3.4  ！镍 冶 炼 ！ 3》.4.？1  本条对镍冶】炼，工，艺流程选择作出【规定 《    【 1：  根据不同的原】料选择相《应的镍？冶炼工艺流》。程   ！      1)镍！硫化矿可通》。过选矿富集富集【后产：出的铜镍精矿的含】镍品位可达6％～1！。2％浮选硫化铜镍精！矿中含有以硫化铁形！态存在的燃料成【分采用火法冶—炼工艺处理》能充：分利用精矿中的潜】热，降低能源消耗火【法冶炼工艺还有利于！回收铜镍精》矿中的贵《金，属 —      —   2)》氧化镍矿(红土【矿)储量《巨大据？1987年国际红】土矿年会统计—镍储：量的：80％为红土—。矿而且赋存于地表】易采可露天开采具有！开发的优势》条件氧化镍矿(红】土矿)不能通—过选矿富集应根【。据矿石品位》和矿：石类型选择冶炼工】艺，火法冶炼《流，程有竖炉预还原电】炉熔炼法、》回转窑？还原电炉熔炼法【、煅烧还原成镍【铁法；湿《。法冶炼流程有—还原焙烧氨浸法【、加压？酸浸法等一般来说矿！床上层矿《石适宜于湿法冶炼下！层矿石适宜于火法】冶炼中间过》。渡层适宜《于两种冶炼方法【  【。      — 3)利用废杂【镍原料？炼镍：不仅：。扩，大了镍资《源而且还有投资省】、能耗少、生产成本！低、环境污染轻【等优点在《有，转炉吹炼低镍—锍的工厂废》杂镍原料可作为冷】料加入转炉》处理利用低镍锍吹炼！作业的富《余热量将废杂镍原】料熔化并吹炼—成高镍？。锍既利用了余—热又满足了低—镍锍吹？炼作业温度控—制的要求含镍合金的！高熔点废杂》镍宜加入电》炉中熔炼 】。   《  2？  火法炼》镍，的，。熔炼方法《众多归纳起来—有传：统的鼓风炉》熔炼、反射炉熔【炼、电炉熔炼以及】现代的闪速》熔炼(包《括奥托？昆普闪？速熔炼？、英可氧气闪—速熔炼)、》富氧顶吹《浸没熔？池熔炼(包括艾萨法！、奥斯麦《特法：)、氧气顶吹—自热熔炼法等强【化熔炼工艺 —     ！传统的鼓《风炉：熔炼、反射炉熔炼】和电炉？。熔炼工艺的共同【。特点是不能充分利】。用硫化？铜镍精矿熔炼—过程中的《化学反应热》因此需要消耗大【量的辅助燃》。料或电能此外—熔，炼，过程：。产生：的烟气二氧化—硫浓度低不能经济地！回收从而造成对生态！环境的严《重污染因此自2【0世纪70》年代以来逐渐被一些！新兴的？强化熔炼方》法所取代《由于电炉《熔炼对物《料的：。适应性强热效率【高且热量《集中可获得冶炼【需要的高温并可【控制冶炼《产物的过热》温度：从而有利于处理一些！难熔复杂物料在镍冶！。炼中仍有一定的使用！价值 》 ？   ？ 闪速熔炼和—熔池熔炼《的共同特点是—可充分？利用硫化铜镍精矿熔！炼，过程中的化》学反应热在自热或接！近自热？的条件下完成—。熔炼过程有》效地降低能源消耗熔！炼过程产生的烟【气量小烟气中二氧】化硫：。。浓度高可以》经济地回收》有利于？消，除污染？保护环？境 【    3》。  闪速熔炼—。和各种熔池熔炼工】艺普遍采用》富，氧，熔炼技术而》且鼓风富氧浓度【。有越来越高的趋势】。其原因是 》 ， 《    采用富氧】。熔，炼可以改善熔炼【过程的热量平衡减少！烟气带走的》热量从而可》以，减少辅助燃料—。的消耗 】。     采用【。富氧鼓风《。可以：强化熔炼过程—提高设备《的，生产能力因此提高鼓！风富氧浓度常被作】为提高生《产，能力、降低单位产】品综合？能耗的？。主要手段之一 【 《     鼓风富氧！浓度的提高》将直接？。导致烟气量》。的减：少和烟气二》氧化硫浓度的提【高降低了烟气处理过！程的能耗《有利于烟《气制酸？及生态环境保护 】  — ，  制？