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3、4，鎳。冶,煉3.4.1、本條對鎳冶煉工藝流程選擇作出規(guī)定,1.根據(jù)不同的原料選擇相應(yīng)的鎳冶煉工藝流程、1、鎳硫化礦可通過選礦富集、富集后產(chǎn)出的銅鎳精礦的含鎳品位可達6。12，浮選硫化銅鎳精礦中含有以硫化鐵形態(tài)存在的燃料成分 采用火法冶煉工藝處理。能充分利用精礦中的潛熱，降低能源消耗 火法冶煉工藝還有利于回收銅鎳精礦中的貴金屬 2,氧化鎳礦，紅土礦，儲量巨大.據(jù)1987年國際紅土礦年會統(tǒng)計，鎳儲量的80,為紅土礦、而且賦存于地表，易采,可露天開采 具有開發(fā)的優(yōu)勢條件 氧化鎳礦,紅土礦,不能通過選礦富集。應(yīng)根據(jù)礦石品位和礦石類型選擇冶煉工藝,火法冶煉流程有豎爐預(yù)還原電爐熔煉法。回轉(zhuǎn)窯還原電爐熔煉法、煅燒還原成鎳鐵法.濕法冶煉流程有還原焙燒氨浸法,加壓酸浸法等，一般來說 礦床上層礦石適宜于濕法冶煉.下層礦石適宜于火法冶煉、中間過渡層適宜于兩種冶煉方法,3、利用廢雜鎳原料煉鎳 不僅擴大了鎳資源、而且還有投資省 能耗少,生產(chǎn)成本低、環(huán)境污染輕等優(yōu)點、在有轉(zhuǎn)爐吹煉低鎳锍的工廠.廢雜鎳原料可作為冷料加入轉(zhuǎn)爐處理.利用低鎳锍吹煉作業(yè)的富余熱量將廢雜鎳原料熔化并吹煉成高鎳锍 既利用了余熱,又滿足了低鎳锍吹煉作業(yè)溫度控制的要求 含鎳合金的高熔點廢雜鎳宜加入電爐中熔煉。2 火法煉鎳的熔煉方法眾多 歸納起來有傳統(tǒng)的鼓風(fēng)爐熔煉 反射爐熔煉、電爐熔煉。以及現(xiàn)代的閃速熔煉、包括奧托昆普閃速熔煉。英可氧氣閃速熔煉、富氧頂吹浸沒熔池熔煉、包括艾薩法.奧斯麥特法，氧氣頂吹自熱熔煉法等強化熔煉工藝,傳統(tǒng)的鼓風(fēng)爐熔煉。反射爐熔煉和電爐熔煉工藝的共同特點是不能充分利用硫化銅鎳精礦熔煉過程中的化學(xué)反應(yīng)熱,因此需要消耗大量的輔助燃料或電能、此外。熔煉過程產(chǎn)生的煙氣二氧化硫濃度低，不能經(jīng)濟地回收 從而造成對生態(tài)環(huán)境的嚴重污染，因此、自20世紀70年代以來逐漸被一些新興的強化熔煉方法所取代，由于電爐熔煉對物料的適應(yīng)性強 熱效率高，且熱量集中，可獲得冶煉需要的高溫 并可控制冶煉產(chǎn)物的過熱溫度。從而有利于處理一些難熔復(fù)雜物料，在鎳冶煉中仍有一定的使用價值,閃速熔煉和熔池熔煉的共同特點是可充分利用硫化銅鎳精礦熔煉過程中的化學(xué)反應(yīng)熱，在自熱或接近自熱的條件下完成熔煉過程，有效地降低能源消耗。熔煉過程產(chǎn)生的煙氣量小,煙氣中二氧化硫濃度高,可以經(jīng)濟地回收 有利于消除污染 保護環(huán)境、3。閃速熔煉和各種熔池熔煉工藝普遍采用富氧熔煉技術(shù)、而且鼓風(fēng)富氧濃度有越來越高的趨勢.其原因是 采用富氧熔煉可以改善熔煉過程的熱量平衡，減少煙氣帶走的熱量，從而可以減少輔助燃料的消耗 采用富氧鼓風(fēng)可以強化熔煉過程。提高設(shè)備的生產(chǎn)能力。因此提高鼓風(fēng)富氧濃度常被作為提高生產(chǎn)能力、降低單位產(chǎn)品綜合能耗的主要手段之一 鼓風(fēng)富氧濃度的提高將直接導(dǎo)致煙氣量的減少和煙氣二氧化硫濃度的提高.降低了煙氣處理過程的能耗 有利于煙氣制酸及生態(tài)環(huán)境保護，制氧技術(shù)的進步降低了氧氣能耗和生產(chǎn)成本。