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1、镍由于具有良好的机械强度、延展性和很高的化学稳定性而广泛应用于不锈钢、电镀、电池、化工等领域，根本涵盖了从民用产品到航天航空、潜艇、原子能反响堆等各个行业，成为进呈现代航空工业、国防工业和建立人类高水平物质文化生活的现代化体系不行缺少的金属。由于镍矿石和精矿具有品位低、成分简单、伴生脉石多、属难熔物料等特点，因而使镍的生产方法比较简单。依据矿石的种类、品尝和用户要求的不同，可以生产多种不同形态的产品。通常有纯金属镍、工业镍一般镍、烧结氧化镍、镍铁合金、镍的盐类产品以及少量的特别制品如泡沫镍、镍纤维、镍箔等。在纯金属镍中又有电解镍、粉末镍、镍丸、镍块等。镍主要以合金元素的方式用于生产不锈钢、高温
2、合金钢、高性能特种合金和镍基喷镀材料；镍钴合金是重要的磁性材料，镍基合金用于制造喷气机涡轮、发电涡轮机、轧钢机的轧辊；镍盐和镍的深加工产品广泛用于石油催化剂、充电电池等。上述产品与市场需求、生产原料、生产的工艺和技术严密联系。随着市场需求的变化，生产原料的转变以及工艺技术的进步，这些产品所占的比例会发生较大的变化。估量在将来5年内随氧化镍处理量的扩大，镍块、镍粉、镍丸、烧结氧化镍、镍铁合金等产品的比例会发生较大的变化。一、电解镍电解镍产品具有纯度高、杂质含量低、熔点高、抗腐蚀性强，在冷、热状态下，压力加工等机械性能良好，同时还具有特别物理性能：磁性、伸缩性高的电真空性能等特点，因而在工业上得到
3、广泛应用。电解镍的生产原料目前主要来自陆地的硫化镍矿和氧化镍矿。依据原料的不同，电解工艺也不尽一样。针对硫化镍矿，主要有硫酸选择性浸出-黑镍除钴-电解沉积法，磨浮-硫化镍电解精炼法， 这是我国镍冶金目前承受的最典型的两种工艺流程，如图1所示。其他还有氯化浸出-电解沉积法等。铜镍硫化精矿鼓风炉闪速炉电炉金属化高镍锍磨碎镍锍转炉吹炼硫酸选择性浸出高镍锍过滤缓冷浸出液黑镍除钴铜 渣磨浮送铜厂铜精矿送铜厂二次镍精矿反射炉熔化除钴后液钴 渣电积阳极浇铸电解镍电解精炼阳极液阳极泥回收贵金属电解镍氧化中和除铁流态化除铜 通氯除钴电解阴极液图1.我国电解镍承受的两种典型工艺流程氯化浸出-电解沉积法的根本过程是
4、在110条件下通氯气把握电位，对置换浸出渣进展完全氧化浸出。浸出液脱除局部多余的Cu2+后，在一段置换浸出过程中，把握低电位，参加的镍精矿进展置换浸出，两段浸出过程是逆流进展的， 同时将Cu+降低至较低水平，置换脱铜浸出液，用碳酸镍中和除铁、铅、砷等后以溶剂萃取法分别镍钴，氯化镍钴液分别电积得阴极镍和阴极钴。在阳极上产生的氯气可返回浸出。由氧化镍矿制备电解镍目前主要承受复原焙烧-氨浸-电解沉积法。其简要工艺流程为：复原焙烧-氨浸-净化-分别钴-蒸氨沉碳酸镍-硫酸溶解-电解。为了提高镍钴浸出率, 美国矿物局进展了复原焙烧- 氨浸法处理红土矿的流程, 简称USBM法。该法的要点在于复原焙烧前参加了
