氧化鐵皮預(yù)處理

破鱗機(jī)和拋丸機(jī)作為不銹俐退火酸洗的氧化鐵皮預(yù)處理裝備，在生產(chǎn)普通不銹俐時(shí)一般單獨(dú)采用。但對于特殊不銹鋼，國外一般采用破鱗機(jī)與拋丸機(jī)組合使用的預(yù)處理方式，成1白破鱗機(jī)+2-4臺拋丸機(jī)的型式(拋丸機(jī)的數(shù)量決定了特殊不銹鋼的處理速度)，以提高帶鋼表面氧化鐵皮的除凈率，同時(shí)改善板形和帶鋼應(yīng)力，從實(shí)際生產(chǎn)與操作來講，破鱗機(jī)建議采用濕式結(jié)構(gòu)，因?yàn)槠淠芙Y(jié)合噴水技術(shù)沖恍帶鋼表面及設(shè)備上的粉塵成鐵頻，保證破麟機(jī)區(qū)域環(huán)境清潔，提高帶鋼表面質(zhì)量。

酸洗

設(shè)置釀洗段的目的是為了去除帶鋼表面的氧化鐵皮和污染物，并對不銹鋼表面進(jìn)行鈍化處理，服子其耐蝕性，不銹鋼生產(chǎn)一般采預(yù)酸洗+混酸酸洗的模式，混釀可以為一段或分成幾段，混釀般由氫解酸和硝酸組成。 特殊不銹鋼的酸洗工藝有2個(gè)主要特點(diǎn):

預(yù)酸洗采用電解酸液或中性鹽的方法、生產(chǎn)奧氏體、鐵素體系列不銹鋼預(yù)酸洗一般采用硫酸酸洗的方法，其生產(chǎn)原理為: Fe.Cr. Ni的氧化物與硫酸反應(yīng)，生成硫酸化合物，面雙相鋼、超級奧氏體鋼、超級鐵索體鋼等特殊不銹鋼的預(yù)酸洗采用電解硫酸。硝酸，中性鹽等方式，現(xiàn)以電解中性鹽硫酸鈉的方式來介紹其酸洗原理。當(dāng)硫酸鈉通過電極產(chǎn)生電流時(shí)，由于電化學(xué)作用使Fe、Cr. Ni的氧化物變成游高態(tài)的Fe". Cr”. Ni",然后與水反應(yīng)生成其包氧化物沉淀，達(dá)到處理表面氧化鐵皮的作用。生產(chǎn)一段時(shí)間后，可以在電解槽中加氫氧化鈉與電解后生成的硫釀反應(yīng)生成硫釀鈉，繼續(xù)參與酸洗生產(chǎn)。

服酸洗段氫機(jī)服濃度較高?；焖岫喂刹捎么_酸與氫聯(lián)酸組合的混酸，其在短時(shí)同內(nèi)就可以完成對帶制表面的服洗，南且點(diǎn)崗機(jī)率小， 混散服洗的主要優(yōu)點(diǎn)是除對Pe. Cr.N的氧化物有銀好的處理收果外，還可以公理PeCro.. NIPeO. Pesio S10,等比較難處理的氧化物，特殊不銹鋼與普通不銹鋼酸洗混酸段比較，316不銹鋼管大的特點(diǎn)是氫氟酸濃度的不同，見表3。雙相鋼、超級奧氏體等特殊不銹鋼酸洗時(shí)，氫氟酸濃度較高。一般來說，氫氟酸濃度越高，處理帶鋼的效果越好;但是，氫氟酸濃度太高，會導(dǎo)致生產(chǎn)時(shí)酸損增加，降低金屬收得率，并形成明顯的酸腐蝕坑，影響表面質(zhì)量。一般來說，氫氟酸濃度為60g/L時(shí)比較適合生產(chǎn)雙相鋼、超級奧氏體鋼等特殊不銹鋼。

不銹鋼管用鋼帶熱軋?zhí)厥獠讳P鋼帶鋼在退火酸洗生產(chǎn)中的退火速度、退火溫度、冷卻方式、氧化鐵皮預(yù)處理和酸洗等方面有著特殊的工藝方法，特殊不銹鋼需求量的日益增長，國內(nèi)特殊不銹鋼產(chǎn)品在品種和產(chǎn)量上卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能與之相適應(yīng)，所以，積極探索特殊不銹鋼生產(chǎn)技術(shù)勢在必行。