氧技术的进》步降低？了氧气能耗和生产成！本为熔炼过》程大量？使，。用氧气创《造了有利条件 ！    — 4  目前低镍锍！的吹炼作业绝大多数！在卧式转炉内—进行：卧式转炉《热量利用《较好：。除自热？完成吹炼作业—外还可以利用富【余热量处理》含镍杂？料、包壳、烟尘块】等固态冷料此外【卧式转炉还具有建】设投资低、》技术成熟、杂—质脱除率高》高镍锍含铁》容易控制钴》回收率稳定》等优点 —     由于！卧式转炉吹炼过程】是间歇式的周期【性作业产出的烟气】量和烟气中二氧化硫！浓度都有波动—给烟气？制酸带？来麻烦此外》卧式转炉炉口—漏风量大《造成烟？气量增大和烟—气，二氧化硫浓度—降低；炉体倾动时炉！。。口二氧化硫烟气逸】出污：染操作环境》为了解决上述—。问题在铜锍吹炼中相！继，出现了三菱法吹炼】、闪速吹炼》和奥斯麦特吹—炼等连续《吹炼工艺这些新的吹！炼方法？。的共同特《点是烟？气连续二氧化硫【浓度稳？定炉子密闭性好【改善了二氧》化硫外？逸所造成《的操作环境恶化在低！镍锍吹？炼，方面国内还没有连】续吹炼生产实践而】且建设投资》也，较高但是随着环【保要求的日益严格】开发利用连续—吹炼工艺《也应是低《镍锍吹炼技术的【发展：方，向目：前顶吹浸没吹炼技】术在南非已成功【应用于低镍锍—的，。吹炼作业 【     5 ！ 镍精矿采用—闪速：熔炼和熔《池熔炼进行造锍熔】炼时产？出的炉渣《含镍通？常在：1％以上《需经贫化处理以【热态炉渣《进入电？炉，贫化是工业》上，广，泛应用的方法—具有能耗低、—流程简便的优点金】川集团有限公司【采用的闪速熔炼【炉与贫化电》炉组合在一起的合】成炉：更具：有，节能优点《富氧顶吹浸》。没熔炼的炉渣常在】沉，降电炉？中，同时进？行贫化过程》低镍锍吹炼产—出的吹？炼渣一般返回—熔炼炉处理以回【收其：中有价金属》吹炼渣？以热态炉渣加入贫化！电炉具有流程—短、金？属回收率高、能耗】低等优点被广泛认同！ —    6  【国内外高镍锍—。生产电镍《技术：。主，。要有2？类、：4种方法即》硫，化镍阳极电解法、粗！镍电解法、氯浸【-电：积法和酸浸-—电积法目前》。世，界上俄罗斯、加【。拿大汤普《森精炼厂和我国【仍采用传统的高镍锍！可溶阳极电解工艺其！产量占世界》电镍：总产量？的60％～》7，0％20世纪70年！代以来？许多：老厂相继采用酸【浸-电积和氯浸-】电积精？炼改造原有传统【电解精炼工艺新【建，的，精炼：厂多采用《浸出：-，。电积工艺 — ：     硫【酸，浸出-？电，积工：艺镍、钴浸出率【高，浸出液中杂质—含量：少阳极液闭路循环】无，污染设备材》质容易解决产—品可多样化可生【产电积镍、镍粉【、镍块、《钴粉：、硫酸？镍等：缺点是加压浸出设备！昂贵：运行费用高氯浸-电！积工艺流程短常压】下浸出镍钴浸出率】高溶液体积少电解】产出氯气可循环利用！电积镍外观质量、指！标均优于酸》浸工艺成本》更低：但环境的治理—和设备的防腐有一】定的：难度因？此选择镍《的，精炼：。工艺方案应根—据具体建设》。条，件综合分析》比较后予以》确定 — ：3.4.《2  综《合能耗指《标主要依据对国内镍！。冶炼企业产品能【耗情况的调查以及】参照现行国家标【。准镍冶炼企业单位】产品能？源消耗限额》GB ？212？51规定的能耗指】标 》。。 ：  ：  ：现行国？家标：准镍冶炼企》业单：位，产品能源消耗—限额GB 2—1251-200】7，的有关？指标摘？录，见表9～表》11 《 表》9，  现有镍》冶，炼企业单位产品能】。耗限额限《定值 ？ — 表10】  新建镍冶炼【企业单位产品能【耗限额？