红土镍矿冶炼技术红土镍矿提取技术
目前，我国新建工业项目实行了环境保护评价一票否决制。因此，首先做了环保与循环经济的对比:无论是电炉还是高炉，生产中产生的固体炉渣经过高温煅烧，干燥粉磨后成为低强度水泥，是水泥生产企业生产标准水泥的最佳填充料，也是砖瓦厂生产砖瓦的优质原料，100%可回收利用；此外，高炉生产中使用的冷却水可以通过建造封闭的冷却池进行循环利用；高炉冲渣水沉淀后也可循环使用。因此，火法冶炼产生的固体和液体废弃物几乎全部回收利用，三废中的两废完全解决，是我国镍金属精炼工业的发展方向。但无论是电炉还是高炉，生产中产生的CO2排放都没有完全解决的办法，国际上也没有解决这个问题的报道。由于红土镍矿的含硫量低于普通铁矿石，生产中的SO2排放量比普通生铁冶炼大大减少，但火法冶炼中的气体和粉尘的回收利用是关键。其中电炉占地面积小，易于处理；高炉工程和投资都比较大。应紧密结合我国实际，加快研究制定一套适应环保生产和循环经济需要的火法冶炼镍铁成套设备、标准和工艺是当务之急。
电炉熔炼
主要使用电作为主要能源。总的来说，电能清洁方便，冶炼过程中不排放CO2，符合环保。我们要明白，如果用的电是核电、风电、太阳能，这个观点当然是好的。但事实是，我国电炉冶炼大多使用煤电，发电过程中产生大量CO2和废气。燃煤通过锅炉把水变成高温高压的蒸汽，燃气可以带动燃气轮机旋转形成机械能，进而带动发电机旋转形成电能。能量的形式每转换一次，效率就降低一次；再加上电能远距离传输的损耗，电能到达用户电炉时每千瓦时产生的热量，比把这个千瓦时的煤经过层层损耗直接投入高炉产生的热量要低得多。因为放入高炉的焦炭直接燃烧，没有能量转化，所以效率高。因为电能和电炉冶炼必须达到与高炉相同的温度才能产出铁水，所以电能和电炉冶炼转化为电煤的电量会高于高炉使用焦炭的电量。也就是说，电能通过电炉冶炼排放的CO2总量将超过高炉冶炼。其次，在高炉冶炼中使用焦炭作为能源，在将煤冶炼成焦炭的过程中可以从煤中提取数百种化工原料，是公认的最经济有效的煤炭资源综合利用方式。最后，电力生产投资大，但焦炭生产投资小。因此，高炉生产镍铁在能耗和环保方面优于电炉。
比较不同工艺的产品质量、价格和市场需求，湿法冶金:可以分别提取99.9%的镍和钴，这是湿法冶金的最大优势。其纯镍是电镀、电池、化工催化设备和特种不锈钢的主要原料。纯钴是高强度、高温、高耐磨特殊钢的主要原料。
湿法冶炼在中国有着悠久的历史，占中国镍金属产量的比例很高。然而，纯镍的年产量已经远远超过了上述用途的年市场需求。因此，目前相当一部分转移到300系含镍不锈钢的冶炼。这真的是高射炮打蚊子，有大材小用之嫌。由于投资大、周期长、工艺复杂、成本高、售价高，不锈钢、特钢生产企业又爱又恨。爱其纯度高，使用方便，产品质量有保障；我讨厌它的价格太高，使得产品成本增加，利润减少，市场竞争力降低，但是这种状态很难改变。
火法冶金的电炉技术:
可提取含镍10~25%及少量钴、铬的镍铁，可替代纯镍作为冶炼300系列不锈钢的镍原料。由于它以电为主要热能(生产一吨镍铁一般要消耗7000~8000千瓦时)，在高炉中不使用焦炭作为热源，但也会将焦炭中的磷带入产品中，所以电炉生产的镍铁磷含量应低于高炉，有利于缩短冶炼不锈钢的时间，因此受到市场的广泛欢迎。但美中不足的是，中国电力供应持续紧张，中国高耗电行业受到严格控制。而且一旦生产企业所在地区用电紧张，首先要做的就是切断用电大户电炉的电，导致生产不正常。其次，电炉冶炼镍铁产量低。单台25000千瓦电炉每年生产含镍14%的镍铁约25000吨，远远不能满足近年来我国不锈钢行业井喷发展对镍金属的大量需求。最后需要说明的是，电炉冶炼镍含量15~25%甚至更高的镍铁，不是通过提高镍矿中的镍含量来实现的，而是通过降低镍矿中铁的还原，使大量未被还原的氧化铁作为熔渣排出(有时熔渣中铁含量高达20%)，熔渣被运到水泥厂或砖厂制砖。考虑到目前含铁量65%的进口铁矿石市场价格已经达到了1000元一吨，大量使用含铁炉渣制造水泥或砖块，是一种极大的资源浪费。
电炉法生产的镍铁售价是以镍含量为基准，在市场纯镍的基础上打折。其余的铁、钴和铬是免费赠送的。与用纯镍冶炼相比，冶炼300系列不锈钢每吨可降低成本3000~4000元。
高炉火法冶炼；