鎳是一種具有磁性的銀白色金屬， 因其具有很強(qiáng)的抗腐蝕性、耐熱性以及良好的可塑性與韌性，可廣泛應(yīng)用于鋼鐵、有色冶煉、電鍍、化工、機(jī)械等行業(yè)。自20世紀(jì)80年代以來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，鎳的消費(fèi)量也日益增加，2009年，我國鎳的消費(fèi)量達(dá)到31.4萬t，全球的需求達(dá)到122萬噸，預(yù)計(jì)近年的需求量將超過140萬噸。另一方面，鎳在地球上儲量豐富，但其中60~ 70%屬于紅土鎳礦，主要分布在赤道附近印度尼西亞、菲律賓、澳大利亞等國: 30~ 40%屬于巖漿型銅鎳硫化物礦床，主要分布在加拿大、俄羅斯、中國、南非、津巴布韋等國。目前開采主要以后一一類礦床為主，截止到2009年，世界鎳產(chǎn)量的60%以上仍然是從硫化礦中提取，因此，隨著硫化鎳礦資源的日益減少，對于紅土鎳礦的合理開發(fā)與處理顯得尤為重要，本文就目前紅土鎳礦的處理工藝和未來的發(fā)展方向進(jìn)行簡要分析。

“鎳（NI）”礦的主要處理工藝

鎳礦成分復(fù)雜，大體可以分為褐鐵礦型與硅鎂鎳型兩大類，根據(jù)礦本身性質(zhì)與成分的不同，其處理工藝也有所不同，目前比較成熟的冶煉工藝包括:回轉(zhuǎn)窯干燥-電爐熔煉法(RKEF)、鼓風(fēng)爐硫化熔煉法、高爐還原熔煉法、還原焙燒-氨浸法和高壓酸浸法、常壓浸出法等，但總體而言，紅土型氧化鎳礦的處理主要分為火法工藝和濕法工藝兩大類。

(一) 火法處理

火法處理工藝主要處理含鎳含鎂很高的硅鎂鎳型紅土礦。冶煉工藝主要包括回轉(zhuǎn)窯干燥-電爐熔煉法、鼓風(fēng)爐硫化熔煉法、高爐還原熔煉法等，產(chǎn)品主要為鎳鐵合金和鎳锍產(chǎn)品，鎳鐵合金主要供生產(chǎn)不銹鋼，鎳锍則作為鎳進(jìn)步冶煉的原料。

回轉(zhuǎn)窯干燥電爐一還原熔煉法

鎳礦的典型工藝，主要處理硅酸鹽型氧化鎳礦(含鎳2-3%)，也可處理褐鐵礦型氧化鎳礦(含鎳1-2%)，其產(chǎn)品為鎳鐵，工藝流程如圖一所示。首先將含約20%游離水與10%結(jié)晶水的紅土鎳礦經(jīng)回轉(zhuǎn)窯于650- 800C溫度干燥脫水并預(yù)還原，然后再送人礦熱電爐，在1600C左右高溫下還原熔煉產(chǎn)出含鎳約20%的低鎳鐵，再經(jīng)轉(zhuǎn)爐進(jìn)步精煉脫除P. Si、C等有害雜質(zhì)，將鎳富集至25%以上供出售。該法具有工藝適應(yīng)性強(qiáng)、流程簡短、鎳回收率高(95%)等特點(diǎn)，國內(nèi)外已有多個(gè)生產(chǎn)廠家采用，所使用礦熱電爐的功率316不銹鋼管大為85000kV.A.中國有色礦業(yè)集團(tuán)有限公司在緬甸投資建設(shè)的達(dá)貢山鎳冶煉廠也采用該冶煉工藝，設(shè)計(jì)年生產(chǎn)規(guī)模為2.2萬噸金屬鎳，礦熱電爐功率80000kV. A。

回轉(zhuǎn)窯干燥電爐還原熔煉法的致命缺點(diǎn)是無法回收鎳礦中的鈷，對鈷含量較高的氧化鎳礦并不適用。由于工藝能耗高，從經(jīng)濟(jì)角度考慮適宜于處理鎳含量大于2%，鈷含量小于 0.05%的礦石，且要求當(dāng)?shù)鼐邆涑渑娴碾娏蛉剂瞎?yīng)。現(xiàn)在國外很多生產(chǎn)鎳鐵的企業(yè)基本上都是采用該工藝，主要生產(chǎn)廠家有:印尼的Pomala廠(1.1萬噸鎳鐵/a)、烏克蘭的波布日斯科鎳廠、新喀里多尼亞的多尼安博廠(8.5萬噸鎳鐵/a);國內(nèi)新建的鎳鐵冶煉項(xiàng)目大多也是采用該工藝，如中寶濱海鎳業(yè)的8萬t/a鎳鐵項(xiàng)目以及中國鎳資源控股公司的100萬噸/a鎳鐵項(xiàng)目鼓風(fēng)爐硫化熔煉法

