钴是坚硬的具有灰色光泽的金属，化学元素符号为Co ，原子序数为27。 虽然从远古时代开始钴基色和染料已经开始用于制作珠宝和颜料， 矿工们也用钴给一些矿物命名，游离金属钴到1735年才被布兰特发现。 钴用于生产有磁性、耐磨性、高强度的合金。钴蓝色使得玻璃、陶瓷、油墨、颜料和清漆有着独特的深蓝色。钴-60 是重要的商业性放射元素，是同位素示踪剂和制造工业用γ射线源。 钴作为辅酶（钴铵）活性中心，对多细胞生物来讲是重要的微量元素， 其中包括对哺乳动物来说非常重要的维生素B-12。 钴也是细菌、真菌、藻类、的号营养，也许也是所有生命的必要元素。等级F.s.s.s(um)Oxygen% Max.Cobalt%Scott density g/in3Type AType BCo060.6-0.90.6≥99.87-98-11Co121.0-1.40.5≥99.88-1011-13Co252.0-3.00.4≥99.89-1313-15钴粉里的微量元素：元素Max. %Typical %C0.030.02Ca0.020.005Cu0.010.005Fe0.030.008Mg0.010.002Mn0.010.001Na0.020.005Ni0.020.01S0.0050.0005Si0.010.002

钴的物理、化学性质决议了它是出产耐热合金、硬质合金、防腐合金、磁性合金和各种钴盐的重要质料。     钴基合金或含钴合金钢用作燃汽轮机的叶片、叶轮、导管、喷气发动机、火箭发动机、的部件和化工设备中各种高负荷的耐热部件以及原子能工业的重要金属材料。作为粉末冶金中的粘结剂能确保硬质合金有必定的耐性。磁性合金是现代化电子和机电工业中不行短少的材料，用来制作声、光、电和磁等器件的各种元件。钴也是永久磁性合金的重要组成部分。在化学工业中，钴除用于高温合金和防腐合金外，还用于有色玻璃、颜料、搪瓷及催化剂、干燥剂等。据国内有关报导讲，钴在蓄电池职业、金刚石东西职业和催化剂职业的使用也将进一步扩展，从而对金属钴的需求呈上升趋势。

有关镍铁冶炼的工艺：虽然红土镍矿处理工艺主要分为湿法冶炼工艺和火法冶炼工艺，但目前世界范围内比较成熟的利用红土镍矿冶炼镍铁合金的工艺方法仍旧以火法冶炼为主。火法冶炼镍铁是在高温条件下，以C（或Si）作还原剂，对氧化镍矿中的NiO及其他氧化物（如FeO）进行还原而得。同时采用选择性还原工艺，合理使用还原剂，按还原顺序NiO、FeO、Cr2O3、SiO2进行还原反应。NiO+C→Ni+CO↑ T=420℃ （1）FeO+C→Fe+CO↑ T=650℃ （2）Cr2O3+C→Cr+ CO↑SiO2+C→Si+CO↑因不同产地的镍矿成分不同，NiO及各种氧化物之间组成的化合物也有所不同，因而，在镍铁冶炼过程中，其实际反应较复杂。反应生成的Ni和Fe能在不同比例下互溶，生成镍铁。从上述（1）、（2）反应式中可看出：NiO、FeO还原反应开始温度较低，而且，NiO的开始反应温度比FeO约低200℃；因而，火法冶炼镍铁过程中，尽管所采用的镍矿NiO含量较低，但NiO 90％以上被还原，而且，在Ni／Fe很低的情况下，可通过不同的工艺操作，使产品含Ni量提高到较高水平，与铁合金其他产品（如高碳铬铁、锰硅合金等）相比，电炉粗镍冶炼难度相对较低。目前我国镍铁冶炼主要采用高炉法和电炉法两种：1、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，近年采用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似，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炼热能，入炉镍矿中FeO可被焦炭中的C充分还原，故粗镍铁中的Ni含量高低基本受限于入炉镍矿Ni／Fe的比值大小。由于国家限制400 立方米以下小高炉的使用，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，似乎不及高炉法，因而采用大容量高炉冶炼低Ni镍铁值得关注和研究。2、电炉法镍矿→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。电炉法是以C作还原剂，在电能高温条件下，对镍矿中的NiO、FeO等氧化物进行还原，冶炼出镍铁，因而，在电炉冶炼过程中，调整合适的配炭量，限制FeO还原，可生产出Ni含量较高的电炉镍铁。国外火法冶炼镍铁主要采用此工艺，国内厂家生产含Ni大于10％的产品时亦普遍采用。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结构相似的电炉生产（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，精炼工艺设备配套情况及精炼效果均不尽相同，各项指标对比也存在一定差异。更多有关镍铁冶炼请详见于上海 有色 网

钨镍铁综合了 金属 钨和铜的优点，其中钨熔点高(钨熔点为3410℃，铁的熔点1534℃)，密度大(钨密度为19.34g/cm3，铁的密度为7.8g/cm3) ；铜导电导热性能优越，钨铜合金(成分一般范围为WCu7~WCu50)微观组织均匀、耐高温、强度高、耐电弧烧蚀、密度大；导电、导热性能适中，广泛应用于军用耐高温材料、高压开关用电工合金、电加工电极、微电子材料，做为零部件和元器件广泛应用于航天、航空、电子、电力、冶金、机械、体育器材等 行业 。钛拥有相当良好的抗腐蚀能力，可以抵抗酸、氯气。（箔材最薄0.008mm厚度）此外，钛的另一个特性是拥有很高的强度－重量比，他是一种重量轻，却拥有高强度的 金属 。纯钛的延性良好，容易加工，表面呈银白色 金属 光泽。熔点高，是良好的耐火 金属 材料。长年为世界电子 行业 、电力 行业 、石油 行业 、医用 行业 、化工 行业 输送自己优势的产品与服务。钼铜合金(MoCu alloy)是钼和铜的合金，钨和钼均为难熔合金(钨熔点3410℃，钼熔点2615℃)，元素周期表中同为VIB族，化学性质极为相近，钼铜和钨铜应用范围很大一部分重合，两者相差最大的是密度(钨的密度为19.3g/cm3，钼的密度为10.2 g/cm3)，故钨铜适合做高比重材料，高比重材料多以钨做主要成分，而钼铜质量轻，经常作为航天、航空仪表的配件。钼铜已规模应用的有高压真空开关用电工合金、微电子封装热沉材料、线切割电极丝，以及仪器仪表元器件。镍铁的应用是由镍的抗腐蚀性能决定的，合金中添加镍可增强镍的抗腐蚀性能。不锈钢与合金生产领域是镍的最大应用领域。合金中加入镍的用途：蒙乃尔高强度耐蚀镍铜锰铁合金(Ni，Cu，Fe，Mn)在化学设备、造船业领域广泛应用，还用于制造沉淀池和盖等；尼赫罗姆镍铬合金和克罗梅尔铬镍合金(Ni，Cr)以导线形式应用于变压器、烘炉、熨斗、加热器等；因瓦铁镍合金(Ni，Fe)的膨胀系数很低，可用于制造时钟和测量卷尺中的摆锤；由于坡莫合金(Ni，Fe)具有极好的磁化系数，因而在海上电缆和电力输送工艺中推广应用；锌白铜(Ni, Cu, Zn)用于制造家具；阿尔尼柯铁镍铝钴合金(Ni, Co, Fe, Al)是一种强磁性材料，用于制造具备永久磁铁性能的精细工具。镍涂料很早就用于装饰，用来保护许多种碱 金属 的腐蚀。镍在镍铁中有轻微的石墨化作用，可稳定珠光体和减少铁素体含量。因此铸铁中的镍有助于取得均匀而一体的结构和良好的性能。添加少量的镍（Ni0.1%-1.0%）会导致形成微细的珠光体，当含镍量较高时，会形成马氏体和奥氏体。微细而稳定的珠光体可使铸铁具有良好的加工性能和硬度。因此，加镍铸铁件可用来制造汽车制造业中的铸件。含铬、钴和钼的低铁镍合金，用高温合金时，一般称哈斯特耐蚀镍基合金，在923℃时的抗拉强度高达233.24MPa。含Ni30%－90%的铁镍合金磁导率高，因而适用电气和电子工业，例如含Ni30%、Fe70%的克莱马克斯合金。含Ni80%、Cr14%、Fe6%的合金是一种特殊耐蚀的弹簧材料，用于牙科治疗上。镍也用来作硬币和用在蓄电池工业中。镍钛合金的这种记忆功能有很多用途。比如，用它制成的机器人的胳膊会随着温度的变化，上下左右转动，显得十分逼真，就好像机器人真有感觉似的。镍钛合金在医疗上也有想象不出的作用。例如，把镍钛合金丝制成直径很小的弹簧形，使它在体温条件下，把自己的外形记住。然后再把它拉直，通过一根小导管，在X光照射的情况下，慢馒插入动脉内。导管中的镍钛合金丝在体温的刺激下，慢慢地会变成弹簧形，就像在动脉血管的内壁形成了一层衬套，从而能防止动脉内壁过薄而带来的危险。在服装业中，镍钛合金也有用武之地。在制造妇女使用的文胸时，如果用镍钛合金取代钢丝支架，就能大大延长文胸的使用寿命。制造商根据每个妇女乳房的大小和需要，制造出在各种体温条件下的特定产品，这种产品即使经过多次的洗涤晾晒，只要一碰到记忆中的体温时，很快就能恢复原来的形状。更多有关钨镍铁请详见于上海 有色 网

镍铁矿是一种镍和铁的硫化物矿物，世界上90%的镍是从这种矿物中提炼的。镍黄铁矿为古铜黄色，具有金属光泽。镍黄铁矿一般呈细粒状，几乎总是与磁黄铁矿和黄铜矿产在一起。在氧化带中易氧化成鲜绿色被膜状镍华或含水硫酸镍。通常呈细粒状，主要产于基性岩浆岩内的铜镍硫化物矿床中，与磁黄铁矿、黄铜矿密切共生。    镍铁矿富集时为镍的重要矿石矿物。常含有可综合利用的钴、铜、铂族元素及硒、碲等。是炼镍的主要矿物原料，用于制造镍钢、镍黄铜、镍青铜等。在炼镍的同时，还可以回收钴。是提炼镍的最主要矿物原料，世界上90％的镍是从镍黄铁矿中提取的。加拿大安大略的萨德伯里是世界上著名产地。中国的甘肃金川、吉林盘石也是镍黄铁矿的主要产地。　 镍大量用于制造合金。在钢中加入镍，可以提高机械强度。如钢中含镍量从2．94％增加到了7.04％时，抗拉强度便由52．2公斤／毫米2增加到72．8公斤／毫米3。镍钢用来制造机器承受较大压力、承受冲击和往复负荷部分的零件，如涡轮叶片、曲轴、连杆等。含镍36％、含碳0.3-0．5％的镍钢，它的膨胀系数非常小，几乎不热胀冷缩，用来制造多种精密机械，精确量规等。含镍46％、含碳0．15％的高镍钢，叫“类铂”，因为它的膨胀系数与铂、玻璃相似，这种高镍钢可熔焊到玻璃中。在灯泡生产上很重要，可作铂丝的代用品。一些精密的透镜框，也用这种类铂钢做，透镜不会因热胀冷缩而从框中掉下来。由67．5％镍、16％铁、15％铬、1．5％锰组成的合金，具有很大的电阻，用来制造各种变阻器与电热器。    我国镍矿的分布：镍矿：主要类型属岩浆晚期分硫化物铜镍矿床。镍含于基性，超基性岩体中，沿断裂破碎带侵入，以会理铜镍矿床最重要，并伴生铜、钴、铂、金、银、硒等矿物。此外，盐源等地有化铜镍矿；会理有含镍铁矿，钒钛磁铁矿中伴生有镍矿。由于钒矾磁铁矿中含镍品位低，不易分选冶炼，故州内主要为会理马河镍矿，是我国建设的第一个镍矿。    更多关于镍铁矿的资讯，请登录上海有色网查询。

高密度磁记录材料　　 利用纳米钴粉记录密度高、矫顽力高（可达119.4KA/m）、信噪比高和抗氧化性好等优点，可大幅度改善磁带和大容量软硬磁盘的性能。　　磁流体　 　用铁、钴、镍及其合金粉末生产的磁流体性能优异，可广泛应用于密封减震、医疗器械、声音调节、光显示等。　　吸波材料　　 金属纳米粉体对电磁波有特殊的吸收作用，铁、钴、氧化锌粉末及碳包金属粉末可作为军事用高性能毫米波隐形材料、可见光--红外线隐形材料和结构式隐形材料，以及手机辐射屏蔽材料。

1)采用镁质材料筑炉，在筑炉过程中要配好粘合剂并控制用量;捣打时，每一层铺料厚度为40—60mm，并用风镐捣打紧密，捣打完扒毛后，方可铺料捣打下一层;在烘炉过程中要把水分烘干。 2)采用炭砖筑炉，改炭砖平放为竖放，并在炭砖中部打眼用小石墨电极连接成整体，砖缝用炭质材料填充，同时用风镐捣打紧密。 3)在筑炉时，两个出铁口要有一定高差，生产前期使用高位出铁口，当炉底侵蚀到一定程度时使用低位出铁口。 4)控制配碳量和提高二次人炉电压，控制电极下插深度，防止炉底侵蚀。 5)控制好渣型，尤其是渣中的FeO含量，其既影响渣的导电性，又影响渣的熔点，最终影响镍的回收率。 6)镍矿在人炉前需要预先经过干燥脱水，在干燥和预热时控制好配碳量和水分，有利于减少翻渣事故发生，同时也有利于因翻渣引起的电极事故。 7)电极压放时，要勤放、少放;有条件的也可改用炭素电极或石墨电极。  8)加强冶炼操作，勤观查，勤调节。

炼钢技术的进步，原来采用纯镍类原料冶炼合金钢和不锈钢的钢厂，从经济角度考虑已改用非纯镍类，因此，火法冶炼发展很快。处理红土镍矿的火法冶炼有两种冶炼方法，一种方法是用鼓风炉生产，另一种方法是电炉还原熔炼得到镍铁。由于鼓风炉冶炼是最早的炼镍方法之一，随着生产规模扩大、冶炼技术进步、炼钢厂对镍类原料要求的提高，以及环境保护要求的提高，这一方法已逐步被淘汰。采用电炉熔炼：(1)熔池温度易于控制，可以达到较高的温度，可处理含难熔物较多的原料，炉渣易于过热，有利于四氧化三铁的还原，渣含有价金属较少;(2)炉气量较少，含尘量较低;(3)生产容易控制，便于操作，易于实现机械化和自动化。因此，电炉熔炼是发展趋势。 由于红土镍矿熔点在1600～1700K之间，组成红土镍矿的矿物氧化物稳定性依次为：CaO>SiO2>Fe203>NiO，氧化物稳定性大小决定该元素的还原性大小，因此，红土镍矿中各氧化物在还原性气氛中还原顺序为：NiO>Fe203>SiO2>CaO。为了提高镍铁产品质量，电炉镍铁冶炼采用选择性还原原理，即缺碳操作：在电炉还原熔炼的过程中几乎所有的镍氧化物都被还原成金属，而铁则不必全部还原成金属铁，铁的还原程度通过还原剂焦炭的加入量加以调整，镍的比重较大，在生产中容易造成炉墙和炉底被侵蚀或烧穿(生产周期短的不到1个月)，电极事故频繁，产品含镍低。因此，电炉镍铁冶炼关键技术是：(1)延长炉龄，(2)减少电极事故，(3)提高产品含镍量和镍的回收率。 电炉镍铁冶炼技术措施：1)采用镁质材料筑炉，在筑炉过程中要配好粘合剂并控制用量;捣打时，每一层铺料厚度为40—60mm，并用风镐捣打紧密，捣打完扒毛后，方可铺料捣打下一层;在烘炉过程中要把水分烘干。 2)采用炭砖筑炉，改炭砖平放为竖放，并在炭砖中部打眼用小石墨电极连接成整体，砖缝用炭质材料填充，同时用风镐捣打紧密。 3)在筑炉时，两个出铁口要有一定高差，生产前期使用高位出铁口，当炉底侵蚀到一定程度时使用低位出铁口。 4)控制配碳量和提高二次人炉电压，控制电极下插深度，防止炉底侵蚀。 5)控制好渣型，尤其是渣中的FeO含量，其既影响渣的导电性，又影响渣的熔点，最终影响镍的回收率。 6)镍矿在人炉前需要预先经过干燥脱水，在干燥和预热时控制好配碳量和水分，有利于减少翻渣事故发生，同时也有利于因翻渣引起的电极事故。 7)电极压放时，要勤放、少放;有条件的也可改用炭素电极或石墨电极。 8)加强冶炼操作，勤观查，勤调节。

