足環保要求后排入大氣,回轉窯和礦熱爐煙塵返回料場;礦熱爐煤氣經除塵后送回轉窯作燃料,爐渣水淬后成為建筑工業原料。轉爐煙氣余熱回收蒸汽,煤氣回收利用,爐渣磁選回爐,尾渣可輔路或制作水泥。從含水爐料進入回轉窯直接到礦熱爐出鐵出渣的整個過程中,爐料處于全封閉,環保節能。
②鎳渣熱料入礦熱爐。回轉窯產的鎳渣在900°C以上的高溫下入爐,相對于“燒結礦、礦熱爐”的冷料入爐,節省了大量的物理熱和化學熱,顯著降低了電能和還原劑的消耗,提高了生產效率。
3、投資估算
(1)原料場。包括裝卸料的抓斗機、脫帶運輸機,給料機、除鐵器等。
(2)篩分破碎工段。包括膠帶運輸機、板式給料機、錘式破碎機、格篩、吊鉤橋式超重機等。
(3)備料工段。圓盤給料機、計量皮帶、懸掛式超重機等。
4、主要技術經濟指標和成本計算
鎳礦轉運到工廠料場后的含水量25~30%(物理水),經堆存配料自然干燥后,入回轉窯時的含水量為22~25%。