鼓風(fēng)爐硫化熔煉法也是一種較早的處理紅土礦的工藝。該工藝首先將經(jīng)過紅土礦進(jìn)行破碎、干燥，然后加人焦粉、石膏、硫鐵礦等進(jìn)行配料并制團(tuán)，316不銹鋼管后將團(tuán)料在鼓風(fēng)爐中進(jìn)行熔煉， 得到低鎳锍，原則工藝流程如圖二所示。低鎳锍也可經(jīng)轉(zhuǎn)爐進(jìn)一步吹煉成高冰鎳。

與回轉(zhuǎn)窯干燥-電爐還原熔煉工藝相比，鼓風(fēng)爐硫化熔煉法具有工藝簡單、投資低、操作簡便、用電量低等優(yōu)點(diǎn)，但該工藝的能耗較大，并且環(huán)保壓力也較大(如費(fèi)風(fēng)護(hù)排出帶氣的處理)使回收率比較低 (8%左右)，如果當(dāng)?shù)赜谐湓姷牧蚧F礦， 石青礦以及保的供應(yīng)。蛟風(fēng)護(hù)硫化培煉也是個(gè)經(jīng)濟(jì)可行的選擇，國內(nèi)尚有視多鼓風(fēng)護(hù)面積為幾平方米的此類生產(chǎn)線，由于數(shù)風(fēng)護(hù)培煉所存在的上述缺點(diǎn)，所以不少企業(yè)正在考慮改進(jìn)爐子結(jié)構(gòu)成采用其他護(hù)型(如塔池培煉爐) .以降任能耗。減少皮氣排放。提高全屬回收率。

燒結(jié)一高爐還原熔煉法

自發(fā)現(xiàn)氧化鎳礦以來，即有利用高爐冶煉工藝來處理這種難熔的鎮(zhèn)質(zhì)硅酸鹽氧化鎳礦石。在我國隨著國家產(chǎn)業(yè)政策的調(diào)整，大量500m'以下的煉鐵高爐被淘過，但由于國內(nèi)不銹鋼用鎳緊張，紅土鎳石需大量進(jìn)口，特別是2006- 2007年鎳的價(jià)格處于歷史高位，于是原已淘達(dá)的高爐又被大量用于紅土鎮(zhèn)礦的處理，生產(chǎn)含鎮(zhèn)3-5%的低鎳生鐵。

從技術(shù)上講，燒結(jié)高爐還原培煉工藝存在看高護(hù)體職利用率低。焦炎消耗量大。燒結(jié)污染嚴(yán)重。鎮(zhèn)生鐵合磷高。鎳園收率長等缺點(diǎn)，經(jīng)過多年摸索與改進(jìn)，國內(nèi)家大型民營企業(yè)浙江華光集團(tuán)已解決了傳統(tǒng)高爐冶博生產(chǎn)鎳鐵中的很多技術(shù)問題，生產(chǎn)成本大為降低且產(chǎn)品質(zhì)量也大力改進(jìn)。

(二) 濕法處理工藝

限法工藝處理紅土鎮(zhèn)礦與火法工藝相比，具有低污染。高國收事等優(yōu)勢，所以自20世紀(jì)90年代后得到了快速的發(fā)展，目前主要的是法治練工藝有，還原培繞氨受往。 加壓酸授注常壓酸浸法及堆侵法。

還原焙燒氨浸法

還原焙燒氨漫工藝(RRAL)由Caron教授發(fā)明，因此又稱Caron流程，其中，氨慢過程為采用NH，及CO，將焙燒礦中的鎳和鉆轉(zhuǎn)化為鎳氨及鈷氨絡(luò)合物并進(jìn)人溶液。該工藝主要用于處理含MgO大于10%、含鎳1%左右且鎳賦存狀態(tài)不太復(fù)雜的紅土鎳礦，其主要優(yōu)點(diǎn)是試劑可循環(huán)使用、消耗量小、能綜合回收鎳和鉆1其缺點(diǎn)是鎳，鈷浸出率偏低(鎳、鈷金屬回收率分別為75- 85%和40- 60%)。此外，該工藝只適合處理表層的褐鐵礦型紅土礦，對于硅鎂鎳型以及含鈷高的紅土礦均不合適。正是由于存在這些缺點(diǎn)，所以該工藝的發(fā)展受到很大限制，目前世界上采用該工藝的只有古巴的尼卡羅冶煉廠等少數(shù)幾家。在國內(nèi)，青海元石山鎳鐵礦也采用了還原焙燒一氨沒工藝，但仍有很多技術(shù)問題沒有得到完全解決。到目前為止，國外采用氨浸法處理氧化鎳礦的廠家均為在20世紀(jì)70年代之前所建設(shè)，三十多年來沒有一家新建工廠采用氨浸工藝，由此可見，該工藝不是紅土鎳礦處理工藝的主流發(fā)展方向。

加壓酸浸法

加壓酸浸工藝316不銹鋼管早始于20世紀(jì)50年代古巴的毛阿(MOA)，自20世紀(jì)90年代后