可冶炼含1.5~10%镍和少量铁、铬的镍铁，可成为冶炼含镍不锈钢的基本原料。由于高昂的矿价和海运费以及镍铁的销售只按镍含量定价，除非客户特别要求并给予加价，镍含量低于4%的镍铁很少被厂家冶炼。市场上最受欢迎的镍铁是镍含量为10%，磷含量小于等于0.035%的镍铁。不锈钢厂家只需要加入一定量的铬铁冶炼成300系列产品(低于65438+的镍含量)。由于技术、矿石成分等原因，目前能生产上述成分的高炉并不多。高炉冶炼镍铁最大的特点是产量高。208m3高炉年产量可达4万吨以上。由于需要添加铬铁和高镍铁，6座这样的高炉就可以满足一个年产30万吨的304不锈钢厂对镍和铁的基本需求。
不锈钢冶炼脱磷最难，关键是将高炉镍铁磷含量控制在0.035%以下。目前我公司已经基本掌握了高炉脱磷技术，我们的产品甚至比一些电炉冶炼厂的镍更高，磷更低。因产量高，镍含量一般低于电炉冶炼，销售定价方式与电炉镍铁相同，但折扣系数较大，每镍略低于电炉镍价。综上所述，以高炉镍铁为基础原料，电炉镍铁为调节原料，是300系不锈钢原料成本最低、供应最有保障的最佳组合，是未来的发展方向。
高炉可以冶炼生铁和镍铁。镍铁和生铁虽然有一字之差，但都属于铁合金和普通铁，矿物成分、配方、冶炼工艺都有很大不同。把机械冶炼生铁的概念套用到镍铁冶炼上是绝对错误的。
镍铁和原铁矿石的金属含量差别很大:如果用含铁65%的进口铁矿石在高炉中冶炼生铁，一吨铁会产生数百公斤的炉渣；比如冶炼含7%镍的镍铁，一般需要消耗5吨含1.5%镍和20%铁的干矿，7.7吨湿矿和21.5%总金属含量，所以生产1吨镍铁产生4吨渣，几乎是生铁冶炼渣的十倍。开渣和出渣耗时，出渣次数明显增加，必须对工艺进行大的调整。
现在盛行的炼生铁的大高炉是先进生产力，符合环保，小高炉是落后生产力，污染大，必须淘汰。其实这种观点是很大的误解。由于镍铁冶炼产生的炉渣是生铁冶炼的许多倍，大型高炉不宜转镍铁冶炼，因为炉渣产量过大，出渣口打开时间过长，影响炉温和生产顺行。相对于高炉每天每立方米产能出铁的吨位，100~200立方米的小高炉出铁系数一般为3.4，即每天每立方米出铁3.4吨。如果炉型、炉料、工艺匹配好，可以超过这个系数。相反，近年来国内外数千立方米高炉大量投产，其出钢系数只有2左右。为什么？
原来高炉的大小是用炉容来衡量的，炉容是一个长、宽、高的三维空间，用长度单位米的三次方来衡量。但高炉顶部加入烧结矿和焦炭后，逐渐降低燃烧，温度逐渐升高，直到某一高度水平的温度达到矿内氧化铁被还原流出铁水的程度，即主要出铁量主要由水平面积的大小决定，用长度单位米的二次方测量，米内数字大于65433。所以大高炉肯定比小高炉好，但是出铁比正好相反。虽然大高炉上的环保设备比较经济，人工成本分配也比较低，但是如果大高炉不配备节能环保设备，也是污染大户。
目前国内冶炼镍铁的高炉一般由炼铁高炉改造而成，最大炉容不到400m3，生产还算正常。但我们发现，炉容量越大，生产难度越大，每天单位体积产出的镍铁越少。实践是检验真理的唯一标准。科学发展观首先要建立在实践基础上的科学客观的调查研究，这样才能保证在实事求是的基础上制定新的政策。因此，就高炉冶炼镍铁这一具体项目而言，在没有调查研究的情况下就说大高炉一定比小高炉好，拍脑袋颁布新建镍铁高炉必须达到1000m3以上的标准，是典型的反科学行为，已经造成了非常严重的后果。例如，我公司生产的产品以冷镍铁块的形式运输到国内几大不锈钢厂，用于冶炼300系列不锈钢。去年，其中一家不锈钢冶炼厂一座几千立方米的新高炉即将投产，原有的两座各700多立方米的高炉也将关停。希望我们公司能把它们转换成镍铁，我们公司也同意了。
据估计，这两座完全符合国家铁合金生产标准的高炉每年可生产约25万吨含镍7%左右的熔融镍铁，可直接投入该厂的转炉和AOD炉冶炼成300系不锈钢。镍铁热装热送符合国家大力提倡的节能减排政策。与用中频炉熔炼冷镍铁相比，每吨电可节约300~400元左右。以25万吨计算，每年可节电近1亿元，相当于每年节约燃煤近7万吨，减少CO排放约220万吨。但没过多久厂方就表示，为了达到节能减排目标，这两座高炉必须拆除。去年年底，某著名报纸头版刊登了这个厂两座700立方米高炉被拆除的消息，我痛心疾首，每年能减少多少万吨废气。几亿具有完整利用价值的国家资产瞬间化为乌有，每年仍有几十万吨冰冷的镍铁块被运到这个工厂加热熔化成不锈钢，这一切都是在节能降级的意义上进行的。