准入值 【 《。 表》11 ？ 镍冶？炼企业单位产品能耗！限，额，先进值 】 【    上述各表中！“，先，进值”是世界先进】水平“准入值”是】新建企业《。必须达？到的能耗指标本【规范综合能耗指标】的确定？是以“先《进值”作《为一级能耗指标的】参考值？以“：准入值”作为三【。级能耗指标的—参考值 【 3.4》.4 ？ 本条？对铜镍精矿熔炼应】采取的？。节能措施作出规【。定 【    1》  熔？炼过程？实行：精料方针就是要提】高精：矿含镍品位降低【含高熔点的脉石成】分有利于减少—无用成分《消，耗热能降低冶炼温】度从而？能够有效地降低冶炼！能耗 《 《。    2》  闪速熔炼炉【等强化熔炼工艺的烟！气，温，度，高达135》0，℃～：1450℃》蕴含大量热能炉【后设置？余热锅炉可》回收其中60％～】70％的余热—。所产中压蒸》汽，可供发电《或生产、生活用汽从！冶，金工业炉窑产—出的高温烟》气中回收余》热是重？要，的节能措施》故本款为《强制性条款必须严】格，执行 《     3！  硫化《铜镍精？矿闪速熔《。。炼已有50年—历史我？国金：川集团有限公司于】1，992年建》成投产了世界上【。第五座炼镍》。闪速熔炼炉采—用合成式《闪速炉炉型合成式】闪速炉是将传统闪】速炉与贫化电炉【合二为一的一种炉型！其贫化区《(实际上就是一台】贫化电炉)与闪速炉！沉淀：池连通？闪速炉热渣不需要】。出炉就流入》。到贫：化，。区流程短、结构【紧凑充分利用了炉渣！的，显热可？降低炉渣贫化—电能消耗炼镍闪速炉！渣含有价金属高且其！又不能通过选矿的】方法：进，。。行回收因此采用【电炉贫化是》常用的有效途径而】合，成式闪速炉的上述特！点很适合镍冶炼的要！。求在达？到弃渣指标的—同时又有利于节能 ！     ！    1》)闪速熔炼》属悬浮熔炼反应【塔中的物料在—2s～3s内完【成氧化？脱硫、熔化、造【渣等主要化学反【应精矿含水如果超】过0.3《％熔炼过程中—物料：颗粒表面将形—成一层水蒸气薄膜延！长颗：粒到达着火温度【时间影响颗粒在气】流中的分散阻碍反】应的顺利进行精矿还！来不及反应就落【入熔池？产生“生料”精【矿中的可燃成分的】潜热非但《没有得到利用而且】为了熔化“生料”还！需增加补充燃料量造！成能耗升高》因，此精：矿含水应控制在【0.3％《以下精矿粒度越细】精矿的比表面积越大！表面能也越大—与富氧空气中的【氧气接触就越充分可！以提：高，反应速度《和反应的《彻底程度《充，分释放精矿》。中的：反，应潜：热降低补充的燃【料，量，节约能源《铜镍精矿的粒—度，一般控制在》-200目占8【0％以上 — ：       】  2)闪速炉采】用高富氧《浓度：、高处理量》和高热强度熔—炼技术反应塔—所需：补充的燃《料量非常少沉—淀池：及上升烟《道可以不消耗或少】消耗燃料 》  —    《   ？3)闪速熔炼高镍】锍品位宜控》制镍加？铜之和在《45％～5》0％ 】    4  【富氧顶吹浸没熔炼】。。包括艾？萨法、奥斯麦特【法 —   ？      1)】炉，料水分过高会—增加熔炼《过程能？。耗过：低则增加烟尘率一】般控制入炉》炉料水分为8％～1！0％ 】        】3)控制合》理的氧化深度的目的！是防：止过：氧化减少还》原的二次煤量 【 ：      】   4)如果【煤，的低发？热值过低烟气量会】增大：所带走的热量增多烟！气处理系统也会【非常庞大《热损失增加》 》   ？  5 《 氧气顶吹自热【熔炼：由于采？用水冷？氧枪：且，氧枪在？熔体上部《。作业氧枪寿命长能够！。承受高？富氧浓度和》高温的作业环—境一般？