目前低镍铁合金价格市场主流报价3200元/镍左右，较高报价3300元/镍；中镍铁4-6%主流出厂价1330元/镍左右，较高报价1350元/镍。镍铁厂商报价微幅上调，但略显乏力。不过，在焦炭等生产成本趋高的情况下，国内大部分镍铁厂商信心十足，他们认为，虽然生产成本压力大，但也能支撑中低镍铁价格保持高位运行。山东焦协在征求山西、河北等省相关焦化企业意见后，决定调整1月焦炭市场价格。自2010年1月10日起，一级冶金焦市场指导价为2200元/吨；二级冶金焦市场指导价为2100元/吨。需要指出的是，此前山东焦协公布的1月1日至10日的焦炭指导价已经大幅上调。其中，一级冶金焦市场指导价为2050元/吨；二级冶金焦市场指导价为1950元/吨，分别较12月份上涨了220元/吨、200元/吨。也就是说，高炉镍铁生产成本是有增无减的。今日，镍铁合金价格报价趋稳，低镍铁1.6-2.0%主流出厂报价3200元/吨左右，较高报价3300元/吨；中镍铁4-6%主流出厂报价1330元/镍左右；高镍铁主流出厂报价1300元/镍左右，较高出厂报价1350元/镍。报价方面较上周来看，调整幅度不大，市场表现相对平稳。     镍铁报价经历一番上涨后，成交方面暂无太多突破迹象。厂商反馈消息，目前镍铁价格报价坚挺，但实际成交量及成交价格并不十分喜人。下游钢厂采购仍存压价现象，使得镍铁价格上涨动力不足，短期内镍铁价格平稳为主调。    市场人士分析，镍铁合金价格生产成本仍旧处于渐增的态势，镍矿、焦炭价格均有上涨。

进入工厂原料场的氧化镍矿石含有30％以上的水分（结晶水），需要在还原焙烧阶段将水分去除。这个过程是在一个回转窑中进行的。矿石在料场破碎、中和混匀以后，向其中加入炭素还原剂和熔剂，充分混合均匀以后加入到回转窑中。在回转窑中，矿石被焙烧脱水，重量减少30％左右，镍被加入的炭素还原剂还原，形成了温度为600～700℃镍渣。这些镍渣在隔热的状态下被送入到矿热炉的供料料仓（内衬耐火保温层），根据生产工艺的要求，镍渣通过一个密封的管状布料装置均匀地分配到矿热炉内。 　          矿热炉在这种工艺流程中是投资最大的设备，为了环保和工业卫生的需要，炉子被密封起来。在矿热炉中通过电弧冶炼，分离出粗制的镍铁和电炉渣，同时产生含CO75％的还原性气体，这种气体经过净化以后返回到回转窑中作为燃料进行燃烧，提供回转窑所需要的热能，尘灰返到矿热炉继续参与冶炼。电炉炉渣是一种很好的建筑材料，但是目前仅用于道路的建设。从矿热炉中得到的镍铁含硫、硅、碳、磷等杂质高，还不适用于冶炼高级不锈钢。这些粗制的焙烧脱水还需要进行精炼以后才能做为成品出厂。 　 　          将1t的原料矿加入回转窑，大约可以得到650～700kg的镍渣，这些镍渣加入到矿热炉中，大约可以得到120～150kg的粗制镍铁。粗制镍铁中的镍含量一般为14％，最高时可以达到18％。

这个工序的生产工艺流程基本上延袭了传统的工艺流程。 　　 进入工厂原料场的氧化镍矿石含有30％以上的水分（结晶水），需要在还原焙烧阶段将水分去除。这个过程是在一个回转窑中进行的。矿石在料场破碎、中和混匀以后，向其中加入炭素还原剂和熔剂，充分混合均匀以后加入到回转窑中。在回转窑中，矿石被焙烧脱水，重量减少30％左右，镍被加入的炭素还原剂还原，形成了温度为600～700℃镍渣。这些镍渣在隔热的状态下被送入到矿热炉的供料料仓（内衬耐火保温层），根据生产工艺的要求，镍渣通过一个密封的管状布料装置均匀地分配到矿热炉内。 　 矿热炉在这种工艺流程中是投资最大的设备，为了环保和工业卫生的需要，炉子被密封起来。在矿热炉中通过电弧冶炼，分离出粗制的镍铁和电炉渣，同时产生含CO75％的还原性气体，这种气体经过净化以后返回到回转窑中作为燃料进行燃烧，提供回转窑所需要的热能，尘灰返到矿热炉继续参与冶炼。电炉炉渣是一种很好的建筑材料，但是目前仅用于道路的建设。从矿热炉中得到的镍铁含硫、硅、碳、磷等杂质高，还不适用于冶炼高级不锈钢。这些粗制的镍铁还需要进行精炼以后才能做为成品出厂。 　 　将1t的原料矿加入回转窑，大约可以得到650～700kg的镍渣，这些镍渣加入到矿热炉中，大约可以得到120～150kg的粗制镍铁。粗制镍铁中的镍含量一般为14％，最高时可以达到18％  (miki)

熔炼镍铁炉料选用电弧炼钢炉。电极和熔融物之间的热电弧是炼钢炉的首要动力。电弧发生和坚持的必要条件是从阴极发射出来的电子，因而，热电子的发射在电弧炉中起着首要效果。电弧柱是一种阴极和阳极物质的气体与蒸气的激烈电离混合物。电弧炉的长度与电极和熔体之间的电压降成正比（约40伏）。     全苏标准ΓOCT7206-73规则，电弧炉的容量为0.5～200吨。炉子的结构取决于炉料的装料办法。各种尺度的炉子都有一套专用机械装料组织。在再生有色冶金中，熔炼镍铁时，应当以为用可翻转或可卸式炉顶的炉子，如ДCП-6H2、ДCП-12和ДCП-25等类型的炉子最合适（图1）。    上述各种炉子的基本参数列于表1。 表1  ДCП型电弧炉的基本参数参数ДCП-6H2ДCП-12ДCП-25炉子容量（吨） 变压器功率（千伏安） 变压器二次电压（伏） 电极最大电流（安） 石墨电极直径（毫米） 电极分化直径（毫米） 熔池歪斜时直径（毫米） 炉深（从炉门计）（毫米） 火焰空间高度（毫米）6 4000±20% 270～116 9850 300 1000 2230 425 11012 8000±20% 320～120 17300 350 1000 2740 555 136525 12500±20% 390～132 22300 400 1250 3540 775 1500  图 1电弧炼钢炉 1-歪斜传动设备；2-熔池旋转组织；3-作业窗门的进步组织； 4-煤气输出管；5-炉顶；6-电极；7-横梁；8-进步和炉顶旋转组织； 9-电极夹持器；10-根底梁；11-锭座；12-外壳；13-浇铸嘴；14-作业窗     这种炉子凭借截面积为300×12mm的铜母线（对ДCП-25型而言）与变压器二次抽头连接成短网路（图102）。可曲折的电缆绝缘子串可用来使电流从停止的电缆上传递给与电极夹持器一同滚动的可动电缆中，并确保炉子的歪斜，便于倒出金属和渣。  图2  电炉的短网路 1-变压器室母线；2-可曲折电缆绝缘子串； 3-电极夹持器电流导管；4-电极夹持器线端盒；5-电极     电极夹持器软管里的母线可用来把电流从可动的电缆传送给电极夹持器的顶端，通用的为水冷却铜管。     电弧炉中，选用碳电极（全苏标准ΓOCT4425-72）和石墨电极（全苏标准ΓOCT4426-71）。     碳电极用无烟煤或热无解无烟煤、焦炭、石油焦炭、沥青和焦油等制成。将预备好的混合物预先锻烧、破碎，再焙烧。下面列出的是碳电极的某些技能数据： 直径（毫米）    300    350    400    500 作业电流密度（安／厘米2，不大于）     10    10    9    9 最大电流（千安）      7.06    9.6    11.3    17.7     石墨电极用人造石墨在电炉中于2000～2400℃的温度下将碳电极石墨化的办法制成。其简明特征如下： 直径（毫米）                           300    350    400    450    500 作业电流密度（安／厘米2，不大于）      19    18    16    16    15 块度的标准长度（毫米）                 1500    1500    1500    1700    1700 最大电流（千安）                       12.7    16.4    20.1    24.4    28.5     在再生金属冶金中，熔炼镍铁时不选用自焙电极。[next]     电弧炉有衬耐火砖的金属外壳维护。镍铁的熔化温度为1700℃。此外，炉壁和炉顶要饱尝住电弧的高达4700℃的热辐射效果。这种极强的高温条件要求正确挑选隔热耐火材料。炉底有石棉板做成的隔热层，一至两排粘土砖与镁砖构成的作业层（数层）。在耐火砌体和外壳之间有50毫米的空地，其间装满镁粉。炉壁由镁铬砖砌成。也可用这种砖做炉顶。炉拱的高度与弦之比为1：10。     剧烈改变着的热负荷使耐火材料很快磨损。一个炉顶可熔炼40炉，炉壁可熔100～120炉，而炉底处于最佳状况。炉底因为难溶炉渣结晶而常常构成炉瘤。     炉子使用液压传动设备可向炉口方向歪斜40℃。镍铁经炉口注入炉旁的盛有水的水池内，镍粒是主产品。炉渣经出渣口排入专用的金属箱内。炉子向出渣口歪斜10°，凭借液压传动体系，炉顶进步300毫米装料，并能与电极一同移至一边。     工艺进程是周期性的，其首要工序为：熔炼前的预备、装料及熔化、金属精粹、出渣、浇注金属。炼一炉全进程需4.5～6小时。     将预备好的炉料装入电炉。     将进行处理的废蓄电池按其规格尺度先进行手选分类。在专用破碎机大将正负极座板分隔，该破碎机如图103所示。该破碎机由机座、能按长宽尺度切开蓄电池外壳的机械设备、钢刀、液压体系的紧固设备和操作体系组成。一台破碎机的出产能力为14吨／日。破碎机的外形尺度为2.5×2.3×2.5米。液压体系由HШ-46型泵和80毫米直径的液压缸组成，工用压力为11.2兆帕。     将厚度在6毫米以下的金属废料（切头、切边、带等）以及蓄电池块按规则份额做成炉料，并送入具有400千牛顿揉捏力的CPA-4002B型压力的料斗之中。包块尺度600×600×1000毫米，刨屑放入揉捏力为2450千牛顿、容积为360×360×500毫为的Б-1334型压力机内揉捏；蓄电池外壳和非金属部分（分离器、填料）放在ПГ-150和Б-133A型压力机内揉捏，所得压块送至再生黑色金属收回局。     散料如碎屑、粉未、阴极吊钩等物可直接投炉。     厚度达80毫米的金属废料用鳄式剪切机剪切。电炉熔炼的备料工艺流程见图104，按最难破碎的混合物来装备金属炉料。金属废料和非金属废料之间的份额为1：3或1：5。     炉料用料筐由桥式吊吊至炉前，按炉子的容积分层铺平。石英作为溶剂送入炉内，占含镍物为总量的5～6%。炉膛装满后，炉顶便处于作业状况。伸长电极，置于其位，然后炉子便处于负荷状况。     视熔炼状况，炉料将逐渐下沉，炉膛放空，需再生添料。在处理未打包的再生物料时，要增加五～六次炉料，有时要增加十次炉料。炉料应加在正熔炼的炉料上，而不要参加溶池内，以防止金属的爆破和喷溅。炉料的总量为10～12吨。末次加料后，要进行彻底熔炼，熔化了的金属在1700～1730℃。     呈铬、钨和钼氧化物的杂质转入炉渣内。还有必定数量呈氧化铁状的物质也转入炉渣。氧化硅是造渣的组份；部份金属氧化物以升化物进入气相。     得到契合标准的镍铁后，要从金属表面除渣。[next]     熔炼时，可能有挑选地除掉杂质。为此，造渣进程分两个阶段。铬是最简单氧化的杂质。第一批渣中含铬量较高（镍1～2%、Cr2O315～20%）。铬从金属中除掉约1.5～2.5%。若坚持这一条件，只要少数的钨和钼转入渣中。这时渣应呈酸性。第一次出渣后，应向炉中弥补氧化剂----蓄电池片或氧化镍，一同得到第二批渣。二次渣含有：氧化钨3～8%、氧化钼2～4%和3～7%的氧化铬。第二批渣可用来从中提取钨和钼，渣中钨和钼以CaWO4和CaMoO4方式存在。  图3  电炉炉料制备工艺流程图     因为有挑选的除杂缺乏，使得熔炼时刻延伸大约4小时。因而，进程应与出一种成份的渣一同进行。渣中镍的含量高，要与氧化镍矿石一同投炉处理。这时钨、钼和铬同渣一同无可挽回地损失掉，而炉渣是水泥厂的出产质料。     熔炼所得的金属取样分析后，再经水淬粒化。将溢流槽先填满耐火材料，经过炉的歪斜，调理的细流将镍铁分流。水淬前，把金属筐置于池底，浇注金属前应坚持下列条件：水淬池里水温不低于15℃，金属的温度不高于1700℃、颗粒的尺度小于1毫米的不多于6%。颗粒的实践粒度成分是（毫米）：＋10    64.9%    －2.5＋1.6     2.5%      －10＋7      14.0%      －1.6＋1.0     1.2%   －7＋5     8.2%     －1.0＋0.4      0.6% －5＋3     7.7%     －0.4     0.2%－3＋2.5    0.7%     非金属渣夹杂物含量不该超出镍铁分量的10%，其物理性质为：密度7.1克／分米3，堆比重3.64吨／米3，熔点1326℃。     在镍的收回率为97%的状况下，镍铁的收回率约占固体炉料分量的60%。所得合金的技能条件已得到赞同，列于表2中。 表2  镍铁的技能条件牌号Ni＋CoCoSiCCrCuSPAlMnMoφH-125.00.250.10.10.10.250.150.020.050.050.30φH-220.00.300.10.10.10.300.200.020.050.050.30φH-315.00.350.10.10.10.300.200.020.050.050.30     雷日斯克镍厂出产的镍铁实践均匀成分为：Ni＋Co26.2%，Co0.2%,Si0.5%，    Co0.06%,Cr0.07%,Cu0.25%，S0.09%，P0.015%，Al0.03%，Mn0.03%，Mo0.15%。只要正确地装备炉料，严格遵守熔炼的工艺规程，才干得到如此高质量的镍铁。     经用户赞同，镍铁中答应某些元素的改变，有利于出产某些牌号的钢和铁。     熔炼所得到的渣中含Ni1～3%、Co0.2%以下、W1%以下、Mo1%以下、Cu0.03%以下、Cr2O310～35%、FeO10～20%、CaO6～15%、MgO8～10%、SiO210～20%，其产出率为18～20%。     从炉上出来的气体里含有粉尘。精粹期间的含尘量为0.7克／米3。粉尘加权均匀试样的化学成分为：Ni4.5%，Fe29.5%，w4.5%，Mo1.1%。粉尘的粒度：－5微米占75%。     因为熔炼的还原性，排出的气含CO量高，故应首要将其放入燃烧室使其燃尽。气体从炉中出来时的温度为1250～1350℃。燃尽要参加空气。气体燃尽前的成分为：CO27.5%，O20.3%,CO13%。     燃尽后的CO含量不该超越0.2%。