為熔煉過程大量使用氧氣創(chuàng)造了有利條件 4、目前低鎳锍的吹煉作業(yè)絕大多數(shù)在臥式轉(zhuǎn)爐內(nèi)進行,臥式轉(zhuǎn)爐熱量利用較好 除自熱完成吹煉作業(yè)外 還可以利用富余熱量處理含鎳雜料，包殼，煙塵塊等固態(tài)冷料 此外,臥式轉(zhuǎn)爐還具有建設(shè)投資低，技術(shù)成熟,雜質(zhì)脫除率高，高鎳锍含鐵容易控制，鈷回收率穩(wěn)定等優(yōu)點，由于臥式轉(zhuǎn)爐吹煉過程是間歇式的周期性作業(yè)。產(chǎn)出的煙氣量和煙氣中二氧化硫濃度都有波動,給煙氣制酸帶來麻煩。此外。臥式轉(zhuǎn)爐爐口漏風(fēng)量大,造成煙氣量增大和煙氣二氧化硫濃度降低,爐體傾動時爐口二氧化硫煙氣逸出、污染操作環(huán)境，為了解決上述問題.在銅锍吹煉中相繼出現(xiàn)了三菱法吹煉，閃速吹煉和奧斯麥特吹煉等連續(xù)吹煉工藝 這些新的吹煉方法的共同特點是煙氣連續(xù) 二氧化硫濃度穩(wěn)定。爐子密閉性好。改善了二氧化硫外逸所造成的操作環(huán)境惡化。在低鎳锍吹煉方面。國內(nèi)還沒有連續(xù)吹煉生產(chǎn)實踐、而且建設(shè)投資也較高。但是隨著環(huán)保要求的日益嚴格 開發(fā)利用連續(xù)吹煉工藝也應(yīng)是低鎳锍吹煉技術(shù)的發(fā)展方向。目前，頂吹浸沒吹煉技術(shù)在南非已成功應(yīng)用于低鎳锍的吹煉作業(yè)，5 鎳精礦采用閃速熔煉和熔池熔煉進行造锍熔煉時 產(chǎn)出的爐渣含鎳通常在1 以上。需經(jīng)貧化處理、以熱態(tài)爐渣進入電爐貧化 是工業(yè)上廣泛應(yīng)用的方法.具有能耗低，流程簡便的優(yōu)點，金川集團有限公司采用的閃速熔煉爐與貧化電爐組合在一起的合成爐更具有節(jié)能優(yōu)點,富氧頂吹浸沒熔煉的爐渣常在沉降電爐中同時進行貧化過程.低鎳锍吹煉產(chǎn)出的吹煉渣一般返回熔煉爐處理 以回收其中有價金屬 吹煉渣以熱態(tài)爐渣加入貧化電爐.具有流程短.金屬回收率高，能耗低等優(yōu)點 被廣泛認同，6，國內(nèi)外高鎳锍生產(chǎn)電鎳技術(shù)主要有2類.4種方法,即硫化鎳陽極電解法、粗鎳電解法,氯浸,電積法和酸浸,電積法。目前、世界上俄羅斯 加拿大湯普森精煉廠和我國仍采用傳統(tǒng)的高鎳锍可溶陽極電解工藝、其產(chǎn)量占世界電鎳總產(chǎn)量的60 70，20世紀70年代以來,許多老廠相繼采用酸浸,電積和氯浸、電積精煉改造原有傳統(tǒng)電解精煉工藝,新建的精煉廠多采用浸出，電積工藝。硫酸浸出、電積工藝。鎳 鈷浸出率高 浸出液中雜質(zhì)含量少,陽極液閉路循環(huán)無污染,設(shè)備材質(zhì)容易解決 產(chǎn)品可多樣化，可生產(chǎn)電積鎳，鎳粉，鎳塊.鈷粉.硫酸鎳等。缺點是加壓浸出設(shè)備昂貴，運行費用高.氯浸、電積工藝流程短、常壓下浸出，鎳鈷浸出率高。溶液體積少 電解產(chǎn)出氯氣可循環(huán)利用 電積鎳外觀質(zhì)量。指標均優(yōu)于酸浸工藝.成本更低。但環(huán)境的治理和設(shè)備的防腐有一定的難度.因此、選擇鎳的精煉工藝方案應(yīng)根據(jù)具體建設(shè)條件綜合分析比較后予以確定，3.4，2、綜合能耗指標主要依據(jù)對國內(nèi)鎳冶煉企業(yè)產(chǎn)品能耗情況的調(diào)查,以及參照現(xiàn)行國家標準.鎳冶煉企業(yè)單位產(chǎn)品能源消耗限額。GB。21251規(guī)定的能耗指標,現(xiàn)行國家標準。