5、黄铁矿 (FeS )进展制粒, 复原时2用的是纯一氧化碳。浸出液用LIX64-N作为萃取剂实现钴、镍的分别, 整个系统为闭路循环,有效地利用了资源。二、电积镍三、镍铁近年来不锈钢的旺盛需求刺激了对金属镍的需求,导致镍价持续高涨。在高镍价的推动下,国内外厂家纷纷上马镍铁工程, 使镍铁在全球镍产量中所占的比重越来越大。中国镍铁生产是从 2022年开头消灭的,镍铁产品中镍金属含量仅 2 000t，2022年到达3万t，2022年剧增到13万t，从而引起了全世界镍行业人士的高度关注。火法冶炼工艺硅镁镍矿通常承受火法冶金工艺处理。火法主要有两种：一种是用鼓风炉或电炉复原熔炼得到镍铁，又称镍铁法；另一种是
6、添加硫化剂进展硫化熔炼生产镍硫，又称镍锍法。镍铁法是承受电炉熔炼，可以到达较高的温度，炉内的气氛也比较简洁把握。但为了保证矿石处理的经济性，通常要求矿石到达肯定品位，所以在开头熔炼前， 首先需对矿石进展筛选，排解风化程度低，品位低的矿石。炉料需预先在回转窑中枯燥脱水，在700800条件下进展预焙烧。所得焙砂与粒度在1030mm的挥发性煤混合一起参加电炉进展复原熔炼，产出粗镍铁合金。在电炉复原熔炼的过程中几乎全部镍和钴的氧化物都被复原成金属，而铁则不必全部复原成金属，铁的复原程度可通过复原剂的参加量加以调整。粗镍铁合金再经过精炼产出成品镍铁合金，镍铁合金主要供生产不锈钢。承受该法生产镍铁合金的工
7、厂主要有法国的喀里多尼亚多尼安博冶炼厂、哥伦比亚塞罗马托莎厂和日本住友公司的八户冶炼厂，镍铁产品中含镍2030%，全流程回收率为90 95%，钴进入合金。火法工艺主要应用于处理硅镁镍矿，适合于处理镍含量1%，铁含量30%左右，钴含量低的红土镍矿。其最大特点是处理工艺简洁，流程短。缺点是钴也进入镍铁合金或镍锍中，失去了钴应有的价值。火法工艺处理氧化镍矿生产镍铁合金具有流程短、效率高等优点，但能耗较高，其操作本钱中的最大构成项是能源消耗，如承受电炉熔炼，仅电耗就约占操作本钱的50%，再加上氧化镍矿熔炼前的枯燥、焙烧等预处理过程的燃料消耗， 能耗本钱可能要占65%以上。而矿石含镍品位的凹凸对火法工艺
8、的生产本钱起着重要的作用，低品位的矿由于冶炼时矿石量大，能耗高，冶炼本钱就高，矿石含镍提高0.1%，生产本钱大约可以降低3-4%，因此目前火法工艺主要处理高品位的红土镍矿。湿法工艺本钱上比火法低，但处理氧化镍矿工艺简单、流程长、工艺条件对设备要求高，因此从投资、建设周期、技术成熟的角度动身，火法仍将是镍铁冶炼的主导工艺，火法冶炼镍铁还可以同时回收镍和铁，用于不锈钢生产，具有较强的价格竞争及产能优势。综上所述，解决火法工艺能耗高的难题以及开发的湿法工艺处理中低品位镍红土矿将是今后镍冶炼的进展方向。数种工艺流程1、回转窑直接复原法镍矿烘干裂开配入焦炭、熔剂混合制团预热回转窑脱水、复原固融态渣铁混合
9、物水淬磨碎跳汰、强磁选等多级渣铁分别细粒镍铁 电炉重熔精炼脱硫镍铁。该工艺利用回转窖全程对镍团矿进展脱水、焙烧，NiO、FeO等氧化物复原，金属物聚拢，最终生成融态海绵状夹渣镍铁。熔炼过程热能来自煤粉或重油 燃烧放出的热量，其是火法冶炼镍铁生产中，设备最简洁、生成金属流程最短、综合能耗最低的生产工艺。2、鼓风炉法镍矿回转窑烘干制块配入焦炭鼓风炉冶炼粗镍铁精炼降Si、C、P、S镍铁。该工艺在冶炼设备构造方面与高炉法冶炼镍铁有相像之处。冶炼过程中以焦炭燃烧放热作为热源，但反响机理有所不同。高炉直接冶炼出的镍铁，其含Ni 量根本取决于入炉镍矿中的NiFe比值，而鼓风炉法生产的粗镍，其含Ni量，不只受