矿石经在回转窑中干燥后，进行分级，并除掉低品位的粗块，这时的成分大致为：Ni1.65%，Co0.02%，Fe12%，SiO250%，MgO25%，Cr2O31.5%，Al2O31.3%，化合水7%。 干燥的矿石经破碎后，筛出小于0.08mm的筛下料，并放在多层焙烧炉中进行预焙烧。筛上料则放在用煤气加热的回转窑中，加热到700℃左右，以除去水分和预热矿石。加热好的热料即送到炉前料仓内，接着再从料仓将料装入14000kV.A开口式电炉中，电炉自焙电极直径约1000mm，并配有水冷炉壁。冶炼每吨矿石的耗电量约为760kW.h，电极消耗量为5kg。 往熔化的氧化矿和金属的混合液中添加一种强还原剂，并将矿石、还原剂和液态金属充分混合。还原剂采用含硅50%的硅铁。熔池的搅动是通过在两个铸桶间的快速倒来倒去的方法实现的。其还原顺序如下：（2Fe2O3）+[FeSi]=4(FeO)+(SiO2)+[Fe]（2NiO）＋[FeSi] =2[Ni]+[Fe]+( SiO2) (2FeO)+[FeSi]=3[Fe]+(SiO2)  硅铁中的铁直接进入金属相。来自前步工序的1650℃的液态矿石、硅铁（1.5L/kg液态矿石中的镍）和镍铁，采用在两个铸桶（叫做“跳转混合器”）间倒来倒去的方法进行混合。同硅铁的反应是放热的，所以可防止温度在混合时下降得过多。每操作一次可生产出400kg镍铁，因而在2500kV.A的电炉中要定期装入4000kg精矿用的炉料。 粗镍铁含磷达0.4%，这些磷可在电弧炉中，采用氧化钙含量很高的渣，用铁矿石氧化成P2O5后除掉。液态镍铁用硅铁脱氧后铸成13kg重的锭，其大致成分如下，Ni48%,S0.005%,P0.01%,C0.02%,Cr0.02%，Si0.9%,Co0.5%，Cu0.1%，其余为铁。

中国是世界上第一大不锈钢生产国，如下表一可以看出，不锈钢产量基本都保持在世界不锈钢产量50%左右。然而，据统计中国镍矿储备量670万吨，仅占世界镍矿储备量的3.7%，因此中国需要进口大量镍矿或电解镍。表一 2012-2014年全球主要地区和国家不锈钢产量庞大的不锈钢产量单纯依靠电解镍进行生产还远远不够。因为大部分电解镍依靠硫化镍矿冶炼出来的，而随着全球硫化镍矿资源的逐渐减少和开采难度的增加势必推高电解镍生产成本，那么不锈钢冶炼成本难免水涨船高。因此，生产商也开始纷纷寻找电解镍的替代品——利用红土镍矿冶炼镍铁，相对于硫化镍来说，红土镍矿开采难度小，冶炼成本也比较低。更重要的是，镍铁可以直接作为不锈钢炉料，200系的不锈钢可以直接用低品位的镍铁进行生产，而300系和400系的不锈钢对于镍铁品位的要求就会更高一些。当然，镍铁在不锈钢炉料的使用中自然没有镍的性能好，但在一定程度上镍铁替代电解镍作为不锈钢生产原料还是不错的选择。表二：2012-2014年中国镍铁产量和进口量从表一表二我们可以看出，因2013年我国镍铁大量生产，不锈钢的产量亦不断扩大。虽然2014年受到印尼禁止原矿出口和下半年镍价下行的影响，镍铁产量下降明显，但镍铁进口量也随之放大。可见镍铁已经成为不锈钢生产过程中不可缺少的一部分了。图1 电解镍与镍铁的价格走势电解镍和镍铁在不锈钢生产中有着互相替代的关系，从表三可以看出二者价格有着同步变动的趋势，当电解镍价格持续高位运行时，钢厂将会使用镍铁替代电解镍，从而减少电解镍需求，使得镍价承压回落;而如果电解镍的价格持续回落，低于部分镍铁生产成本线，则将导致镍铁产量降低，并刺激下游钢厂提升对电解镍的需求比例，从而限制电解镍的下跌空间。当然镍铁价格的变动还会受到其他各种因素的影响，如我国镍铁生产大部分都是依赖进口的镍矿，所以镍铁价格的变动还会受到镍矿进口国家政策和价格的影响等。

由于炼钢技术的进步，原来采用纯镍类原料冶炼合金钢和不锈钢的钢厂，从经济角度考虑已改用非纯镍类，因此，火法冶炼发展很快。处理红土镍矿的火法冶炼有两种冶炼方法，一种方法是用鼓风炉生产，另一种方法是电炉还原熔炼得到镍铁。由于鼓风炉冶炼是最早的炼镍方法之一，随着生产规模扩大、冶炼技术进步、炼钢厂对镍类原料要求的提高，以及环境保护要求的提高，这一方法已逐步被淘汰。采用电炉熔炼：(1)熔池温度易于控制，可以达到较高的温度，可处理含难熔物较多的原料，炉渣易于过热，有利于四氧化三铁的还原，渣含有价金属较少；(2)炉气量较少，含尘量较低；(3)生产容易控制，便于操作，易于实现机械化和自动化。因此，电炉熔炼是发展趋势。　　由于红土镍矿熔点在1600～1700K之间，组成红土镍矿的矿物氧化物稳定性依次为：CaO>SiO2>Fe203>NiO，氧化物稳定性大小决定该元素的还原性大小，因此，红土镍矿中各氧化物在还原性气氛中还原顺序为：NiO>Fe203>SiO2>CaO。为了提高镍铁产品质量，电炉镍铁冶炼采用选择性还原原理，即缺碳操作：在电炉还原熔炼的过程中几乎所有的镍氧化物都被还原成金属，而铁则不必全部还原成金属铁，铁的还原程度通过还原剂焦炭的加入量加以调整，镍的比重较大，在生产中容易造成炉墙和炉底被侵蚀或烧穿(生产周期短的不到1个月)，电极事故频繁，产品含镍低。因此，电炉镍铁冶炼关键技术是：(1)延长炉龄，(2)减少电极事故，(3)提高产品含镍量和镍的回收率。 　　电炉镍铁冶炼技术措施　　　　1)采用镁质材料筑炉，在筑炉过程中要配好粘合剂并控制用量；捣打时，每一层铺料厚度为40—60mm，并用风镐捣打紧密，捣打完扒毛后，方可铺料捣打下一层；在烘炉过程中要把水分烘干。　　　　2)采用炭砖筑炉，改炭砖平放为竖放，并在炭砖中部打眼用小石墨电极连接成整体，砖缝用炭质材料填充，同时用风镐捣打紧密。　　　　3)在筑炉时，两个出铁口要有一定高差，生产前期使用高位出铁口，当炉底侵蚀到一定程度时使用低位出铁口。　　　　4)控制配碳量和提高二次人炉电压，控制电极下插深度，防止炉底侵蚀。　　　　5)控制好渣型，尤其是渣中的FeO含量，其既影响渣的导电性，又影响渣的熔点，最终影响镍的回收率。　　　　6)镍矿在人炉前需要预先经过干燥脱水，在干燥和预热时控制好配碳量和水分，有利于减少翻渣事故发生，同时也有利于因翻渣引起的电极事故。　　　　7)电极压放时，要勤放、少放；有条件的也可改用炭素电极或石墨电极。　　　　8)加强冶炼操作，勤观查，勤调节。

请求专利号 CN03156711.8 　专利请求日 2003.09.08 　称号 常压体系组成高纯二硫化钴粉末的办法　 　揭露（布告）号 CN1594108揭露（布告）日 2005.03.16 　类别 化学；冶金颁证日 　优先权  请求（专利权） 北京矿冶研讨总院 　地址 100044北京市西直门外文兴街1号　创造（规划）人 李强;唐威 　世界请求  世界发布  进入国家日期 　专利署理组织 上海智信专利署理有限公司 　署理人 李柏 　摘要本创造归于无机组成技术领域，特别触及一种用单质粉末为质料，在常压体系下，经二次高温组成而得到高纯、细粒二硫化钴粉末的办法。该办法是在真空及在氩气或氮气等慵懒气氛维护条件下进行的。该高纯二硫化钴粉末纯度大于99％，可用作高温热电池的正级材料。 　主权项1.一种常压体系组成高纯二硫化钴粉末的办法，其特征是：所述的办法过程包含： (1).将高纯单质钴粉和粉混合均匀，放入耐高温容器中，其间粉的用量是理论分量的1～5倍；对体系进行真空脱气，然后在氩气或氮气慵懒气氛维护下置于有温度梯度的马弗炉内，常压下在100～700℃范围内坚持，将与产品进行别离，冷却至室温，经破碎得到粗品； (2).将过程(1)得到的粗品研磨、过筛或分级，使产品颗粒小于 0.074mm后从头放入耐高温容器中，在氩气或氮气慵懒气氛维护下，置于马弗炉内，温度为100～700℃，将与产品进行别离，冷却至室温，即得到高纯二硫化钴粉末。

镍的首要物理化学性质为： 相对原子质量： 58.71 密度/(g/cm3)： 8.91 熔点/℃：1455 沸点/℃：2910 摩尔热容(25℃时)/(J/(mol.C))：25.51 电阻率(0℃时)/(Ω•cm)：6.14×10-6 纯镍呈银白色，镍能与一些元素构成化合物。 镍与碳能够构成Ni3C，在380℃以上时分解成镍和碳。可是看来液体中的Ni3C，直到2000℃以上是安稳的。 镍与硅可构成一系列硅化物，如Ni3Si、Ni5Si2、Ni2Si、Ni3Si2、NiSi和NiSi2。 镍和氧能构成NiO，NiO系菱面体晶，加热至200℃以上时则变成立方晶。氧在固态镍中的熔解度，随温度的升高而下降。 镍与硫能够构成Ni3S2、Ni6S5、Ni7S6、NiS、Ni3S4和NiS2等硫化镍。在工业镍铳中，找不到存在于自然界中的硫化镍NiS和NiS2，因为这两种硫化镍在熔点以下就早已分解了。 镍和铁在γ区内构成接连固溶体。液相线在1436℃下，含镍65%-72%时，呈现一个不很显着的最低点。镍能够扩展γ区，在固态时，分红数个相，回火时从这数个相中，都可构成FeNi3。在图29-1中能够看出镍铁合金中的居里点的改变，α-镍在360℃以下为面心立方晶，β-镍在1130℃以下为六方晶，γ-镍在熔点之前为立方晶。 冶炼办法： 现代出产镍的办法首要有火法和湿法两种。依据世界上首要两类含镍矿藏(含镍的硫化矿和氧化矿)的不同，冶炼处理办法各异。 含镍硫化矿现在首要选用火法处理，经过精矿焙烧反射炉(电炉或鼓风炉)冶炼铜镍硫吹炼镍精矿电解得金属镍。氧化矿首要是含镍红土矿，其档次低，适于湿法处理;首要办法有浸法和硫酸法两种。氧化矿的火法处理是镍铁法。 工艺操作： 硫化镍精矿的火法冶炼 硫化镍精矿的火法冶炼流程。其首要工艺特色如下： (1)熔炼。镍精矿经枯燥脱硫后即送电炉(或鼓风炉)熔炼，意图是使铜镍的氧化物转变为硫化物，产出低冰镍(铜镍锍)，一同脉石造渣。所得到的低冰镍中，镍和铜的总含量为8%-25%(一般为13%-17%)，含硫量为25%。 (2)低冰镍的吹炼。吹炼的意图是为了除去铁和一部分硫，得到含铜和镍70%-75%的高冰镍(镍高硫)，而不是金属镍。转炉熔炼温度高于1230℃，因为低冰镍档次低，一般吹炼时刻较长。 (3)磨浮。高冰镍细磨、破碎后，用浮选和磁选别离，得到含镍67%-68%的镍精矿，一同选出铜精矿和铜镍合金别离收回铜和铂族金属。镍精矿经反射炉熔化得到硫化镍，再送电解精粹或经电炉(或反射炉)复原熔炼得粗镍再电解精粹。 (4)电解精粹。粗镍中除含铜、钻外，还含有金、银和铂族元素，需电解精粹收回。与铜电解不同的是这儿选用隔阂电解槽。用粗镍做阳极，阴极为镍始极片，电解液用硫酸盐溶液硫酸盐和氯化盐混合溶液。通电后，阴极分出镍，铂族元素进入阳极泥中，另行收回。产品电镍纯度为99.85%-99.99%。 用火冶法处理氧化镍制取镍铁和金属镍 硅酸氧化矿能够用火冶法熔炼，经复原、熔化和精粹得到镍。复原时要争夺使氧化镍彻底变为金属镍。熔化时风言风语镍铁将同较轻的渣分隔。镍铁的含镍量取决于部分复原进程的挑选才能。选用焦炭作复原剂，也可选用硅铁作复原剂。为了除去粗镍铁中的杂质碳、硫、磷和铬，有必要进行精粹。 在电炉顶用碳直接部分复原炼制镍铁 在矿热炉中选用碳热法将矿石复原成镍铁，随后进行精粹。 所用矿石的成分为：Ni2.8%,CoO0.06%,Fe13%,Cr2O32%,MgO24%,SiO239%,化合水12%。这种矿石经枯燥后，放在反转窑内预热到750℃左右。重油的消耗量为每吨干矿石65-85L。在经预热的热矿石中，参加约4%的焦粉，然后行将这种混合料，放在复原电炉中冶炼。在矿热炉的容量为12500kV.A，电极直径1250mm，炉膛内径11m。冶炼时每吨矿石的耗电量为600kW.h。每天可冶炼450t矿石，镍铁出炉温度为1500℃，出渣温度为1600℃。炉猜中90%以上的镍收回到成分为Ni+Co24%，Si3%，C2%，Cr1.6%，P0.03%的粗镍铁中。 在铸桶顶用苏打处理两次而将硫除去，在酸性转炉中把铬、硅、碳和磷吹掉。精粹好的镍铁大约1650℃时出炉，铸成约20kg重的锭块。终究产品含Ni+Co29%，C0.02%，Cr0.02%，余量为铁。 用冶炼镍锍的办法制取镍丸 选用的办法是，先将矿石作成球团，经烧结后同焦炭和石膏一同加到低炉身电炉中进行复原冶炼。硫酸钙被复原后，与镍和铁反响生成硫化物。约含Ni27%，Fe60%，S10%的铁镍锍，同附加料一同装在转炉顶用空气吹炼，使铁渣化，成为约含有Ni78%，S22%的贫铁镍锍。然后选用流化床法在反转窑中将硫焙烧到0.005%以下。这种氧化镍经磨细加糊加粘合剂混合后压成3cm×2cm的圆柱形料块。 为种料块经枯燥后混加很多木炭，放在加热的立式碳化硅马弗炉中，于约1300下用复原，这种炉子与锌竖罐法用的炉子类似。出产出镍粒约含Ni99%，Cu0.07%，Co0.5%，Fe0.1%，C0.04%，S0.004%。 用硅铁部分复原的办法冶炼镍铁 矿石经在反转窑中枯燥后，进行分级，并除去低档次的粗块，这时的成分大致为：Ni1.65%，Co0.02%，Fe12%，SiO250%，MgO25%，Cr2O31.5%，Al2O31.3%，化合水7%。 枯燥的矿石经破碎后，筛出小于0.08mm的筛下料，并放在多层焙烧炉中进行预焙烧。筛上料则放在用煤气加热的反转窑中，加热到700℃左右，以除去水分和预热矿石。加热好的热料即送到炉前料仓内，接着再从料仓将料装入14000kV.A开口式电炉中，电炉自焙电极直径约1000mm，并配有水冷炉壁。冶炼每吨矿石的耗电量约为760kW.h，电极消耗量为5kg。 往熔化的氧化矿和金属的混合液中增加一种强复原剂，并将矿石、复原剂和液态金属充沛混合。复原剂选用含硅50%的硅铁。熔池的搅动是经过在两个铸桶间的快速倒来倒去的办法完成的。其复原次序如下： (2Fe2O3)+[FeSi]=4(FeO)+(SiO2)+[Fe] (2NiO)+[FeSi] =2[Ni]+[Fe]+( SiO2) (2FeO)+[FeSi]=3[Fe]+(SiO2) 硅铁中的铁直接进入金属相。来自前步工序的1650℃的液态矿石、硅铁(1.5L/kg液态矿石中的镍)和镍铁，选用在两个铸桶(叫做“跳转混合器”)间倒来倒去的办法进行混合。同硅铁的反响是放热的，所以可防止温度在混合时下降得过多。每操作一次可出产出400kg镍铁，因而在2500kV.A的电炉中要定时装入4000kg精矿用的炉料。  粗镍铁含磷达0.4%，这些磷可在电弧炉中，选用氧化钙含量很高的渣，用铁矿石氧化成P2O5后除去。液态镍铁用硅铁脱氧后铸成13kg重的锭，其大致成分如下，Ni48%,S0.005%,P0.01%,C0.02%,Cr0.02%，Si0.9%,Co0.5%，Cu0.1%，其他为铁。