氧气浓度控制在【90％以上》烟气量少烟气带【走的热量也》少 》    》 6  电炉熔炼】应根据炉渣的—熔点、黏度、—密度、导电性等选】择渣型选择熔点【低，、黏度？低的：渣型将在较低熔炼】温度下？满足熔炼反应和生产！操作的要求》从而降？低，电能：消耗渣型决》定炉渣的导电性从而！。决定电极《的插入深《度电极插入深度【不同炉内的电气【制度也发生变化【即，熔池上部的三角形负！荷和熔？池下部的星》形负荷发生变—化导致上下部温度发！生变化；在一定功】率下为了获得合适】。的低镍锍温度和【炉渣温度以及化料】速度应根据选择的渣！型调整变压》器电压等级以—使电极调《整到最佳《工作状态最佳的电气！制度使每吨物料消耗！的，能量：最小 —。 3.4.5【 ， 本条对低》。镍，锍吹炼应采取—的节能措施作—出，规，定  】。   1  利用转！炉吹炼低镍》锍所产生的热量处】理含镍物《料以回收其中—的镍可以充分利【用转：。炉吹炼的过》剩热节约能源 】     】2  转《炉吹：炼低镍锍主要—能耗是转炉鼓风机】电耗由于《鼓风机功率》大在转炉《加料、出《料或处理故》障时停吹的》。。时，间，。内不能随开随—停故停吹时间愈长】浪，费，电力愈大所以提高送！风时率和采用—。节能的调节鼓风量】技术可以降低—电，耗 —。   ？  ：3  转炉设置汽】化，冷，却，或水冷的密闭烟罩能！防止喷溅物和烟【尘在烟？罩内粘结《和控制？漏风：率，以减少烟气量—的增加保持烟—气中：SO2浓《度降低排烟及制酸】系统的能《耗转炉密闭烟罩【漏风：率应控制在5—。0％以内《    ！ 4 ？ 低镍锍在转炉吹炼！中，产出的高《温烟气？蕴含大量热能吹炼炉！后设置余热锅炉【所产中压蒸汽可【供发电或生》产，、生：活用汽符合国—家节能？减排的要求目前国内！普遍将烟气余热回】收，作为企业《必须采用的重—要节：能措施故《本款为强制性条款】。必须：。严格执行 】 3.《4.6  转炉【渣电炉贫化节能【措施与电炉熔炼原】理相似应选择熔【点低、黏度低的【渣，型在较低《熔炼：温度下满足熔炼【反应：和生产操作的要求】降低：。电能消耗《根据渣型选择—合理的电《气制度降低每—吨物料消《耗的能量《 —。3.4.7  本条！对高镍锍选》矿分离应采》取的节能措施作出】规定  ！   1  高镍】锍大块砸碎采用液压！。碎石机？代替低效率、—高，能耗的轨道》转盘砸碎机单位时】间砸：碎作业效率提高了3！0％降低了电能消耗！  【   2《。  ：G，Y，P-900惯—性圆锥？破，碎机是我国》与俄罗斯共同研【制的专利产品设备】具有良？好的料？层选择性破碎作用】破碎比大产品—粒度：细技术？经济指标稳定操【作，安全方？便细碎工序采用惯性！圆锥破碎机取代【传统颚？式破碎机《单，位时间？内破碎作业》效率提高近15【％高镍锍粒度—由3：0，mm降至20—mm以下进》一步降低了能源消】。耗 ？ ？     3  过！滤选用重力脱水器】对浮选精矿进行预先！脱水：在不增加浓缩、【过滤设？。。备的前提下不仅【。能满足生产要求而】且提高了过》滤机的？单位生产《作业效率《降低了能耗 】    — 4  根据加拿】大Inco公司【的生产经验精选【作业采用浮选柱可】简化流程、提高精矿！富集比、简化作【。业次数、减》少设备台《数另外？对于细粒浮选—也可：选用杰姆森浮选槽】实现优化《经济技术指标、【降低：能耗的目的 】 3《.4.8  二次镍！精矿：。熔，铸反射？炉烟：气系统？设置了余《热锅炉？和空气预热器产【出蒸：汽和热？风用热风助燃粉【煤使燃烧稳定提【高产量和热效率【直接降低了一次能源！。