ラテリエイト・ニッケル鉱石回転キルン

はじめに

江蘇鵬飛集團は30万トンの機械製造基盤を持ち、13mの垂直旋盤、直径12m、40ダイホビング加工能力、8×20mのアニーリング炉、最大400トンの揚起能力を有し、直径10m未満の回転キルやボールミルの製造要件を満たすことができます。大型予熱機、回転窯、管材工場、垂直工場、冷却機などの主要設備はすべて自社開発・製造されており、プロジェクト承接業者と主要設備供給者の二重の役割を担い、中国セメント機械のリーディング企業、中国建築機械トップ20、江蘇省契約保持契約・信用に選ばれています。我が国はニッケル生産技術の重要な分裂を経験し、知的財産権も所有しています。一方、ラテリエイト・ニケル鉱石は高品質なニッケル鉄を生産することができました。江蘇鵬飛グループはラテリエイト・ニッケル鉱石回転式窯の開発に成功し、この技術は生産および応用分野に進出しています。
 

はじめに

ラテリエイト・ニッケル鉱石は製錬後に豊富なニッケル鉄を生産可能となり、この技術は生産・応用分野に進出しています。成功例としては広東広清、福建定新、浙江青山、山東臨沂などがあります。江蘇鵬飛集團取締役会長兼総経理の王嘉安氏は、8月19日に福建省広清金属科学有限公司の夏苗社長と協力しました。 2010年、4セットのニッケル焙煎ロータリーキルンを締結し、福建ディンニエ焙煎プロジェクトの8%で、契約総額は7,000万元を超え、回転キルンでラテライトニッケル鉱石を製錬してニッケル鉄を生産しました。主な顧客はニッケル鉱石回転キルンでした。
 

技術

江蘇鵬飛集團は、中国建材機械の重点企業であり、中国セメント機械の主要企業、江蘇州保持契約・信用企業、江蘇AAA級信用企業の主要企業であり、外貿經濟部の生産・輸出拠点として2500トン、5000トンの新型乾式ロータリーキルンセメント設備を生産・輸出しています。設計、設備の整備、設置、試運転まで、包括的なサービスを提供する統合能力を備えています。
江蘇鵬飛集團は強力な機械加工能力を持ち、最大回転・ホブ加工径は12m、アニーリング炉は6.5m、屋内最大揚起能力は200トン、最大露天揚げ能力は150トン、直径6m未満の回転式キルンセメント機械加工能力を持っています。中国トップブランド「澎飛」セメント回転窯の販売量は全国で2番目であり、企業として「中国セメント機械リーディング企業」、中国建材機械トップ20の称号を獲得しました。当社は建築資材機械、電気、環境保護、化学機械、新型建材を基盤とした統合グループであり、将来の経済成長を目指すものであり、品質システムISO9001承認されています。 主要製品の回転式窯焼成システム、高効率ボールミル、EPフィルター、マイクロコンピュータ自己制御、予備製粉装置、分離器などは部長レベルの承認を受け、国家特許、国家プロジェクト火花計画、江蘇省ハイテク製品名を取得し、国内外の顧客から支持を受けています。
当社は自己開発センターと専門の科学スタッフを擁し、毎年総売上高の4%以上を研究開発に投資しています。開発スタジオを設立し、積極的に従業員の自己革新を奨励し、常に先端に注力し、技術の改善と革新を継続的に推進し、消化吸収に基づく自己革新の実施を堅持し、科学の進歩に基づき企業の核心競争を強化します。長年の発展の末、当社は独自の知的財産権を持つ回転窯シリーズ製品を形成し、35件の特許を取得し、製品の品質と性能は国際的な水準に達しました。その他、中国天津研究所、南京研究所、合肥セメント研究所、東南大学、延城工学同僚、ロシア建設技術調査設計研究所などとの協力を強化し、新技術の消化吸収に基づき、当社自身の自己革新能力は明らかに強化され、日5000トン、2500トンのセメント設備の完全セットが開発されました。 これらの設備の製造能力を持ち、大規模な乾式セメント回転キルンの国内有数の製造企業となっています。
 