碳酸钴制备超细球形钴粉的工艺探讨.pdf

用沉淀法制备超细草酸钴粉体.pdf

7月18日音讯： 电镀亮光镍铁合金     一、合金镀层的特色：     1、特别适用于管状零件，如钢椅零件、自行车、缝纫机、电熨斗、电筒、五金东西、行李车、书包架等产品上，惯例镀镍件，镀前要求深孔及管内坚持无锈，避免在酸性亮光镀铜时因与镀液触摸而引起置换反响，这种现象在电镀中很难避免，管子内的铁杂质落入镀镍槽内便污染了槽液，严重影响了镀层质量，这是其它电镀工艺难以解决的难题。而选用了镍铁合金工艺就便利的解决。镍铁合金镀层，其亮光度与整平功能够与任何亮光镍比美。因而该工艺在出产中已被广泛地选用。     2、抗蚀功能好，亮光镍铁镀层+微孔铬（选用NI-Fe/缎面镍/铬，其铬层为微孔铬或选用铬层阳极电解法）其抗蚀功能比亮镍+铬镀层还要好些。镍铁合金镀层为了进一步进步耐蚀性，避免发作黄色斑驳，往往选用双层镍铁合金镀层，就是在钢铁上先镀一层含铁30-40%的镍铁合金（简称为高铁合金）。然后镀一层含铁10-15%的镍铁合金（简称为低铁合金）。高铁合金最好占合金镀层总厚度的三分之二。低铁合金镀在高铁合金上的意图是为了避免镍铁合金镀层在腐蚀解质中发作黄色斑驳）一起可使低铁合金的电位比高铁正。腐蚀进程可像双层镍相同横向扩展，然后进步了耐蚀性。     3、镍铁合金能够直接镀在钢铁零件上，不需要铜打底，简化了工艺，避免了用为络合剂的剧毒化镀铜工艺，到达了无电镀的意图，改进了环境污染。一起，镍铁镀液中可将有害的铁杂质转化为有利的镍铁镀层，镍铁镀层具有杰出特性。它的硬度和耐性高于亮光镍镀层，一般镍铁硬度HV5688MPa-6669MPa，因为耐性好，即便镀后进行切削也不会掉落，平板上电镀镍铁镀层可取得全亮光效果。     4、可节省15-30%镍，工艺研讨的准则是以价廉、无毒、无害清洁的材料和先进的出产工艺替代不清洁、贵重、落后的材料的出产工艺，进步产品质量，而且有必定经济效益，而镍铁合金镀层恰恰契合这一准则。有一个东西厂说，曩昔电镀亮镍时，因为铁的搅扰，每年要处理镀液好几次，费料又费工，还要形成停产处理和镀液丢失，改为镍铁镀液后，就不用要了。绍兴有家电镀厂7000升镍铁缸镀摩托车保险杠，改用镍铁工艺后，半年就用了壹吨多铁板。     二、镍铁合金发展趋势：     防护装修性Ni-Fe/Cv电镀系统，工艺安稳，操作简洁，镀层整平功能好，亮光度高，又是无电镀。因而,得到迅速发展推行。镀层系统由曩昔单层发展到双层、三层、组合性Ni-Fe多镀层操作方法，由手艺发展到直线式、环方式自动线，适用规模由小五金东西、家用电器、自行车业、钢家具业，总归近十年的出产实践证明，防护装修性Ni-Fe/Cv电镀系统是很有发展前途的镀种。     电镀双层镍铁合金就是在铁件上先镀一层含铁30-40%的镍铁合金（简称高铁合金），然后镀一层含铁10-15%的镍铁合金镀层（简称低铁合金），高铁合金最好占合金镀层总厚度的三分之二，把低铁合金镀在高铁合金上面的意图有2，（1）避免镍铁合金镀层在腐蚀介质中发作黄色斑驳，美国乐思公司在长时间的大气露出实验中观察到含铁10-15%的合金镀层没有呈现泛点现象，故以为把低铁合金放在上面是避免泛点的有用办法，咱们国内有许多供应商在实践中也验证了这一点。     （2）运用高铁镀层与低铁合金层之间的天然电位差，进步了防护功能，依据杭州惠丰表面技能研讨所现在双层镍铁工艺配方参数经武汉材保所测定，天然电位差50mv，如果把高铁合金的铁含量进一步进步电位差更高，因而现在有许多供应商，在现有单层镍铁基础上，改为高铁镀层和低铁镀层相结合多层镀层，无论是亮光度、整平性、防护性均有很大程度进步。     三、镍铁合金镀液的长处：     1、镍铁合金镀层的色泽比亮镍要白亮界于镍和铬之间，现在能够经过增加某种增加剂可任意得到全亮光和黑亮型的镍铁镀层；     2、镍铁合金镀层的耐性好，不亚于亮光镍镀层，易于制作出在切削、曲折、变形等运用条件下的产品；     3、镍铁合金镀层的整平性杰出，镀13mu镍铁合金镀层的整平性相当于20mu亮镍的整平性；     4、镍铁合金镀层比亮镍镀层更易于套铬，有利于进步零部件的抗蚀装修，表面硬度和耐腐蚀功能；     5、镍铁合金镀层硬度较高Ni-Fe25%的硬度比亮镍高20-25%；     6、镍铁合金镀层的抗蚀功能杰出，特色是当镀层中Fe含量在12%以下时与亮镍无差别，延展性杰出；     7、镍铁合金镀层不易钝化，在出产进程中答应电流俄然断电，电镀时零件在出产进程中稍稍中止后，也可持续电镀不影响质量，而且易于套铬；     8、镍铁合金电镀工序少，因而选用自动线“一步法”电镀流水线的总长度要比多层电镀总长度削减1/4；     9、镍铁槽液能够从亮光镍槽液直接转化到镍铁槽液，能够不停产，节省了费用；     10、镍铁的操作简洁、工艺安稳、操作条件规模宽、保护办理便利；     11、镍铁合金的三废处理比铜、镍、铬电镀简略；     12、镍铁合金的电镀成品率高，没有多层电镀时相互影响的要素多，套铬时镀层的掉落现象也少；     13、镀液中镍离子浓度比亮镍低，带出丢失少。     四、电镀镍铁合金镀液中的几个首要问题：     1、安稳剂     在亮光镍铁合金镀液中，Fe2+的安稳剂是非常要害，这是因为在空气中或电镀进程中，镀液中的Fe2+在阳极简单被氧化成Fe3+，在没有安稳剂的镀液中当PH超越2.5左右时，就有或许生成沉积，另方面如运用较大电流密度时，因为很多氢离子放电，致使阴极表面邻近的部分区域中Fe(OH)3的沉积发作，吸附到阴极表面形成针孔、毛刺和脆性。因而，在镀液中必需要参加必定量的Fe2+安稳剂和满意量的缓冲剂，才能使镀液坚持安稳。     镀液的安稳性是指：确保出产上能取得全亮光的镀层，避免氢氧化铁生成，镀层的延展性、整平性、均匀性、耐性、结合力、抗蚀功能、硬度、厚度等归纳功能要契合标准。     为了到达与亮光镍类似的意图，杭州惠丰表面技能研讨所对镍铁镀液的增加剂作了很多的研讨，取得了各种功能杰出的组合型试剂，以满意上述质量要求。这些组合型试剂的一个一起特色就是：向络合剂兼安稳剂、亮光剂兼整平剂等归纳组成的方向跨进。     镍铁合金镀液的配方及操作条件：     镀液组成：     硫酸镍（NiSO4.7H20）    180-220g/L     氯化镍(NiCI2.6H20)     30-50g/L     (H3BO3)            40-50g/L     硫酸亚铁(FeSO4.7H2O)   10-35g/L     DNT-1辅光剂            10-15ml/L     DNT-2主光剂           0.6-1.0ml/L     DNT-3安稳剂           20-30ml/L     潮湿剂RS932           0.5-1.5ml/L     操作条件：     PH3.2-3.8     温度55-65℃     DK2-5A/dm2     镍阳极：铁阳极8-12：1     拌和阴极移动     增加剂的效果和耗费量：     DNT-1辅光剂：削减镀层内应力，增加镀层柔软，低区走位好     耗费量：80-120ml/KAH     DNT-2主光剂:进步镀层整平，出光速度快、亮光。     耗费量:100-200ml/KAH     DNT-3安稳剂:安稳镀液，避免Fe2+氧化成Fe3+首要是带出耗费，增加量是主光剂的约8-10%     由亮镍镀液逐渐转化成镍铁合金镀液。     在原亮光镍液中除不加硫酸亚铁外，其它成份按镍铁镀液的配方进行调整，并以核算量的铁阳极替代部份镍阳极，不用中止出产，即可进行电镀镍铁。

镍的首要物理化学性质为： 相对原子质量   58.71 密度/(g/cm3）    8.91 熔点/℃  1455 沸点/℃     2910 摩尔热容（25℃时）/(J/(mol.C)) 25.51 电阻率（0℃时）/(Ω•cm) 6.14×10-6 纯镍呈银白色，镍能与一些元素构成化合物。 镍与碳能够构成Ni3C，在380℃以上时分解成镍和碳。可是看来液体中的Ni3C，直到2000℃以上是安稳的。 镍与硅可构成一系列硅化物，如Ni3Si、Ni5Si2、Ni2Si、Ni3Si2、NiSi和NiSi2。 镍和氧能构成NiO，NiO系菱面体晶，加热至200℃以上时则变成立方晶。氧在固态镍中的熔解度，随温度的升高而下降。 镍与硫能够构成Ni3S2、Ni6S5、Ni7S6、NiS、Ni3S4和NiS2等硫化镍。在工业镍铳中，找不到存在于自然界中的硫化镍NiS和NiS2，因为这两种硫化镍在熔点以下就早已分解了。 镍和铁在γ区内构成接连固溶体。液相线在1436℃下，含镍65%－72%时，呈现一个不很显着的最低点。镍能够扩展γ区，在固态时，分红数个相，回火时从这数个相中，都可构成FeNi3。在图29－1中能够看出镍铁合金中的居里点的改变，α－镍在360℃以下为面心立方晶，β－镍在1130℃以下为六方晶，γ－镍在熔点之前为立方晶。 冶炼办法： 现代出产镍的办法首要有火法和湿法两种。依据世界上首要两类含镍矿藏（含镍的硫化矿和氧化矿）的不同，冶炼处理办法各异。 含镍硫化矿现在首要选用火法处理，经过精矿焙烧反射炉（电炉或鼓风炉）冶炼铜镍硫吹炼镍精矿电解得金属镍。氧化矿首要是含镍红土矿，其档次低，适于湿法处理；首要办法有浸法和硫酸法两种。氧化矿的火法处理是镍铁法。  工艺操作： 硫化镍精矿的火法冶炼 硫化镍精矿的火法冶炼流程如图29－2所示。其首要工艺特色如下： （1）熔炼。镍精矿经枯燥脱硫后即送电炉（或鼓风炉）熔炼，意图是使铜镍的氧化物转变为硫化物，产出低冰镍（铜镍锍），一起脉石造渣。所得到的低冰镍中，镍和铜的总含量为8%－25%（一般为13%－17%），含硫量为25%。 （2）低冰镍的吹炼。吹炼的意图是为了除掉铁和一部分硫，得到含铜和镍70%－75%的高冰镍（镍高硫），而不是金属镍。转炉熔炼温度高于1230℃，因为低冰镍档次低，一般吹炼时刻较长。 （3）磨浮。高冰镍细磨、破碎后，用浮选和磁选别离，得到含镍67%－68%的镍精矿，一起选出铜精矿和铜镍合金别离收回铜和铂族金属。镍精矿经反射炉熔化得到硫化镍，再送电解精粹或经电炉（或反射炉）复原熔炼得粗镍再电解精粹。 （4）电解精粹。粗镍中除含铜、钻外，还含有金、银和铂族元素，需电解精粹收回。与铜电解不同的是这儿选用隔阂电解槽。用粗镍做阳极，阴极为镍始极片，电解液用硫酸盐溶液硫酸盐和氯化盐混合溶液。通电后，阴极分出镍，铂族元素进入阳极泥中，另行收回。产品电镍纯度为99.85%－99.99%。 用火冶法处理氧化镍制取镍铁和金属镍 硅酸氧化矿能够用火冶法熔炼，经复原、熔化和精粹得到镍。复原时要争夺使氧化镍彻底变为金属镍。熔化时风言风语镍铁将同较轻的渣分隔。镍铁的含镍量取决于部分复原进程的挑选才能。选用焦炭作复原剂，也可选用硅铁作复原剂。为了除掉粗镍铁中的杂质碳、硫、磷和铬，有必要进行精粹。 在电炉顶用碳直接部分复原炼制镍铁 在矿热炉中选用碳热法将矿石复原成镍铁，随后进行精粹。 所用矿石的成分为：Ni2.8%,CoO0.06%,Fe13%,Cr2O32%,MgO24%,SiO239%,化合水12%。这种矿石经枯燥后，放在反转窑内预热到750℃左右。重油的消耗量为每吨干矿石65-85L。在经预热的热矿石中，参加约4%的焦粉，然后行将这种混合料，放在复原电炉中冶炼。在矿热炉的容量为12500kV.A，电极直径1250mm，炉膛内径11m。冶炼时每吨矿石的耗电量为600kW.h。每天可冶炼450t矿石，镍铁出炉温度为1500℃，出渣温度为1600℃。 炉猜中90%以上的镍收回到成分为Ni+Co24%，Si3%，C2%，Cr1.6%，P0.03%的粗镍铁中。  (miki)