消耗 ？  —   采用》。。富氧熔炼有利于节】能和产能的提—高 ：。 《 3.4.9 【 本条对镍电解精】炼应采取的》。节能：措施作出规》。定 《    — 1  影》响电解精炼蒸—汽消耗？的主要因《素是电解《液的蒸发《造成的热《损失以？及电解？槽，体、溶液管道—和设备的表面散热】损失本款中》的降低蒸汽消耗的】措施均来《源于工厂《实际生产中》总结：出来的行《之有效的经验 ！ ？   ？ 2  提高电流】效率是？降低镍电解精炼【直流电耗的》主要手段之一—本条中提高电流效】率的措施均为—工厂实际生产中总结！出的行之有效的【经验 【   ？ ， 提高？电流效？率的途径主要有防止！槽，体，漏电避免极板—之间形成短路—合理控制《阳极板？杂，质含量、《溶液成分及》酸度：。。等 —     电解【槽对：地绝缘的好》坏直接影《响电：能消：耗、安全生产因【。此要选择绝缘性【能好、抗腐蚀强、】韧性好、热膨胀系】数小、表面》光滑的云母绝缘【装置并安《装固定？“横电”装置 】  》   3《  降低《。槽电压也《是降低镍《电，解精炼直流电耗的】主要手？段之一缩小同极中心！距可以减少电解液阻！力、降低电流通【过电解液的电阻对降！低槽：电压：有直接的关》系 【    提高电解液！温度：有利于降低》电，解液的黏度加快离】子扩散速度降低电】解，液的电阻对降—低槽电压有利目前各！工厂电解《液温：度控制在65℃【。～75℃ 【     电解！槽溶液循环方式为】上进下出方》。式电解液由上液管】向阴极室内》。不断：供给：。足以补充电解过【程，中沉积？在阴：。极，上的镍量《同时靠静压》力作：用使贫化后的溶【液通过隔膜渗入【阳极：室这种循环方式有】利于消除浓差极【化现象获得较高【的电极电流》效率 ？ 《    《 硫化镍电解过程中！阳极板含硫量高低对！。阳极：的电：。化过程影响较大直接！影响槽？电压：的高低通《。常生产要求阳极【质量均匀阳极含【硫不低于20％ ！ 《   ？ 4  目前各【电解工厂均》采用可控硅整流机组！一般采用变》压器和整流器靠紧】的布置方式额定功率！条件下机组的—整流效率可》达95？％～97％ ！ 3.4.—10  硫化镍阳极！电解采用的是硫酸】和盐：酸的：混酸：体系由于溶》液体积很大电解【液的：。净化不适合采用【萃取等工艺仍采用】。处，理，量大的化学沉淀【法净：化，工艺：    ！。 某：厂现有？的净化？。工艺主要包括中和水！解除铁、《镍精矿加阳极泥除】铜和氯气氧化—。水解除？钴、铜渣《再处理等工序该流程！较长反？复加热能《耗高  ！   重庆》某厂用高冰镍阳极电！解，先用电积脱铜把溶】液中：的铜降到0.8g／！L以下再用硫—化氢除？铜用氯气一次—除铁和钴 】   《   加拿大汤【普森厂阳《。极液用硫化氢—除铜用磨《碎的：残极粉？中和除铜过程产生的！酸用氯？气一次除铁》和钴流程《较短：能耗低？  【   因此应根【据，不同：的流程、阳极液【杂质：含量优先选择杂质脱！除程度高、流程【短、能耗低的净【化，工，艺 ？ 3.4.1！1  世《界上各个镍厂都【。是根据自己的—。具体情况来确定【高镍：锍湿法处《理精炼工艺没—有完全一《样的精炼厂》氯化浸？出工艺和硫酸浸出】工艺：都比较成熟》各有优缺《。点国内？外，近年来新建和改【建的高镍锍精炼厂】。均根据自《身具体情况采用湿】法精炼？工艺氯化浸出—工艺生？产的电积镍外观质量！好于硫酸浸出工【。艺技：术参数和经济指标优！于酸浸？工艺氯化镍》电积电阻率和溶液】黏度都低于硫—酸体系槽电压低电】耗低意味着氯化【精炼工艺成》本更低 》