鎳冶煉企業(yè)單位產(chǎn)品能源消耗限額.GB、21251 2007的有關(guān)指標摘錄見表9、表11,表9.現(xiàn)有鎳冶煉企業(yè)單位產(chǎn)品能耗限額限定值表10.新建鎳冶煉企業(yè)單位產(chǎn)品能耗限額準入值表11 鎳冶煉企業(yè)單位產(chǎn)品能耗限額先進值,上述各表中。先進值，是世界先進水平.準入值、是新建企業(yè)必須達到的能耗指標，本規(guī)范綜合能耗指標的確定是以。先進值，作為一級能耗指標的參考值 以，準入值。作為三級能耗指標的參考值.3.4、4。本條對銅鎳精礦熔煉應(yīng)采取的節(jié)能措施作出規(guī)定，1.熔煉過程實行精料方針。就是要提高精礦含鎳品位 降低含高熔點的脈石成分.有利于減少無用成分消耗熱能。降低冶煉溫度,從而能夠有效地降低冶煉能耗，2,閃速熔煉爐等強化熔煉工藝的煙氣溫度高達1350。1450，蘊含大量熱能,爐后設(shè)置余熱鍋爐,可回收其中60，70.的余熱、所產(chǎn)中壓蒸汽可供發(fā)電或生產(chǎn)。生活用汽.從冶金工業(yè)爐窯產(chǎn)出的高溫?zé)煔庵谢厥沼酂崾侵匾墓?jié)能措施、故本款為強制性條款,必須嚴格執(zhí)行，3。硫化銅鎳精礦閃速熔煉已有50年歷史 我國金川集團有限公司于1992年建成投產(chǎn)了世界上第五座煉鎳閃速熔煉爐、采用合成式閃速爐爐型,合成式閃速爐是將傳統(tǒng)閃速爐與貧化電爐合二為一的一種爐型.其貧化區(qū).實際上就是一臺貧化電爐.與閃速爐沉淀池連通、閃速爐熱渣不需要出爐就流入到貧化區(qū) 流程短.結(jié)構(gòu)緊湊.充分利用了爐渣的顯熱 可降低爐渣貧化電能消耗.煉鎳閃速爐渣含有價金屬高.且其又不能通過選礦的方法進行回收,因此 采用電爐貧化是常用的有效途徑、而合成式閃速爐的上述特點很適合鎳冶煉的要求,在達到棄渣指標的同時.又有利于節(jié)能,1、閃速熔煉屬懸浮熔煉，反應(yīng)塔中的物料在2s。3s內(nèi)完成氧化脫硫，熔化，造渣等主要化學(xué)反應(yīng)。精礦含水如果超過0,3，熔煉過程中物料顆粒表面將形成一層水蒸氣薄膜、延長顆粒到達著火溫度時間,影響顆粒在氣流中的分散 阻礙反應(yīng)的順利進行、精礦還來不及反應(yīng)就落入熔池產(chǎn)生.生料、精礦中的可燃成分的潛熱非但沒有得到利用,而且為了熔化.生料，還需增加補充燃料量 造成能耗升高,因此.精礦含水應(yīng)控制在0，3.以下。精礦粒度越細、精礦的比表面積越大、表面能也越大。與富氧空氣中的氧氣接觸就越充分.可以提高反應(yīng)速度和反應(yīng)的徹底程度、充分釋放精礦中的反應(yīng)潛熱，降低補充的燃料量 節(jié)約能源.銅鎳精礦的粒度一般控制在.200目占80。以上 2.閃速爐采用高富氧濃度 高處理量和高熱強度熔煉技術(shù)、反應(yīng)塔所需補充的燃料量非常少，沉淀池及上升煙道可以不消耗或少消耗燃料、3，閃速熔煉高鎳锍品位宜控制鎳加銅之和在45.50。4,富氧頂吹浸沒熔煉包括艾薩法 奧斯麥特法.1、爐料水分過高會增加熔煉過程能耗。過低則增加煙塵率、一般控制入爐爐料水分為8.10，3，控制合理的氧化深度的目的是防止過氧化 減少還原的二次煤量 4 如果煤的低發(fā)熱值過低、煙氣量會增大,所帶走的熱量增多。煙氣處理系統(tǒng)也會非常龐大，熱損失增加.5,氧氣頂吹自熱熔煉由于采用水冷氧槍.且氧槍在熔體上部作業(yè)。氧槍壽命長 能夠承受高富氧濃度和高溫的作業(yè)環(huán)境、一般氧氣濃度控制在90.以上，煙氣量少.