磷镍铁为出产钙镁磷肥的副产品，经电解，除收回镍、钴、铜外，其阳极泥含金、银、铂、钯、钌等贵金属。Pt、Pd、Au总含量一般为150～250g/t。我国磷矿资源丰富，出产钙镁磷肥的供应商甚多。磷镍铁阳极泥无疑是出产贵金属的一种重要质料。       一、试验物料与工艺流程       试料为上海冶炼厂磷镍铁电解阳极泥，其主要成分：Pt50～60g/t，Pd60～75g/t，Au100g/t，Ag1800g/t，Cu10%，Ni25%～30%,Fe约5%，S10%～15%，Al2O34%，SiO24%，对此物料曾进行过二次电解氯化焙烧，Cu－Ni－Fe捕集、高压浸出，氯化液离子交换、N235和N263萃取等作业，但都存在着一些问题和缺陷，不能用于出产实践。经重复试验和比照，昆明贵金属所与上海冶炼厂一同协作，提出了如下的准则流程如图1所示。       二、酸洗与焙烧预处理       按工艺条件是能够不经酸洗直接焙烧的，但为了削减焙烧量，将镍以较纯的溶液回镍进步贵金属晶位，在焙烧行进行了酸洗。酸洗条件：温度70～80℃，酸度1∶1，固液比：1∶6，时刻 6h。图1  从磷镍铁电解阳极泥提取贵金属工艺流程       经酸洗后，贵金属一般富集一倍左右，除掉50%以上的Ni、Fe，但除Cu作用较差，因此进行氧化焙烧除Cu、Ni。       经过试验，成果选定焙烧温度为250～300℃，时刻为4h。在1.5mol/LHCl、温度70～80℃、固液比=1∶6、时刻3h的条件下进行浸出试验，铜的浸出率达96.9%以上，镍90.9%以上，Fe有75.4%被浸出。浸后渣此刻贵金属Pt、Pd、Au富集了8～10倍，档次达3000g/t。       三、浸出渣化浸出及氯化液的处理       阳极泥经焙烧，浸出所得的浸渣，在酸度4mol/LHCl、NaCl130g/L、温度70～80℃、时刻6h条件下进行化浸出，其成果见表1。   表1  化浸出成果编 号焙烧条件渣率/%氯化率%氯化渣成分PtPdCuNiFePt/(g·t-1)Pd/(g·t-1)Cu%Ni%Fe%1 2 3不焙烧 500℃焙烧 400℃焙烧66.0 62.5 56.081.1 84.1 95.477.6 87.5 98.178.0 52.5 －83.5 49.3 －53.0 45.085 105 36.4175 150 18.80.63 1.3 －5.1 15.8 －5.6 7.3－       从表1可看出，浸出渣不经焙烧或在500℃焙烧都不如400℃焙烧的氯化作用好，这可能是因为焙烧削减了氯化银对Pt、Pd的包裹，而500℃焙烧氯化率下降是因为Pt、Pd表面状况发作改动所造成的。       该物料经化浸出后，其氯化液所含贵金属很低，而贱金属很高，酸度又在4mol/L以上。针对此溶液特色，选用铜、铁置换法，不光能够在高酸中进行，并且能到达贵贱金属的别离。       （一）铜置换铂、钯、金       用Na2CO3或HCl调整氯化液的酸度，再用经稀硫酸浸泡过的铜丝进行置换，温度70～80℃，置换成果见表2。   表2  用铜从氯化液中置换贵金属成果编 号置换条件氯化原液/(g·L-1)酸 度 （mol·L-1）温 度 ℃时 间 hNiCuFePtPdAu6 7 8 93.0 4.0 5.0 4.080 80 80 801 1 1 102.55 2.55 2.55 21.902.10 2.10 2.10 18.301.95 1.95 1.95 －0.340 0.340 0.340 0.6400.200 0.200 0.200 0.3500.085 0.085 0.085 0.020   表2  用铜从氯化液中置换贵金属成果编 号置换条件置换后液/(g·L-1)置换率/%酸 度 （mol·L-1）温 度 ℃时 间 hPtPdAuPtPdAu6 7 8 93.0 4.0 5.0 4.080 80 80 801 1 1 10＜0.0001 ＜0.0001 0.0002 0.00040.0002 ＜0.0002 0.0009 0.00030.0002 ＜0.0002 ＜0.0005 ＜0.0002＞99.9 ＞99.9 99.9 99.9＞99.9 ＞99.9 99.5 99.999.8 99.8 99.4 ＞99.0       从表2可见，在酸度3～5mol/LHCl，温度70～80℃时，Pt、Pd、Au的置换率均大于99%。       （二）铁置换铂、钯、金       按标准电位，Fe能将贵金属Pt、Pd、Au及Cu、Ni、Co、Sn、Sb、Pb等贱金属一同置换出来，但操控溶液酸度在3.5mol/L(HCl)以上时，Cu、Ni均不被置换，只要Pt、Pd、Au从溶液中置换出来，能到达与Cu置换类似的作用。试验证明，虽然能到达贵贱金属别离作用，可是铁置换反响时刻长，分出贵金属颗粒细，过滤困难，精矿档次低，并带入有害杂质，不利于有价金属的收回。相比之下，仍是选用铜置换为宜。       （三）精矿档次       在最佳条件下，用铜丝置换取得的精矿含金40%、铂13.5%、钯28.9%，贵金属总含量达80%以上。对精矿的贵金属别离提纯可按惯例办法进行。

2月22日消息： 由于炼钢技术的进步，原来采用纯镍类原料冶炼合金钢和不锈钢的钢厂，从经济角度考虑已改用非纯镍类，因此，火法冶炼发展很快。处理红土镍矿的火法冶炼有两种冶炼方法，一种方法是用鼓风炉生产，另一种方法是电炉还原熔炼得到镍铁。由于鼓风炉冶炼是最早的炼镍方法之一，随着生产规模扩大、冶炼技术进步、炼钢厂对镍类原料要求的提高，以及环境保护要求的提高，这一方法已逐步被淘汰。采用电炉熔炼：(1)熔池温度易于控制，可以达到较高的温度，可处理含难熔物较多的原料，炉渣易于过热，有利于四氧化三铁的还原，渣含有价金属较少；(2)炉气量较少，含尘量较低；(3)生产容易控制，便于操作，易于实现机械化和自动化。因此，电炉熔炼是发展趋势。 由于红土镍矿熔点在1600～1700K之间，组成红土镍矿的矿物氧化物稳定性依次为：CaO>SiO2>Fe203>NiO，氧化物稳定性大小决定该元素的还原性大小，因此，红土镍矿中各氧化物在还原性气氛中还原顺序为：NiO>Fe203>SiO2>CaO。为了提高镍铁产品质量，电炉镍铁冶炼采用选择性还原原理，即缺碳操作：在电炉还原熔炼的过程中几乎所有的镍氧化物都被还原成金属，而铁则不必全部还原成金属铁，铁的还原程度通过还原剂焦炭的加入量加以调整，镍的比重较大，在生产中容易造成炉墙和炉底被侵蚀或烧穿(生产周期短的不到1个月)，电极事故频繁，产品含镍低。因此，电炉镍铁冶炼关键技术是：(1)延长炉龄，(2)减少电极事故，(3)提高产品含镍量和镍的回收率。 电炉镍铁冶炼技术措施 1)采用镁质材料筑炉，在筑炉过程中要配好粘合剂并控制用量；捣打时，每一层铺料厚度为40—60mm，并用风镐捣打紧密，捣打完扒毛后，方可铺料捣打下一层；在烘炉过程中要把水分烘干。 2)采用炭砖筑炉，改炭砖平放为竖放，并在炭砖中部打眼用小石墨电极连接成整体，砖缝用炭质材料填充，同时用风镐捣打紧密。 3)在筑炉时，两个出铁口要有一定高差，生产前期使用高位出铁口，当炉底侵蚀到一定程度时使用低位出铁口。 4)控制配碳量和提高二次人炉电压，控制电极下插深度，防止炉底侵蚀。 5)控制好渣型，尤其是渣中的FeO含量，其既影响渣的导电性，又影响渣的熔点，最终影响镍的回收率。 6)镍矿在人炉前需要预先经过干燥脱水，在干燥和预热时控制好配碳量和水分，有利于减少翻渣事故发生，同时也有利于因翻渣引起的电极事故。 7)电极压放时，要勤放、少放；有条件的也可改用炭素电极或石墨电极。 8)加强冶炼操作，勤观查，勤调节。  (miki)

镍是重要的战略金属，广泛用于不锈钢、高温合金、燃料电池等要害材料和高新技术领域。     现在，硫化镍矿资源日趋干涸，而占镍储量70％的氧化镍矿（红土镍矿）资源丰富，其勘探和采矿本钱低，可出产氧化镍、镍锍、镍铁等多种中间产品。红土镍矿资源的使用份额已占国际镍产值的40％以上，且呈不断上升的趋势。     以氧化镍矿为质料出产金属镍的工艺，分为火法和湿法两种。湿法工艺存在着工艺杂乱，流程长，收回率低，对设备要求高级问题，较适合于处理低镍低镁含量的红土矿。火法工艺有鼓风炉冶炼法和回转窑－电炉复原熔炼法(RKEF)。跟着炼钢厂对镍类质料要求的进步以及环境保护的需求，鼓风炉冶炼已逐渐被筛选。电炉熔炼虽存在能耗高的缺陷，但可处理含难熔物较多的质料，金属收回率高，炉气量少且含尘量较低，出产简单操控，能够一起收回镍和铁。镍铁合金能够直接替代电解镍，作为炼钢镍元素添加剂用于不锈钢出产，具有较强的本钱和报价竞争优势。因而，电炉复原熔炼出产镍铁是现在处理高硅高镁红土镍矿最有用的办法。     本研讨选用电炉直接复原熔炼工艺处理红土镍矿出产镍铁，探讨了相关影响要素及其效果机理，并对熔炼工艺参数进行了优化。     一、试验     （一）试验质料     试验用红土镍矿MgO、SiO2、Ni含量高，铁、钴较低，归于典型的硅镁镍矿，镍档次1.99％，Ni/Fe＝0.14，SiO2／Mg0＝2.58，该类矿一般选用火法工艺处理，产品首要是出产不锈钢的镍铁。红土镍矿的矿藏组成首要是铁顽辉石(Ca0.02 Fe0.35  Mg1.63 Si2O6)，鳞石英(SiO2）和透辉石(CaMgSi2O6）（图1)。复原剂为焦粉，焦粉的固定碳成分为80.49％。熔剂为含CaO 50.65％的石灰石。图1  原矿X射线衍射图     （二）试验办法     将红土镍矿枯燥、破碎、磨细后与复原剂、熔剂、粘结剂、水混匀后造粒、枯燥，操控造粒球团直径为lcm左右，枯燥温度为200℃。再将枯燥处理后的球团装入氧化镁坩埚，在电炉内升温熔炼，升温至熔炼温度后，保温必定时刻，随炉天然冷却至室温，即可得到上下别离的渣和镍铁合金。     （三）分析测验     质料矿藏组成选用XRD(Siemens D5000)进行分析。镍铁合金中镍、铁档次及S、P含量别离选用丁二肟分量法（GB/T223.25－1994）、三氯化钦－重滴定法(GB/T8638.6－1988)、焚烧红外吸收光谱法(GB/T8647.8－2006)、磷钼蓝吸光光度法（GB/T 8647.4－2006）进行分析。     二、成果与评论    （一）焦粉配比对熔炼的影响及其效果机理     在红土镍矿熔点(1600～1700K）范围内，矿藏中氧化物的稳定性依次为CaO＞SiO2＞Fe2O3＞CoO＞NiO，稳定性越小越易复原，因而，红土镍矿中各氧化物的复原才能：NiO＞CoO＞Fe2O3＞SiO2＞CaO。为了进步镍铁产品质量，电炉冶炼镍铁选用挑选性复原原理：经过操控复原条件，尽可能使镍氧化物被复原成金属，而高价态的Fe2O3部分复原为金属，其他复原为FeO或Fe3O4进行造渣，然后到达出产高镍铁合金的意图。     铁的复原量是经过复原剂焦粉的参加量进行操控。固定熔剂配比为10％，在1550℃下熔炼50min的条件不变，改变焦粉用量，调查焦粉配比对镍铁档次和金属收回率的影响，成果别离如图2和图3所示。由图2和图3可见，当焦粉配比在5％以上，跟着焦粉配比的添加，镍的档次逐渐下降，镍、钻、铁的收回率逐渐添加。图2  焦粉配比对镍档次的影响图3  焦粉配比对金属收回率的影响     如前面分析，红土镍矿中各氧化物在复原性气氛中复原才能NiO＞FenO，焦粉用量较少时，Ni比铁优先复原，因而合金中镍的档次很高。随焦粉配比的添加，更多的镍、钻、铁的氧化物被复原，金属收回率添加。当焦粉比＞11时，镍的收回率简直不变，可是很多的铁、钻被复原出来，构成合金中镍档次下降，影响镍铁合金产品质量。因而，本试验选取最佳焦粉配比为11％。     进一步分析焦粉配比对S、P在渣和合金中的分配比(Ls和Lp)的影响，成果别离如图4所示。图4  焦粉配比对S、P分配比的影响     由图4可见，焦粉配比在5％至10％的范围内添加时，S的分配比添加；焦粉配比超越10％后，S的分配比不再有显着的改变。 按分子结构理论，脱硫反响可视为：反响的平衡常数：    式中：W(S)、ω［S］别离为熔渣和金属熔体内硫的质量分数，fs、γs别离为金属熔体和熔渣中硫的活度系数，a为物质的活度。     在不另加FeO造渣的情况下，渣中FeO含量首要受焦粉用量的影响，跟着焦粉配比添加，渣中FeO的含量削减。渣中的（FeO）与合金中的［FeO］存在一个平衡，跟着焦粉配比添加，（FeO）削减导致［FeO］削减，有利于脱硫反响的进行IS的分配比添加。另一方面，（FeO）能促进石灰熔化，当（FeO）削减到必定程度后脱硫反响物（CaO）活度下降，对脱硫晦气，这两方面效果彼此抵消，导致S的分配比根本坚持不变。这点也可从试验成果上得到验证，在焦粉配比为10％～17.5％的范围内，S的分配比稳定在0.025左右。     由图4可见，P的分配比随焦粉配比在5％～17.5%的范围内添加而下降。 分子理论的脱磷反响为：    同于渣中4CaO·P2O5的浓度很低，可代之以X（P2O5），得到磷的分酯比    因而，随焦粉配比添加，炉渣中FeO含量削减，下降了炉渣的脱磷才能。     （二）石灰石对熔炼的影响及机理     石灰石的参加不只调整了碱度，下降了炉渣的熔点和黏度，也影响着金属的收回率和合金中镍的档次。固定焦粉配比为11％，在1550℃下熔炼50min的条件不变，调查熔剂配比对对镍铁档次和金属收回率的影响，成果别离如图5和图6所示。图5  溶剂配比对镍档次的影响图6  熔剂配比对对金属收回率的影响     由图5和图6可见，跟着熔剂配比在6％～11％的范围内添加，镍、钻、铁的收回率添加，镍在合金中的档次下降。持续添加熔剂配比，金属收回率下降。     参加必定熔剂能改进渣的功能，使金属在渣中的传质充沛，别离系数进步，搀杂丢失削减，因而金属收回率上升。随石灰石参加量添加，渣量增大，金属收回率下降。这是由于渣量的增大构成金属在渣中因机械搀杂丢失的部分增大；别的，石灰石分化发生的CO2耗费了部分焦粉，下降了炉内的复原气氛，影响了复原进程。这与低焦粉配比时镍铁档次高而金属收回率低的规则共同。故挑选最佳熔剂配比为11％。     S、P在渣和合金中的分配比随熔剂配比的改变别离如图7所示。由图7可见，熔剂配比在6％至40％的范围内添加时，S、P的分配比添加。图7  熔剂配比对S、P分配比的影响     依据脱硫反响式（1)和脱磷反响式（4)可知，石灰作为反响物能促进在金属－渣界面上进行的脱硫、脱磷反响。别的石灰还供给Ca2＋，因S2－的半径比O2－的半径大，所以Ca2＋首要会集在S2－的周围，构成弱离子对，下降渣中S的活度，然后进步促进合金中的S向渣中传递。由公式(3)，公式(5)可知，随石灰石配比添加，S、P分配比增大。     三、定论     （一）跟着焦粉参加量的添加，镍铁合金中镍的档次下降，金属收回率逐渐添加，一起，焦粉参加量的添加晦气于脱磷，对脱硫影响有限；     （二）适量石灰石的参加，可改进渣的性质，进步金属收回率，有利于脱硫、脱磷进程，但过多的石灰石，使得渣量增大，金属丢失增大；     （三）选用电炉直接复原熔炼的工艺从红土镍矿中提取镍铁合金的最佳工艺条件：1550℃，焦粉配比11％，石灰石配比11％。在最佳熔炼条件下，得到镍档次为22.82％的镍铁合金，镍的收回率为97.6％，S、P分配比Ls、Lp别离为0.024、0.145。