現在、当社の製錬プロセスは基本的に電解ニッケルを主製品とする単一の製品に基づいています。ラテライトのニッケル鉱石を利用してニッケル鉄を生産する技術の開発が必要です。ニッケル鉄の生産に使われるラテライト・ニッケル鉱石は経済的に妥当であり、電解ニケルの生産は不要です。近年、国の経済発展におけるニッケルの需要に応えるため、いくつかの企業は「アウトアウト」政策を実施し、安定した供給に寄与するニッケル鉱石資源の開発に参加しています。ニッケル酸化物鉱石は赤道付近に広く分布しており、距離も近く、運賃も高くありません。ニッケル硫化鉱石の乾燥に伴い、ニッケル酸化鉱石(ラテライトニッケル鉱石)の開発と応用は世界で急速に進んでいます。
1. ニッケル酸化物鉱石の製錬過程の一般的な説明
現在、ニッケル酸化物鉱石の原料による元々のニッケル生産は、潜水式の火法冶金および湿法冶金で生産可能です。ニッケル金属を製造するための火法冶金の生産は依然として重要な位置を占めています。しかし近年、加湿冶金プロセスは急速に発展し、高圧酸浸出法を用いたニッケルやコバルトの生産工場が新たに設立されました。加湿冶金は大きく分けて二種類に分けられます。一つはアンモニア浸出法で、原材料とコストの制約により近年新しい工場は設立されていません。もう一つは酸浸出で、マグネシウムの少ないニッケル酸化物鉱石に適しています。コストは低く、技術的な課題はまだ残っています。しかし、資源の適用と省エネ性から高圧酸浸出法は利点と可能性を持ち、重要な研究対象となっています。しかし、投資、建設の流れ、技術の成熟度から、ニッケル鉱石やニッケル(Ni-S)を製品とする新たな工場群がパイロメタル(火冶金)に設立されると推定されています。
2. 火法冶金の一般的記述
パイロメタルプロセスは大きく分けて、高炉(BF炉、高炉を意味)製錬と回転式キルン(水中アーク炉)回転炉(RKEF)製錬の2つのカテゴリーに分けられます。
2.1 ニッケル鉄の高炉製錬工程
1863年にラテライト鉱石を発見した後、BFI法はこの種のマグネシウムケイ酸ニッケル酸化鉱石の処理に用いられています。電力消費、環境保護、投資・生産コストなどの理由から、この種のプロセスは廃止されました。中国を除き、この種のプロセスを使ってニッケル鉄を生産する工場は世界に存在しません(生産を停止した最後の工場はロシア・ウラーニッケル社とウファリニッケル工場です)。高炉の製錬工程は単純で、プロセスフローは次の通りです:原料は入荷工場の状態に応じて処理されます(例えば、ニッケル含有量の低いブロックを手で拾い上げ、その後粉砕して篩分け)、その後、還元剤とフラックスを焼結機の混合・バッチ装置でニッケル酸化物鉱石に加え、均一に混配します(顆粒機も使用可能です)。 も)。混合された材料は焼結機のローラーに分配され、焼結後にニッケルとともに焼結鉱石を得られます。その後、焼結鉱石は高炉の材料ヤードに送られ、スクリーニングを通じて高炉に加えられます。製錬後、有害物質の多いニッケル鉄と低ニッケルのニッケル鉄は、粗ニッケル鉄のニッケル含有量を減らすためにステンレス鋼の精錬に広く利用される可能性があります。そのために、リン、シリコン、炭素、硫黄などの有害な元素を除去するための細かい測定が必要です。 これらの細かい対策により、顧客の要求に応じてニッケル鉄のニッケル含有量を改善することができます。高炉の製錬工程を廃止した理由:
第一に、このプロセスの環境汚染問題に対する効率的な解決方法はなく、従来の爆破炉汚染を除いて、スラグの流動性を向上させ炉体のヒールを低減し、炉材に蛍光石(C a F)を加え、フッ化物汚染を避けるためにこの作業は禁止されるべきです。A1:Oの比率が高いニッケル酸化物鉱石では、炉体に添加されるフッ素の割合が高いため、この問題はより深刻です。ラテライト・ニッケル鉱石による焼結鉱の生産強度は大規模な高炉の製錬には適さないため、通常は小規模な製錬炉や小型焼結機がニッケル鉄の生産に用いられます。中国でニッケル鉄を生産する高炉は5 0 m N3 8 0 m 3(報告によると、主に150mの小型高炉)があります。焼結機は8 m Ns o mです。 一部のニッケル鉄工場は必要な環境保護措置が不足しており、炭素酸化物、硫黄酸化物、フッ素、粉末が周囲の環境に深刻な環境汚染を引き起こしています。この方法は、鉄金属を廃止した冶金設備を用いて非鉄金属を製造するものです。
第二に、ニッケルの回収率が低いことです。この種のニッケル鉄生産の過程では、鉱石のニッケル回収率は通常90%未満です。一部の工場は依然として粗ニッケル鉄の生産を主要にしており、ニッケル鉄の精製工場はありません。したがって、この回収は外国製品で見られるニッケル回収とは異なります。
第三に、消費電力が高く、ハードコークスが高価格で需要に応じて使われること。焼結過程からは、小型焼結機の消費電力特性に基づき、電力の浪費工場が高いリターン比率を引き起こしました。高星炉プロセスからは、小型高炉を排除する理由の一つが電力の無駄であり、これにより大量のスラグ量が増加します。高炉の石炭ガスや一部の工場の廃熱は効率的なリサイクルができず、貴重な電力が無駄になり、環境も汚染されています。
4つ目に、不純物含有量は高く、国際ニッケル貿易基準を満たしていません。ニッケル鉄には、炭素、ケイ素、硫黄、リンの含有量が低く、ニッケル含有量が高くなるよう求めています。我が国の高炉で生産されるニッケル鉄は、ほぼ高炭素、低ニッケル、高シリコンの製品であり、リンの含有量は原材料によって決まりますが、現在はリンの少ない原材料が不足しています。この種の半完成品のニッケル価値は、適格なニッケル鉄のニッケル価値よりも低く、一方、鉄元素はほぼ無料で顧客に送られています。
5つ目に、ニッケル生産の単位あたりの投資が大きいこと。1) 機械材料ヤード、焼結機、高炉の建設への投資がRKEFプロセスよりも高い。もちろん、現在の産業政策を活用してニッケル鉄の小型機械を排除することで、投資は節約につながります。この種のプロセスは、低価格のラテライトニッケル鉱石、高価格ニッケル鉱石、環境保護政策、電力政策といった不利な実施のもとで発展しました。ラテライト・ニッケル鉱石の価格は確実に上昇し、ニッケル鉱石は合理的な価格水準に戻るでしょう。国家の環境保護と省エネ政策が実施され、このようなプロセスは市場の競争を終わらせるでしょう。 2) パイロメタルギーのRKEFプロセスは、20世紀の50年代に開発され、現在は高炉の代わりにニッケル鉄を生産しています。この種の工程は、ニッケル鉄を生産するための新しいパイロメタル技術を生み出します。不完全な統計によると、この種のプロセスを使ってニッケル鉄を生産している国は17か国あります。基本的なプロセスフロー:鉱石処理および還元炉の準備—回転キルン焼成—水中アーク炉への熱負荷、製錬—粗ニッケル鉄の外部脱硫—シリコン、リン、炭素、硫黄、マンガンなどの除去。転換炉内の不純物—精細ニッケル鉄の水鋳造、その他は鉄やニッケルのリサイクル作業場、スラグの鉄・ニッケル利用の工場を建設する。
 