煙氣帶走的熱量也少、6,電爐熔煉應(yīng)根據(jù)爐渣的熔點。黏度 密度 導(dǎo)電性等選擇渣型。選擇熔點低、黏度低的渣型 將在較低熔煉溫度下滿足熔煉反應(yīng)和生產(chǎn)操作的要求,從而降低電能消耗.渣型決定爐渣的導(dǎo)電性，從而決定電極的插入深度。電極插入深度不同 爐內(nèi)的電氣制度也發(fā)生變化 即熔池上部的三角形負荷和熔池下部的星形負荷發(fā)生變化、導(dǎo)致上下部溫度發(fā)生變化。在一定功率下 為了獲得合適的低鎳锍溫度和爐渣溫度以及化料速度，應(yīng)根據(jù)選擇的渣型調(diào)整變壓器電壓等級.以使電極調(diào)整到最佳工作狀態(tài).最佳的電氣制度使每噸物料消耗的能量最小。3,4，5、本條對低鎳锍吹煉應(yīng)采取的節(jié)能措施作出規(guī)定。1、利用轉(zhuǎn)爐吹煉低鎳锍所產(chǎn)生的熱量處理含鎳物料以回收其中的鎳.可以充分利用轉(zhuǎn)爐吹煉的過剩熱、節(jié)約能源，2。轉(zhuǎn)爐吹煉低鎳锍主要能耗是轉(zhuǎn)爐鼓風(fēng)機電耗。由于鼓風(fēng)機功率大，在轉(zhuǎn)爐加料,出料或處理故障時停吹的時間內(nèi)。不能隨開隨停，故停吹時間愈長、浪費電力愈大。所以提高送風(fēng)時率和采用節(jié)能的調(diào)節(jié)鼓風(fēng)量技術(shù)可以降低電耗.3，轉(zhuǎn)爐設(shè)置汽化冷卻或水冷的密閉煙罩、能防止噴濺物和煙塵在煙罩內(nèi)粘結(jié)和控制漏風(fēng)率以減少煙氣量的增加。保持煙氣中SO2濃度,降低排煙及制酸系統(tǒng)的能耗、轉(zhuǎn)爐密閉煙罩漏風(fēng)率應(yīng)控制在50.以內(nèi) 4。低鎳锍在轉(zhuǎn)爐吹煉中產(chǎn)出的高溫?zé)煔馓N含大量熱能.吹煉爐后設(shè)置余熱鍋爐,所產(chǎn)中壓蒸汽可供發(fā)電或生產(chǎn) 生活用汽 符合國家節(jié)能減排的要求,目前國內(nèi)普遍將煙氣余熱回收作為企業(yè)必須采用的重要節(jié)能措施，故本款為強制性條款 必須嚴格執(zhí)行 3。4.6.轉(zhuǎn)爐渣電爐貧化節(jié)能措施與電爐熔煉原理相似，應(yīng)選擇熔點低.黏度低的渣型。在較低熔煉溫度下滿足熔煉反應(yīng)和生產(chǎn)操作的要求.降低電能消耗 根據(jù)渣型選擇合理的電氣制度.降低每噸物料消耗的能量、3，4 7,本條對高鎳锍選礦分離應(yīng)采取的節(jié)能措施作出規(guī)定、1，高鎳锍大塊砸碎采用液壓碎石機代替低效率,高能耗的軌道轉(zhuǎn)盤砸碎機 單位時間砸碎作業(yè)效率提高了30。降低了電能消耗 2 GYP，900慣性圓錐破碎機是我國與俄羅斯共同研制的專利產(chǎn)品。設(shè)備具有良好的料層選擇性破碎作用，破碎比大 產(chǎn)品粒度細 技術(shù)經(jīng)濟指標穩(wěn)定,操作安全方便,細碎工序采用慣性圓錐破碎機取代傳統(tǒng)顎式破碎機，單位時間內(nèi)破碎作業(yè)效率提高近15 高鎳锍粒度由30mm降至20mm以下，進一步降低了能源消耗。3 過濾選用重力脫水器對浮選精礦進行預(yù)先脫水，在不增加濃縮。過濾設(shè)備的前提下 不僅能滿足生產(chǎn)要求 而且提高了過濾機的單位生產(chǎn)作業(yè)效率,降低了能耗 4 根據(jù)加拿大Inco公司的生產(chǎn)經(jīng)驗。精選作業(yè)采用浮選柱可簡化流程,提高精礦富集比。簡化作業(yè)次數(shù)，減少設(shè)備臺數(shù) 另外。