摘　　要:以1，2-丙二醇和Co（OH）2为原料制备了超细钻粉．探讨了不同表面活性剂对钻粉粒度、形貌及分散性的影响．利用SEM、XRD、激光粒度分析仪对钻粉进行了表征．结果表明，非离子型表面活性剂能有效地阻止钻粉颗粒的团聚和长大，并能对钻粉进行分散，其在制备过程中的作用优于离子型表面活性剂．以1，2-丙二醇作还原剂，司班-20与吐温-80为添加剂制得的钻粉为球形，并以面心立方晶体为主，钻粉粒度分布较窄，平均粒径小于0．7μm．

一、前语受经济危机影响，镍价在2008年急速下滑，国内成交价一度降到8万元／t，红土镍矿报价也随之狂跌，1.8％档次红土镍矿的港口价跌至每1千吨180～500元。现在水泥、钢材和机电设备的报价处于低位，这正是建造现代化镍铁厂的好时机。镍的表观消费量中，不锈钢消费约占总消费量的50～65％，电镀职业约占20％，在研讨镍的消费量时首先要分析不锈钢的出产、消费所发生的影响。二、我国原生镍商场巨大（一）不锈钢消费量的快速添加将拉动镍消费量的进步跟着我国经济的展开和人民生活水步，不锈钢出产消费快速添加。铬镍系不锈钢是消费镍的首要不锈钢种类，因为其优异的归纳功能，得到广泛运用，占不锈钢总产值的60～75％。近年镍价和铬价高启，不锈钢厂商着力开发铁素体不锈钢和节镍不锈钢，已取得必定效果。但业界普遍以为，300系不锈钢仍将占有不锈钢总产值50％以上。估计2010年我国不锈钢粗钢消费量将达1100万t，其间Cr－Ni系不锈钢占600万t以上。不锈钢产值的添加将拉动镍金属消费量添加。不锈钢出产所需镍金属首要来历于金属镍、镍铁和不锈钢废钢。跟着不锈钢产值添加，我国镍金属依托进口的局势短期内不会改动。据海关计算，2007年我国净进口镍金属量15万t(包含精粹镍、镍铁、不锈废钢中含镍等)，加上国内镍金属产值13万t，镍铁200万t，不锈废钢182万t，三者算计折合镍金属直销量约26万t，总的镍直销量约41万t。（二）估计2010年，镍金属直销将持续依托进口1、20l0年将比2007年增产150万t铬镍系锈钢，镍需求量将添加10～15万t。2、我国不锈钢社会积存量低，并且不锈钢出产周期长，国内不锈废钢资源难以快速添加，不锈废钢进口也不行能很多添加，不锈钢废钢紧缺的局势将持续存在。3、现在国内多家厂商在海内外筹建镍(铁)厂，将会添加镍的直销。但总体上看，因为遭到基础设备、技能、资金、人文环境等方面的约束，展开较慢，规划偏小。我国还没有现代化镍铁厂，不锈钢厂年耗费约8万t低档次含镍生铁，首要产自高污染的小高炉和低功率、高能耗的小型矿热炉，产品质量不契合ISO6501标准。跟着环保方针执行和商场竞赛加重，这种工艺将在近年内筛选。 三、国家方针积极支撑“开发低档次红土镍矿高效运用关键技能”长时刻以来，我国镍的出产以金川公司为主，其质料是当地产硫化镍矿，是不行再生资源，资源量渐少、挖掘难度增大，从国家战略储藏考虑，应对金川镍矿这一名贵资源进行保护性开发，而从国际商场购买硫化镍矿处理国内缺少的可能性很小，因而应学际上老练的镍铁冶炼技能，开发适宜国内质料和动力条件的技能，运用国际上简单购得的氧化镍矿出产镍铁，满意经济展开要求。2008年发改办高技【2008】301号《国家发革委办公厅关于安排施行2008年度严峻工业技能开发专项的告诉》第三条中清晰指出：“资源归纳运用关键技能方面：开发杂乱多金属共伴生矿高效开发运用技能、冶炼进程中稀有稀散元素提取技能、低档次红土镍矿高效运用关键技能、金属矿山二次资源中有价元素高效捕收技能”。将高效运用低档次红土镍矿关键技能列为国家严峻工业技能开发专项内容之一。国家《有色金属工业长时刻展开规划(2006～2020年)》中也指出：“因为硫化镍矿资源紧缺，开发镍土矿具有重要意义”。可见，运用国外氧化镍矿资源，学际上老练先进、节能环保的火法冶炼镍铁技能，开发适宜国情的红土镍矿高效运用技能，建造现代化镍铁厂，是受国家方针支撑、商场潜力大的好项目，也是我国镍工业展开的必然趋势。四、学际上老练的RKEF工艺，开发低档次红土镍矿高效运用技能湿法冶炼工艺适宜高镍、高钴，低镁的红土镍矿，以液态酸(或)作浸出剂，提取Ni和Co，其他很多的铁和少数的铬悉数成为固体废弃物。浸出剂仅部分收回运用，其他经处理后以液态方式排入江河或废液池，湿法冶炼中还发生很多Co。这些废固、废液、废气无法循环运用，环境危害大，现在咱们还没有把握相关的无害化处理技能。以低档次红土镍矿为质料，选用高压酸浸工艺出产镍硫，进而出产电解镍的工艺在国际上现已老练，可是受出资、技能引进、环境保护措施的约束，在国内建造这种工艺的镍厂还需进行技能开发和研讨，建厂条件还不老练。实际的做法是消化国外先进老练的火法冶炼镍铁的技能，按我国的动力条件对这种工艺技能进行改善。建造适宜我国国情的现代化镍铁厂。（一）国内以红土镍矿为质料的镍(铁)冶炼工艺现状我国的现代化镍铁冶炼还处于空白状况，现在出产低镍生铁的小高炉和小矿热炉工艺因为高能耗、高污染，在剧烈的商场竞赛下正逐步退出历史舞台。1、鼓风炉(小高炉)工艺鼓风炉工艺是最早呈现的红土镍矿冶炼镍铁的技能，1875年，在新喀里多尼亚小高炉就已运用，后法国也有选用，但该法因耗费很多优质焦炭、污染严峻而为人诟病。终究该工艺在商场竞赛和环保压力下中止，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能在欧美、日本等发达国家与世长辞。前几年我国快速展开的不锈钢出产拉动了镍铁需求，在高镍价、贱价焦炭、低环保门槛的条件下，部分出资者运用钢铁工业方针筛选的炼铁高炉冶炼镍铁，取得暴利。但跟着焦炭价位回归合理、镍价跌落和环保方针执行，现在高炉镍铁厂大部分已停产。高炉冶炼镍铁技能必将被筛选的首要原因是：(1) 质料适应性差、高炉无法大型化红适用“高铁低镁(低镍)”红土镍矿，当红土矿含镍1.5％、含铁35％时可得到含镍约  4％的低镍生铁。假如用低铁高镁(高镍)矿，高炉渣量大、粘度大炉况顺行难以确保。因为炉料强度低，只能选用小型高炉(矮高炉)出产镍铁。(2) 产品质量难以契合炼钢要求高炉含镍生铁档次低，一般在2～8％，大多在5％以下，冶炼不锈钢时需求协作参加较多的镍板，这进步了单位质料镍的本钱。该工艺焦炭、熔剂的用量大，P、S大部分进入产品，镍铁档次低、ω   (S)、ω(P)含量高，添加了不锈冶炼的担负。(3) 出产工艺不安稳镍铁的成分动摇大，不易操控，难以大批量安稳供货。(4) 焦比高出产含镍2％的镍铁，每吨镍铁的焦炭耗费大于1.0t；出产含镍5％的镍铁，每吨镍铁的焦炭耗费量约2.0t。(5) 污染严峻除掉传统高炉污染，氟化物的污染更严峻。为坚持高炉顺行，有必要参加萤石以进步炉渣流动性，萤石参加量占炉料总量的8～15％，国内镍铁小高炉没有脱氟设备，悉数放散，对人和环境损伤巨大。2、冷料入炉“烧结机－矿热炉”镍铁工艺因为焦炭提价和用户要求高含镍量的镍铁，国内建造了一些用烧结机出产红土镍矿烧结矿，冷却后入矿热炉冶炼镍铁的工厂。其间很多是改造旧的铁合金电炉来出产镍铁，变压器容量多为6.3MVA、9MVA和12.5MVA，最大的为25MVA。该工艺不必焦炭，质料适应性比小高炉好，产品镍含量更高，但仍存在能耗高、功率低的缺点。某厂用2％档次的镍矿，出产含镍11～14％的粗镍铁，每吨粗镍铁冶炼电耗(1～1．2)×104kWh/t，折合吨金属镍电耗8.8万kWh，是RKEF工艺的2倍多。原因在于：“烧结机－矿热炉”工艺无法为矿热炉供应预复原的高温料。 25MVA矿热炉4h出一次铁，每次出铁量约15t，折合lMW功率年产镍金属量仅140t。高电耗和低功率与冷料入炉相关，很多时刻和电力用于炉料升温。笔者所见的“烧结机(有的还选用土法烧结工艺和烧结锅工艺预备矿热炉用质料)－矿热炉”工艺的产镍铁厂都没有完善的环保设备，特别是矿热炉为敞开式或许半密闭的小烟罩式，不能收回煤气，不光污染环境，还形成煤气糟蹋。烧结机也悉数没有设备余热收回运用设备，这类工厂不具备现代化、大规划的镍铁出产条件。有的工厂运用电弧炉处理烧结矿，出产镍铁，效益更差，基本上已停产。3、复原造锍工艺 开始在鼓风炉内进行出产，因为能耗高遭到筛选。现在有些厂商在电炉内进行造锍熔炼，得到低钢冰镍。该工艺与传统硫化镍处理工艺相同。因为红土矿档次低，低冰镍产品含镍少，渣量巨大，并且能耗高，使得该工艺无法与硫化镍矿传统处理流程进行竞赛。选用该工艺的厂商不多。（二）RKEF工艺技能老练，在镍铁冶炼范畴占主导方位RKEF工艺技能(“回转窑－矿热炉”法)始于20世纪50年代，由Elkem公司在新喀里多尼亚的多尼安博厂开发成功，因为产品质量好、出产功率高、并且节能环保，RKEF工艺很快代替了鼓风炉工艺。跟着冶金科学技能的展开，RKEF工艺也吸纳了包含自动化、清洁出产在内的很多最新技能效果，在规划制作、设备调试和出产操作上日臻老练，已成为国际上出产镍铁的干流工艺技能，占有操控方位。现在全球选用RKEF工艺出产镍铁的公司有十几家，出产厂广泛欧美、日本、东南亚等地，其间最大年产能达7～8万t金属镍，在长时刻的运营中，虽然国际镍职业风云变幻、镍价大起大落，但这些镍铁厂大都坚持着杰出的成绩。2005年美国金属学会查询了国际红土镍矿冶炼厂及年产值，见表1。 