10、限于该比值的大小。鼓风炉工艺是最早消灭的红土镍矿冶炼镍铁的技术，1875年，在喀里多尼亚小高炉就已应用，后法国也有承受，但该法因消耗大量优质焦炭、污染严峻而为人诟病。最终该工艺在市场竞争和环保压力下停顿，1985年日本矿业公司佐贺关冶炼厂的最终一座镍铁高炉熄火，标志着鼓风炉冶炼镍铁技术在欧美、日本等兴旺国家寿终正寝。3、高炉法镍矿脱水、烧结、造块配入焦炭、熔剂高炉冶炼粗镍铁精炼降Si、C、P、S镍铁。在国内，近年承受的火法冶炼镍铁较为普遍，主要是借用于现有炼铁小高炉直接转产，具体操作与小高炉生产生铁操作相像，特别适合于使用低Ni、高Fe 镍矿生产低Ni镍铁含镍生铁。该工艺仍以焦炭燃烧放热作为冶
11、炼热能，入炉镍矿中 FeO可被焦炭中的C 充分复原，故粗镍铁中的Ni含量凹凸根本受限于入炉镍矿NiFe的比值大小。由于国家限制400 m3以下小高炉的使用，而使用矿热电炉，利用低镍高铁镍矿，直接生产低Ni镍铁，其工艺的合理性和易操作性，好似不及高炉法，因而承受大容量高炉冶炼低Ni镍铁值得关注和争辩。4、电碳热法镍矿脱水、造块配入焦炭、熔剂电炉冶炼粗镍铁降C、Si、P、S精炼镍铁。电碳热法是以C作复原剂，在电能高温条件下，对镍矿中的NiO、FeO等氧化物进展复原，冶炼出镍铁，因而，在电炉冶炼过程中，调整适宜的配炭量，限制FeO复原，可生产出Ni含量较高的电炉镍铁。国外火法冶炼镍铁主要承受此工艺，
12、国内厂家生产含Ni大于10的产品时亦普遍承受。主要冶炼设备为矿热电炉，国内个别厂家也有使用与电弧炉构造相像的电炉生产其设备最大容量为9 MVA，其镍矿预处理方式，冶炼工艺的具体操作，精炼工艺设备配套状况及精炼效果均不尽一样，各项指标比照也存在肯定差异。5、电硅热法镍矿烘干裂开高温脱水煅烧成块配入熔剂矿热电炉熔化 NiO 熔体倒人反响包向反响包参加45硅铁倒包反响粗镍铁降P、Si精炼镍铁。电硅热法工艺是以Si作复原剂，在高温条件下，对NiO、FeO等氧化物进展复原，生成镍铁。据资料介绍，国外电硅热法工艺是在炉外，通过倒包操作，使参加的 Si 对熔体中的NiO进展复原，生成镍铁，与热兑法生产微碳铬
13、铁的反响机理和工艺操作根本一样，因而，可称之为热兑法工艺。目前镍铁的火法生产工艺主要有以下三类。1传统的 RKEF流程RKEF流程是目前红土镍矿冶炼厂普遍承受的一种火法冶炼工艺流程,其工序为:枯燥、焙烧-预复原、电炉熔炼、精炼等。枯燥。承受回转枯燥窑, 主要脱出矿石中的局部自由水和结晶水。焙烧-预复原。预热矿石, 选择性复原局部镍和铁。电炉熔炼。复原金属镍和局部铁, 将渣和镍铁分开,生产粗镍铁。精炼。一般承受钢包精炼, 脱出粗镍铁中的杂质,如硫、 磷等。(2)回转窑直接复原法该方法是世界上唯一承受回转窑直接复原熔炼氧化镍的方法,主要分为以下几个工序: 物料预处理:磨矿、混合与制团; 冶炼工艺:回转窑焙烧、金属氧化物复原与复原金属的聚拢; 分别处理:回转窑产出的熟料承受重选与磁选 , 分别出镍铁合金。