對于細粒浮選也可選用杰姆森浮選槽實現(xiàn)優(yōu)化經(jīng)濟技術(shù)指標 降低能耗的目的,3 4.8 二次鎳精礦熔鑄反射爐煙氣系統(tǒng)設(shè)置了余熱鍋爐和空氣預(yù)熱器 產(chǎn)出蒸汽和熱風(fēng)、用熱風(fēng)助燃粉煤，使燃燒穩(wěn)定 提高產(chǎn)量和熱效率.直接降低了一次能源消耗,采用富氧熔煉有利于節(jié)能和產(chǎn)能的提高。3、4.9.本條對鎳電解精煉應(yīng)采取的節(jié)能措施作出規(guī)定,1。影響電解精煉蒸汽消耗的主要因素是電解液的蒸發(fā)造成的熱損失以及電解槽體,溶液管道和設(shè)備的表面散熱損失,本款中的降低蒸汽消耗的措施.均來源于工廠實際生產(chǎn)中總結(jié)出來的行之有效的經(jīng)驗，2.提高電流效率是降低鎳電解精煉直流電耗的主要手段之一 本條中提高電流效率的措施均為工廠實際生產(chǎn)中總結(jié)出的行之有效的經(jīng)驗、提高電流效率的途徑主要有防止槽體漏電.避免極板之間形成短路 合理控制陽極板雜質(zhì)含量,溶液成分及酸度等，電解槽對地絕緣的好壞直接影響電能消耗、安全生產(chǎn) 因此要選擇絕緣性能好,抗腐蝕強、韌性好.熱膨脹系數(shù)小、表面光滑的云母絕緣裝置,并安裝固定,橫電。裝置、3,降低槽電壓也是降低鎳電解精煉直流電耗的主要手段之一.縮小同極中心距可以減少電解液阻力，降低電流通過電解液的電阻，對降低槽電壓有直接的關(guān)系.提高電解液溫度有利于降低電解液的黏度、加快離子擴散速度 降低電解液的電阻、對降低槽電壓有利，目前各工廠電解液溫度控制在65，75，電解槽溶液循環(huán)方式為上進下出方式。電解液由上液管向陰極室內(nèi)不斷供給足以補充電解過程中沉積在陰極上的鎳量、同時靠靜壓力作用使貧化后的溶液通過隔膜滲入陽極室,這種循環(huán)方式有利于消除濃差極化現(xiàn)象，獲得較高的電極電流效率，硫化鎳電解過程中、陽極板含硫量高低對陽極的電化過程影響較大，直接影響槽電壓的高低,通常生產(chǎn)要求陽極質(zhì)量均勻,陽極含硫不低于20,4 目前各電解工廠均采用可控硅整流機組 一般采用變壓器和整流器靠緊的布置方式，額定功率條件下機組的整流效率可達95、97,3，4。10.硫化鎳陽極電解采用的是硫酸和鹽酸的混酸體系 由于溶液體積很大.電解液的凈化不適合采用萃取等工藝.仍采用處理量大的化學(xué)沉淀法凈化工藝、某廠現(xiàn)有的凈化工藝主要包括中和水解除鐵.鎳精礦加陽極泥除銅和氯氣氧化水解除鈷,銅渣再處理等工序.該流程較長,反復(fù)加熱能耗高 重慶某廠用高冰鎳陽極電解 先用電積脫銅把溶液中的銅降到0。8g L以下 再用硫化氫除銅，用氯氣一次除鐵和鈷、加拿大湯普森廠陽極液用硫化氫除銅,用磨碎的殘極粉中和除銅過程產(chǎn)生的酸.用氯氣一次除鐵和鈷,流程較短 能耗低，因此。應(yīng)根據(jù)不同的流程,陽極液雜質(zhì)含量優(yōu)先選擇雜質(zhì)脫除程度高、流程短 能耗低的凈化工藝,3、4,11、世界上各個鎳廠都是根據(jù)自己的具體情況來確定高鎳锍濕法處理精煉工藝,沒有完全一樣的精煉廠、氯化浸出工藝和硫酸浸出工藝都比較成熟.各有優(yōu)缺點。國內(nèi)外近年來新建和改建的高鎳锍精煉廠均根據(jù)自身具體情況采用濕法精煉工藝.氯化浸出工藝生產(chǎn)的電積鎳外觀質(zhì)量好于硫酸浸出工藝,技術(shù)參數(shù)和經(jīng)濟指標優(yōu)于酸浸工藝.氯化鎳電積電阻率和溶液黏度都低于硫酸體系 槽電壓低、電耗低，意味著氯化精煉工藝成本更低。