表1   2005年美国金属学会查询的国际红土镍矿冶炼厂及年产值这13家镍冶炼厂的年产值总计约36.5 万t，约占国际原生镍总产值的30％，占红土矿火法冶炼镍铁产值的8l％(2007年国际总产镍量142万t，氧化镍矿的奉献为42％，以镍铁方式出产金属镍量约45万t)。可见，在国际规模，以廉价的红土镍矿为质料，选用RKEF火法冶炼镍铁的工艺技能具有很强的适用性和经济性。（三）RKEF工艺介绍1、对质料的要求关于“回转窑(RK)－矿热炉(EF)”流程，矿石成分很重要，有3个目标是选用RKEF工艺应该关怀的：(1) Ni档次，期望在1.5以上，最好 2.0以上。(2) Fe／Ni，期望在6～10，最好挨近6，中Ni档次高；假如Fe／Ni>10，则很难冶炼出含20％的镍铁，因为质猜中Fe过高，很难在回转窑中操控氧化铁的复原度。(3) MgO/SiO2，在0.55～0．65较适宜，少数参加熔剂就能够得到低熔点的炉渣结构。以上3个条件仅仅适宜的条件，而不是有必要的条件，在矿石条件不契合上述要求时，能够出产档次较低的镍铁，技能经济目标将遭到影响。复原剂（烟煤或无烟煤均可)和石灰石也是RKEF工艺所必需的，这两种质料在我国资源丰富，简单得到。2、典型工艺流程、主体设备结构(1) 出产流程质料场→筛分、破碎和混匀配料→回转窑→矿热炉→铁包脱硫→精粹转炉→浇铸。在这个基础上，展开了对质料预枯燥、质料制球、回转窑节能和余热发电、矿热炉高效冶炼和低熔点渣系配料、选用底吹或侧吹精粹转炉代替顶吹转炉、镍铁粒化等技能，适用于不同条件的工厂。(2) 典型工艺配备组成2台5.0×100m回转窑、2台63MVA的密闭矿热炉、40t的底吹精粹转炉，造粒和铸块设备。年产镍铁10.12万t(镍金属2～2.2万t)。鉴于国产设备的老练度和运送条件限制，为下降出资，国内的在建工厂选用4座回转窑、2台48MVA矿热炉的计划将能够缩短建造周期，收到好的经济效益。(3) 工艺概述矿石、石灰石、复原剂在质料场、备料间加以筛分破碎后，混匀配料送入回转窑。在回转窑中，质料经枯燥、焙烧、预复原，制成约1000℃的镍渣，回转窑烟气经余热锅炉、除尘、脱硫化后排放，粉尘与质料混合后再次入窑。镍渣在关闭隔热状况下(高架送料小车)参加矿热炉料仓(内衬耐火砖)，依据工艺要求经过不同方位的下料管分配到矿热炉内。矿热炉为全关闭式，自焙电极，埋弧冶炼，复原并熔分粗制镍铁和炉渣，一同发生含Co约75％的矿热炉荒煤气，荒煤气经过净化送到回转窑烧嘴，与煤粉一同作为燃料，除尘灰经处理后，回来到质料场。矿热炉炉渣经过水淬后可作为建筑材料，用于路途建造、制砖。矿热炉的产品是粗制镍铁，出铁前预先在铁水包加脱硫剂，出铁一同脱硫，粗制镍铁含Si、C、P等杂质，需求持续精粹，扒渣后，兑入酸性转炉，吹氧脱硅，一同参加含镍废料以防铁水温度偏高，脱硅后扒渣(或许挡渣出铁)，兑入碱性转炉，吹氧脱磷、脱碳，一同参加石灰石造碱性渣，碱性转炉精粹后的镍铁水送往浇注车间，铸成合格的产品镍铁块或许制成粒状镍铁。(4) 工艺特色①质料适应性强。可适用镁质硅酸盐矿和含铁不高于30％的褐铁矿型氧化镍矿，以及中间型矿。最适宜运用湿法工艺难以处理的高镁低铁氧化镍矿石。②镍铁档次高，有害元素少。相同的矿石，RKEF工艺出产的镍铁档次高于高炉法和“烧结矿－矿热炉”工艺。该工艺的脱硫和转炉精粹工序能够将镍铁的有害元素下降到ISO6501标准所要求的规模内，为炼钢用户所欢迎。③节能环保，循环运用。质料水分较多，料场和筛分破碎运送的进程中不发生粉尘，回转窑烟气余热可收回蒸汽用于发电，经过烟气脱硫满意环保要求后排入大气，回转窑和矿热炉烟尘回来料场；矿热炉煤气经除尘后送回转窑作燃料，炉渣水淬后成为建筑工业原材料。转炉烟气余热收回蒸汽，煤气收回运用，炉渣磁选回炉，尾渣可铺路或制作水泥。从含水炉料进入回转窑直到矿热炉出铁出渣的整个进程产中，炉料处于全关闭，环保节能。④镍渣热料入矿热炉。回转窑产的镍渣在900℃以上的高温下入炉，相关于“烧结矿－矿热炉”的冷料入炉，节省了很多的物理热和化学热，明显下降了电能和复原剂的耗费，进步了出产功率。我国是不锈钢出产和消费的大国，镍铁需求巨大，十分有必要把握运用RKEF技能，以低本钱高功率地出产镍铁，满意国民社会展开需求的一同发明杰出的经济效益。该工艺的大多数设备为冶金工业常用设备，以我国冶金设备制作才能，均可国产化，大大下降出资。RKEF氧化镍矿火法冶金技能由日本、加拿大和前苏联所具有。2005年以来经过与前苏联专家触摸，讨论协作的可能性，并调查了由前苏联建造、地处乌克兰的帕布什镍铁厂。现在已有中钢沿海公司、福建德胜镍业、天津荣程钢铁公司购买了该技能，这些项目都在进行中，估计l～2年内将建成投产。五、对RKEF技能进行改善和立异 虽然RKEF是老练技能，但因为各国各地的外部条件不同，比方电和动力结构，将影响出产本钱。国内选用该技能有必要进行改善。首先要研讨配料模型。国内氧化镍矿资源贫乏，要依托进口，进口矿来历杂乱，缺少安稳的质料基地，使得配料模型的开发更为重要。配料模型断定后，还要进行小型工业试验，以取得炉渣熔点、渣铁熔分特性和适宜的烧结温度等数据，以辅导出产。其次，展开对回转窑的余热运用和烟气脱硫的研讨。因为天然气资源紧缺，国内建造项目的回转窑多用煤粉为燃料，为保护环境，有必要清晰回转窑烟气特性，脱除烟尘和硫分，一同研讨回转窑低温余热运用问题。再次，矿热炉是镍铁冶炼出资最大的工序，关于炉型、耐火材料、电极直径、极心圆直径、电极电流密度及电压调整等需求进行研讨，断定最适宜的参数，完成节电和延伸炉衬寿数。最终，转炉的问题。在国内看到的几座镍铁精粹转炉沿用了炼钢用顶吹转炉的规划，喷溅严峻，原因是镍铁精粹转炉的渣量大，约是炼钢转炉渣量的10倍。别的，粗制镍铁是高硅镍铁水，普通炼钢转炉处理起来很困难。国内建造中的镍铁厂选用氧气底吹转炉将很好地处理以上问题。转炉炉渣收回运用和镍铁粒化工艺也是重要的研讨内容。六、典型RKEF流程工厂的出资和首要技能经济目标 1、出资预算项目的设定：建造一个年产10万t镍铁(镍含量20％、镍金属量2万t)，产品契合ISO650l标准的镍铁厂。出资预算内容：(1) 质料场。包含装卸料的抓斗机、胶带运送机，给料机、除铁器等，贮存量由质料直销条件决议，能够满意1个月正常出产的用料。(2) 筛分破碎工段。包含胶带运送机、板式给料机、锤式破碎机、格筛、吊钩桥式起重机等。(3) 备料工段。圆盘给料机、计量皮带、悬挂式起重机等。(4) 回转窑工段。回转窑，自行卸料小车等。(5) 矿热炉工段。密闭式矿热电炉。(6) 精粹工段。喷吹脱硫设备，精粹转炉。(7) 浇铸工段。铸铁机或环形浇注机。(8) 公辅设备、厂区路途：总降、制氧、动力中心、安全供电设备、烟气净化、余热(煤气)收回设备、渣处理、喷吹煤预备、水处理、机修、制品库等。出资预算费用见表2。                    表2  出资预算表（单位：万元）上述预算是大略的，项目所在地不同会有必定改变。2、首要技能经济目标和本钱计算 镍矿转运到工厂料场后的含水量25～30％(物理水)，经堆存配料天然枯燥后，入回转窑时的含水量为22～25％。表3中的1.7％是指干基的镍矿含镍量。表3  首要技能经济目标   在上述条件下，RKEF工艺本钱计算见表4。 表4  镍铁本钱预算   3、本钱和盈余才能分析由表4可见，在国内选用RKEF工艺出产镍铁的本钱低，赢利空间大。RKEF工艺的本钱对红土镍矿和电的报价改变最灵敏，其次是复原剂、燃料(煤)报价。矿价、电费和煤价对出产本钱的影响见图一。图一  国内条件下RKEF工艺的出产本钱取红土镍矿报价动摇规模为200～1600元/t干矿。电价考虑了0.4元／kWh、0.6元/kWh，0.8元/kWh三种状况，煤价考虑了700元/t、1000元/t、1300元/t三种状况，做出该质料条件下典型RKEF工厂的出产本钱曲线。电价和煤价动摇20～30％的状况下，镍的出产本钱上下起浮约1000美元；质料、动力较贵时，RKEF工艺的出产本钱约11000美元/t金属镍，质料、动力廉价时，RKEF工艺的出产本钱不到10美元／t金属镍。经过计算2001～2007年的国内镍价和 1.8～1.9％之间的红土镍矿报价进行对数趋势分析，得到图一中的弧线，可见，当镍价低于10000美元／t时，RKEF法出产镍铁是不经济的，当镍价在10000～11000美元时，RKEF法出产镍铁处于微利，当镍价高于11000美元时，RKEF法出产镍铁是盈余的。七、结语  经过上述分析，以为短期内国内镍的供应仍将小于需求。国家方针支撑低档次红土镍矿高效运用技能的开发，为我国镍铁业的展开发明了机会。 国内小高炉镍铁工艺和“烧结机－矿热炉”镍铁工艺都存在高能耗、高污染、质量差的问题，正在被逐步筛选。 RKEF工艺广泛用于镍铁冶炼，技能老练、节能环保，是国际上镍铁出产的最首要办法。研讨我国特定的质料条件和动力结构，打破配料模型，回转窑以煤粉为燃料的焙烧和复原，底吹氧气转炉冶炼等关键技能，开发适宜我国国情的RKEF工艺将为我国镍铁职业的展开做出奉献。  虽然镍价处于历史上的低位，可是本钱分析标明，选用先进的镍铁冶炼工艺，充分运用设备和建筑材料贱价时期的优势，建造现代化的镍铁厂，仍有很好的经济效益。