(1)鉱石処理および還元装置の準備
鉱石が原料ヤードに運ばれた後、粉砕と混合後にリデューサーを加え、回転式キルンに送ります。一方で、一部の工場では回転キルンへの積み込みや粒粒処理を加える前に材料の前乾燥処理を行います。材料の適合比は重要であり、回転キルンのリング形成(炉内ライナーに付着した材料)の形成を防ぎ、炉材の導電性を制御し、浸水中のアーク炉のスラグと金属(ニッケル、鉄)を分離する決定的な役割を果たします。
(2)回転式窯焼成
回転キルンの作業区域は乾燥区画、加熱区画、焙煎区の3つの区画に分けられます。回転式窯では、鉱石を焙煎して脱水し、重量は約30%減少します。一方で、ニッケル酸化物や部分鉄は炉材の還元によって復元可能でした。回転キルン排出端に密封排出装置を設置し、ニッケルスラグは6 00~9 0 0°Cの断熱状態で浸水アーク炉の材料供給ビンに送られ、その後シールチューブ分配装置を介して浸水アーク炉内に均等に分布します。炉材の処理方法によっては、回転キルンは直径や長さの比率が異なります。回転キルンのバーナー構造は重要であり、炉内の3つの作業エリアの作業温度が必要なプロセス範囲内に位置するように、全体の火の長さと剛性を効率的に調整します。一方で、回転式窯のガス乾燥炉材料を十分に考慮してエネルギーを節約する人もいます。
(3)製錬のための水中アーク炉への熱負荷
回転キルンから排出された材料を計量した後、これらの材料は加熱状態のアーク炉に投入されます。一方、アーク炉の荷重システムは熱負荷の需要に適している必要があります。熱負荷は重要で、物理的な熱回収を除き、輸送中に二次酸化を避けるべきです。環境保護、火薬回収、産業の健康、石炭ガス回収のために、水中アーク炉は密閉されるべきです。アーク炉では、電炉の粗ニッケル鉄とスラグをアーク製錬で分離し、その間、75%COの還元ガスを生成でき、ガスの精製後に回転キルンの燃料として使用可能で、回転キルンの燃料の30%を占めます。異なる原材料によると、1トンの原材料鉱石は回転キルンの焙成後に650〜700kgのニッケルスラグを得られる一方、水中アーク炉での精錬後は粗ニッケル鉄が110〜150kgになる可能性があります。一方、粗ニッケル鉄のニッケル含有量は通常10%〜18%です。
( 4 )粗いニッケル鉄の精細な精錬
•浸水中のアーク炉内でレードルをタップする過程で、レードルにバリラを加えます。水の比率は1トンあたり約5〜15kgのニッケル鉄であり、ニッケル鉄水の硫黄はNo.0 l 5%から0.0 - 8%減少する可能性があります。 または、タップ後に粒状マグネシウムをラドルにスプレーする方法もあります。これは特別な蒸発器が必要で、グラニュレートマグネシウムをレードルの約1.0m深さにスプレーし、この工程で0.5%未満の溶融鉄の硫黄を減少させる可能性があります。
・粗く溶融したニッケル鉄の表面のスラグを除去し、酸をコンバーターに加え、酸素シリコンで酸化します。溶接プールの温度を高くなりすぎないように、金属廃棄物やニッケル入りの廃材を炉に加えます。
・ニッケル鉄の脱珪化後、アルカリコンバーターに加え、ここで炭素、リン、部分鉄を除去します。製錬の過程で、石灰石をコンバーターに加えます。ニッケルを含む廃棄物が十分にあれば、石灰石を石灰石の代わりに使うことも可能です。アルカリコンバーターから放電された溶融ニッケル鉄は、ニッケル鉄の販売に使える製品のニッケル鉄規格を満たすことができました。他には、粗ニッケル鉄の第2段階の精錬は酸転換器をアルカリ転換炉に置き換えることであり、新しいプロセスで第一転換炉内で脱シリコン化と脱硫化を実装します。第1コンバーターから放電された融解ニッケル鉄は第2アルカリコンバーターに入り、脱フォロ化および脱炭素化を行います。適切な製錬温度を確保するために、製錬工程中に石灰と石灰石をコンバーターに加えます。第二に微細な精錬は、細かいニッケル鉄を得ることができます。2.3 粗ニッケル鉄を直接ステンレススチールで精錬する方法(開発中)上記の2段階の精錬工程の間、第2コンバーターはファインコンバーターアルゴンと酸素を利用し、300シリーズのステンレス鋼を直接生産する可能性に変わります。この種のプロセスは、廃鋼を溶かす電気炉の建設に用いられ、シリコン酸化の熱エネルギーを適切に活用してエネルギーと電力を節約し、粗ニッケル鉄の鉄元素を適切に利用することができます。この技術は魅力的な前面に出ていますが、まだ探求中です。
ニッケル鉄製造工場の建設は、重要資源と有色金属産業の統合利用という長期計画の戦略的目標を考慮する必要があり、中国の大規模なニッケル鉄生産基地を建設する適切な地域を選ぶ必要があります。しかし、無理に行動に飛び込むのは控えてください。ニッケル鉄生産基盤の構築には以下の条件が含まれるべきです:•鉱石源の実装:異なる鉱石は異なる製錬工程に適しています。ガルニエライトの原料を選ぶ前に、ニッケル鉄工場の建設を決定する前に、乾燥プロセスのニッケル酸化石鉱石源を導入する必要があります。現時点では価格上昇が現実であり、ニッケル鉱石の供給源が困難をもたらすでしょう。
 

いいえ。	顧客名	装備名	エクプメントタイプ	設計容量 t/h	数量
1	福建定新有限公司	回転窯	Φ4.4×100m	35~45	3人分
2	江蘇康陽有限公司	回転窯	Φ4.4×100m	35~45	2人
		乾燥機	Φ4.3×33.5m	90~108	2人
3	広東広清金属科学有限公司	回転窯	Φ4.4×100m	35~45	4人組
		乾燥機	Φ5×40m	155~180	4人組
4	広西北海承徳ニッケル有限公司	回転窯	Φ5.2×118m	80~90	2人
5	山東慧湘有限公司	回転窯	Φ4.85×75m	51~57	1%です