一、前语    受经济危机影响，镍价在2008年急速下滑，国内成交价一度降到8万元／t，红土镍矿报价也随之狂跌，1．8％档次红土镍矿的港口价跌至每1千吨180～500元。现在水泥、钢材和机电设备的报价处于低位，这正是建造现代化镍铁厂的好时机。    镍的表观消费量中，不锈钢消费约占总消费量的50～65％，电镀职业约占20％，在研讨镍的消费量时首先要分析不锈钢的出产、消费所发生的影响。    二、我国原生镍商场巨大    （一）不锈钢消费量的快速添加将拉动镍消费量的进步    跟着我国经济的展开和人民生活水步，不锈钢出产消费快速添加。铬镍系不锈钢是消费镍的首要不锈钢种类，因为其优异的归纳功能，得到广泛运用，占不锈钢总产值的60～75％。近年镍价和铬价高启，不锈钢厂商着力开发铁素体不锈钢和节镍不锈钢，已取得必定效果。但业界普遍以为，300系不锈钢仍将占有不锈钢总产值50％以上。     估计2010年我国不锈钢粗钢消费量将达1100万t，其间Cr-Ni系不锈钢占600万t以上。    不锈钢产值的添加将拉动镍金属消费量添加。不锈钢出产所需镍金属首要来历于金属镍、镍铁和不锈钢废钢。跟着不锈钢产值添加，我国镍金属依托进口的局势短期内不会改动。    据海关计算，2007年我国净进口镍金属量15万t(包含精粹镍、镍铁、不锈废钢中含镍等)，加上国内镍金属产值13万t，镍铁200万t，不锈废钢182万t，三者算计折合镍金属直销量约26万t，总的镍直销量约41万t。    （二）估计2010年，镍金属直销将持续依托进口    1、20l0年将比2007年增产150万t铬镍系锈钢，镍需求量将添加10～15万t。    2、我国不锈钢社会积存量低，并且不锈钢出产周期长，国内不锈废钢资源难以快速添加，不锈废钢进口也不行能很多添加，不锈钢废钢紧缺的局势将持续存在。    3、现在国内多家厂商在海内外筹建镍(铁)厂，将会添加镍的直销。但总体上看，因为遭到基础设备、技能、资金、人文环境等方面的约束，展开较慢，规划偏小。    我国还没有现代化镍铁厂，不锈钢厂年耗费约8万t低档次含镍生铁，首要产自高污染的小高炉和低功率、高能耗的小型矿热炉，产品质量不契合ISO6501标准。跟着环保方针执行和商场竞赛加重，这种工艺将在近年内筛选。     三、国家方针积极支撑“开发低档次红土镍矿高效运用关键技能”    长时刻以来，我国镍的出产以金川公司为主，其质料是当地产硫化镍矿，是不行再生资源，资源量渐少、挖掘难度增大，从国家战略储藏考虑，应对金川镍矿这一名贵资源进行保护性开发，而从国际商场购买硫化镍矿处理国内缺少的可能性很小，因而应学际上老练的镍铁冶炼技能，开发适宜国内质料和动力条件的技能，运用国际上简单购得的氧化镍矿出产镍铁，满意经济展开要求。    2008年发改办高技【2008】301号《国家发革委办公厅关于安排施行2008年度严峻工业技能开发专项的告诉》第三条中清晰指出：“资源归纳运用关键技能方面：开发杂乱多金属共伴生矿高效开发运用技能、冶炼进程中稀有稀散元素提取技能、低档次红土镍矿高效运用关键技能、金属矿山二次资源中有价元素高效捕收技能”。将高效运用低档次红土镍矿关键技能列为国家严峻工业技能开发专项内容之一。    国家《有色金属工业长时刻展开规划(2006～2020年)》中也指出：“因为硫化镍矿资源紧缺，开发镍土矿具有重要意义”。    可见，运用国外氧化镍矿资源，学际上老练先进、节能环保的火法冶炼镍铁技能，开发适宜国情的红土镍矿高效运用技能，建造现代化镍铁厂，是受国家方针支撑、商场潜力大的好项目，也是我国镍工业展开的必然趋势。    四、学际上老练的RKEF工艺，开发低档次红土镍矿高效运用技能    湿法冶炼工艺适宜高镍、高钴，低镁的红土镍矿，以液态酸(或)作浸出剂，提取Ni和Co，其他很多的铁和少数的铬悉数成为固体废弃物。浸出剂仅部分收回运用，其他经处理后以液态方式排入江河或废液池，湿法冶炼中还发生很多Co。这些废固、废液、废气无法循环运用，环境危害大，现在咱们还没有把握相关的无害化处理技能。    以低档次红土镍矿为质料，选用高压酸浸工艺出产镍硫，进而出产电解镍的工艺在国际上现已老练，可是受出资、技能引进、环境保护措施的约束，在国内建造这种工艺的镍厂还需进行技能开发和研讨，建厂条件还不老练。    实际的做法是消化国外先进老练的火法冶炼镍铁的技能，按我国的动力条件对这种工艺技能进行改善。建造适宜我国国情的现代化镍铁厂。    （一）国内以红土镍矿为质料的镍(铁)冶炼工艺现状    我国的现代化镍铁冶炼还处于空白状况，现在出产低镍生铁的小高炉和小矿热炉工艺因为高能耗、高污染，在剧烈的商场竞赛下正逐步退出历史舞台。    1、鼓风炉(小高炉)工艺    鼓风炉工艺是最早呈现的红土镍矿冶炼镍铁的技能，1875年，在新喀里多尼亚小高炉就已运用，后法国也有选用，但该法因耗费很多优质焦炭、污染严峻而为人诟病。终究该工艺在商场竞赛和环保压力下中止，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能在欧美、日本等发达国家与世长辞。    前几年我国快速展开的不锈钢出产拉动了镍铁需求，在高镍价、贱价焦炭、低环保门槛的条件下，部分出资者运用钢铁工业方针筛选的炼铁高炉冶炼镍铁，取得暴利。但跟着焦炭价位回归合理、镍价跌落和环保方针执行，现在高炉镍铁厂大部分已停产。    高炉冶炼镍铁技能必将被筛选的首要原因是：    (1) 质料适应性差、高炉无法大型化红    适用“高铁低镁(低镍)”红土镍矿，当红土矿含镍1.5％、含铁35％时可得到含镍约  4％的低镍生铁。假如用低铁高镁(高镍)矿，高炉渣量大、粘度大炉况顺行难以确保。    因为炉料强度低，只能选用小型高炉(矮高炉)出产镍铁。    (2) 产品质量难以契合炼钢要求    高炉含镍生铁档次低，一般在2～8％，大多在5％以下，冶炼不锈钢时需求协作参加较多的镍板，这进步了单位质料镍的本钱。    该工艺焦炭、熔剂的用量大，P、S大部分进入产品，镍铁档次低、ω   (S)、ω(P)含量高，添加了不锈冶炼的担负。    (3) 出产工艺不安稳    镍铁的成分动摇大，不易操控，难以大批量安稳供货。    (4) 焦比高    出产含镍2％的镍铁，每吨镍铁的焦炭耗费大于1.0t；出产含镍5％的镍铁，每吨镍铁的焦炭耗费量约2.0t。    (5) 污染严峻    除掉传统高炉污染，氟化物的污染更严峻。为坚持高炉顺行，有必要参加萤石以进步炉渣流动性，萤石参加量占炉料总量的8～15％，国内镍铁小高炉没有脱氟设备，悉数放散，对人和环境损伤巨大。    2、冷料入炉“烧结机-矿热炉”镍铁工艺    因为焦炭提价和用户要求高含镍量的镍铁，国内建造了一些用烧结机出产红土镍矿烧结矿，冷却后入矿热炉冶炼镍铁的工厂。其间很多是改造旧的铁合金电炉来出产镍铁，变压器容量多为6.3MVA、9MVA和12.5MVA，最大的为25MVA。    该工艺不必焦炭，质料适应性比小高炉好，产品镍含量更高，但仍存在能耗高、功率低的缺点。某厂用2％档次的镍矿，出产含镍11～14％的粗镍铁，每吨粗镍铁冶炼电耗(1～1．2)×104kWh/t，折合吨金属镍电耗8.8万kWh，是RKEF工艺的2倍多。原因在于：“烧结机-矿热炉”工艺无法为矿热炉供应预复原的高温料。     25MVA矿热炉4h出一次铁，每次出铁量约15t，折合lMW功率年产镍金属量仅140t。    高电耗和低功率与冷料入炉相关，很多时刻和电力用于炉料升温。    笔者所见的“烧结机(有的还选用土法烧结工艺和烧结锅工艺预备矿热炉用质料)-矿热炉”工艺的产镍铁厂都没有完善的环保设备，特别是矿热炉为敞开式或许半密闭的小烟罩式，不能收回煤气，不光污染环境，还形成煤气糟蹋。烧结机也悉数没有设备余热收回运用设备，这类工厂不具备现代化、大规划的镍铁出产条件。    有的工厂运用电弧炉处理烧结矿，出产镍铁，效益更差，基本上已停产。    3、复原造锍工艺     开始在鼓风炉内进行出产，因为能耗高遭到筛选。    现在有些厂商在电炉内进行造锍熔炼，得到低钢冰镍。该工艺与传统硫化镍处理工艺相同。因为红土矿档次低，低冰镍产品含镍少，渣量巨大，并且能耗高，使得该工艺无法与硫化镍矿传统处理流程进行竞赛。选用该工艺的厂商不多。    （二）RKEF工艺技能老练，在镍铁冶炼范畴占主导方位    RKEF工艺技能(“回转窑-矿热炉”法)始于20世纪50年代，由Elkem公司在新喀里多尼亚的多尼安博厂开发成功，因为产品质量好、出产功率高、并且节能环保，RKEF工艺很快代替了鼓风炉工艺。跟着冶金科学技能的展开，RKEF工艺也吸纳了包含自动化、清洁出产在内的很多最新技能效果，在规划制作、设备调试和出产操作上日臻老练，已成为国际上出产镍铁的干流工艺技能，占有操控方位。现在全球选用RKEF工艺出产镍铁的公司有十几家，出产厂广泛欧美、日本、东南亚等地，其间最大年产能达7～8万t金属镍，在长时刻的运营中，虽然国际镍职业风云变幻、镍价大起大落，但这些镍铁厂大都坚持着杰出的成绩。2005年美国金属学会查询了国际红土镍矿冶炼厂及年产值，见表1。 表1   2005年美国金属学会查询的国际红土镍矿冶炼厂及年产值    这13家镍冶炼厂的年产值总计约36.5 万t，约占国际原生镍总产值的30％，占红土矿火法冶炼镍铁产值的8l％(2007年国际总产镍量142万t，氧化镍矿的奉献为42％，以镍铁方式出产金属镍量约45万t)。    可见，在国际规模，以廉价的红土镍矿为质料，选用RKEF火法冶炼镍铁的工艺技能具有很强的适用性和经济性。    （三）RKEF工艺介绍    1、对质料的要求    关于“回转窑(RK)-矿热炉(EF)”流程，矿石成分很重要，有3个目标是选用RKEF工艺应该关怀的：    (1) Ni档次，期望在1.5以上，最好 2.0以上。    (2) Fe／Ni，期望在6～10，最好挨近6，中Ni档次高；假如Fe／Ni>10，则很难冶炼出含20％的镍铁，因为质猜中Fe过高，很难在回转窑中操控氧化铁的复原度。    (3) MgO/SiO2，在0.55～0．65较适宜，少数参加熔剂就能够得到低熔点的炉渣结构。    以上3个条件仅仅适宜的条件，而不是有必要的条件，在矿石条件不契合上述要求时，能够出产档次较低的镍铁，技能经济目标将遭到影响。    复原剂（烟煤或无烟煤均可)和石灰石也是RKEF工艺所必需的，这两种质料在我国资源丰富，简单得到。    2、典型工艺流程、主体设备结构    (1) 出产流程    质料场→筛分、破碎和混匀配料→回转窑→矿热炉→铁包脱硫→精粹转炉→浇铸。在这个基础上，展开了对质料预枯燥、质料制球、回转窑节能和余热发电、矿热炉高效冶炼和低熔点渣系配料、选用底吹或侧吹精粹转炉代替顶吹转炉、镍铁粒化等技能，适用于不同条件的工厂。    (2) 典型工艺配备组成    2台5.0×100m回转窑、2台63MVA的密闭矿热炉、40t的底吹精粹转炉，造粒和铸块设备。年产镍铁10.12万t(镍金属2～2.2万t)。鉴于国产设备的老练度和运送条件限制，为下降出资，国内的在建工厂选用4座回转窑、2台48MVA矿热炉的计划将能够缩短建造周期，收到好的经济效益。    (3) 工艺概述    矿石、石灰石、复原剂在质料场、备料间加以筛分破碎后，混匀配料送入回转窑。    在回转窑中，质料经枯燥、焙烧、预复原，制成约1000℃的镍渣，回转窑烟气经余热锅炉、除尘、脱硫化后排放，粉尘与质料混合后再次入窑。    镍渣在关闭隔热状况下(高架送料小车)参加矿热炉料仓(内衬耐火砖)，依据工艺要求经过不同方位的下料管分配到矿热炉内。矿热炉为全关闭式，自焙电极，埋弧冶炼，复原并熔分粗制镍铁和炉渣，一同发生含Co约75％的矿热炉荒煤气，荒煤气经过净化送到回转窑烧嘴，与煤粉一同作为燃料，除尘灰经处理后，回来到质料场。矿热炉炉渣经过水淬后可作为建筑材料，用于路途建造、制砖。    矿热炉的产品是粗制镍铁，出铁前预先在铁水包加脱硫剂，出铁一同脱硫，粗制镍铁含Si、C、P等杂质，需求持续精粹，扒渣后，兑入酸性转炉，吹氧脱硅，一同参加含镍废料以防铁水温度偏高，脱硅后扒渣(或许挡渣出铁)，兑入碱性转炉，吹氧脱磷、脱碳，一同参加石灰石造碱性渣，碱性转炉精粹后的镍铁水送往浇注车间，铸成合格的产品镍铁块或许制成粒状镍铁。    (4) 工艺特色    ①质料适应性强。可适用镁质硅酸盐矿和含铁不高于30％的褐铁矿型氧化镍矿，以及中间型矿。最适宜运用湿法工艺难以处理的高镁低铁氧化镍矿石。    ②镍铁档次高，有害元素少。相同的矿石，RKEF工艺出产的镍铁档次高于高炉法和“烧结矿-矿热炉”工艺。该工艺的脱硫和转炉精粹工序能够将镍铁的有害元素下降到ISO6501标准所要求的规模内，为炼钢用户所欢迎。    ③节能环保，循环运用。质料水分较多，料场和筛分破碎运送的进程中不发生粉尘，回转窑烟气余热可收回蒸汽用于发电，经过烟气脱硫满意环保要求后排入大气，回转窑和矿热炉烟尘回来料场；矿热炉煤气经除尘后送回转窑作燃料，炉渣水淬后成为建筑工业原材料。转炉烟气余热收回蒸汽，煤气收回运用，炉渣磁选回炉，尾渣可铺路或制作水泥。从含水炉料进入回转窑直到矿热炉出铁出渣的整个进程产中，炉料处于全关闭，环保节能。    ④镍渣热料入矿热炉。回转窑产的镍渣在900℃以上的高温下入炉，相关于“烧结矿-矿热炉”的冷料入炉，节省了很多的物理热和化学热，明显下降了电能和复原剂的耗费，进步了出产功率。    我国是不锈钢出产和消费的大国，镍铁需求巨大，十分有必要把握运用RKEF技能，以低本钱高功率地出产镍铁，满意国民社会展开需求的一同发明杰出的经济效益。该工艺的大多数设备为冶金工业常用设备，以我国冶金设备制作才能，均可国产化，大大下降出资。    RKEF氧化镍矿火法冶金技能由日本、加拿大和前苏联所具有。2005年以来经过与前苏联专家触摸，讨论协作的可能性，并调查了由前苏联建造、地处乌克兰的帕布什镍铁厂。现在已有中钢沿海公司、福建德胜镍业、天津荣程钢铁公司购买了该技能，这些项目都在进行中，估计l～2年内将建成投产。    五、对RKEF技能进行改善和立异    虽然RKEF是老练技能，但因为各国各地的外部条件不同，比方电和动力结构，将影响出产本钱。    国内选用该技能有必要进行改善。首先要研讨配料模型。国内氧化镍矿资源贫乏，要依托进口，进口矿来历杂乱，缺少安稳的质料基地，使得配料模型的开发更为重要。配料模型断定后，还要进行小型工业试验，以取得炉渣熔点、渣铁熔分特性和适宜的烧结温度等数据，以辅导出产。    其次，展开对回转窑的余热运用和烟气脱硫的研讨。因为天然气资源紧缺，国内建造项目的回转窑多用煤粉为燃料，为保护环境，有必要清晰回转窑烟气特性，脱除烟尘和硫分，一同研讨回转窑低温余热运用问题。    再次，矿热炉是镍铁冶炼出资最大的工序，关于炉型、耐火材料、电极直径、极心圆直径、电极电流密度及电压调整等需求进行研讨，断定最适宜的参数，完成节电和延伸炉衬寿数。    最终，转炉的问题。在国内看到的几座镍铁精粹转炉沿用了炼钢用顶吹转炉的规划，喷溅严峻，原因是镍铁精粹转炉的渣量大，约是炼钢转炉渣量的10倍。别的，粗制镍铁是高硅镍铁水，普通炼钢转炉处理起来很困难。国内建造中的镍铁厂选用氧气底吹转炉将很好地处理以上问题。转炉炉渣收回运用和镍铁粒化工艺也是重要的研讨内容。    六、典型RKEF流程工厂的出资和首要技能经济目标    1、出资预算    项目的设定：    建造一个年产10万t镍铁(镍含量20％、镍金属量2万t)，产品契合ISO650l标准的镍铁厂。    出资预算内容：    (1) 质料场。包含装卸料的抓斗机、胶带运送机，给料机、除铁器等，贮存量由质料直销条件决议，能够满意1个月正常出产的用料。    (2) 筛分破碎工段。包含胶带运送机、板式给料机、锤式破碎机、格筛、吊钩桥式起重机等。    (3) 备料工段。圆盘给料机、计量皮带、悬挂式起重机等。    (4) 回转窑工段。回转窑，自行卸料小车等。    (5) 矿热炉工段。密闭式矿热电炉。    (6) 精粹工段。喷吹脱硫设备，精粹转炉。    (7) 浇铸工段。铸铁机或环形浇注机。    (8) 公辅设备、厂区路途：总降、制氧、动力中心、安全供电设备、烟气净化、余热(煤气)收回设备、渣处理、喷吹煤预备、水处理、机修、制品库等。    出资预算费用见表2。表2     出资预算表（单位：万元）    上述预算是大略的，项目所在地不同会有必定改变。    2 、首要技能经济目标和本钱计算     镍矿转运到工厂料场后的含水量25～30％(物理水)，经堆存配料天然枯燥后，入回转窑时的含水量为22～25％。表3中的1.7％是指干基的镍矿含镍量。表3   首要技能经济目标       在上述条件下，RKEF工艺本钱计算见表4。 表4    镍铁本钱预算       3、本钱和盈余才能分析    由表4可见，在国内选用RKEF工艺出产镍铁的本钱低，赢利空间大。RKEF工艺的本钱对红土镍矿和电的报价改变最灵敏，其次是复原剂、燃料(煤)报价。矿价、电费和煤价对出产本钱的影响见图一。                          图一     国内条件下RKEF工艺的出产本钱     取红土镍矿报价动摇规模为200～1600元/t干矿。电价考虑了0.4元／kWh、0.6元/kWh，0.8元/kWh三种状况，煤价考虑了700元/t、1000元/t、1300元/t三种状况，做出该质料条件下典型RKEF工厂的出产本钱曲线。    电价和煤价动摇20～30％的状况下，镍的出产本钱上下起浮约1000美元；质料、动力较贵时，RKEF工艺的出产本钱约11000美元/t金属镍，质料、动力廉价时，RKEF工艺的出产本钱不到10美元／t金属镍。    经过计算2001～2007年的国内镍价和 1.8～1.9％之间的红土镍矿报价进行对数趋势分析，得到图一中的弧线，可见，当镍价低于10000美元／t时，RKEF法出产镍铁是不经济的，当镍价在10000～11000美元时，RKEF法出产镍铁处于微利，当镍价高于11000美元时，RKEF法出产镍铁是盈余的。    七、结语    经过上述分析，以为短期内国内镍的供应仍将小于需求。国家方针支撑低档次红土镍矿高效运用技能的开发，为我国镍铁业的展开发明了机会。    国内小高炉镍铁工艺和“烧结机-矿热炉”镍铁工艺都存在高能耗、高污染、质量差的问题，正在被逐步筛选。    RKEF工艺广泛用于镍铁冶炼，技能老练、节能环保，是国际上镍铁出产的最首要办法。研讨我国特定的质料条件和动力结构，打破配料模型，回转窑以煤粉为燃料的焙烧和复原，底吹氧气转炉冶炼等关键技能，开发适宜我国国情的RKEF工艺将为我国镍铁职业的展开做出奉献。    虽然镍价处于历史上的低位，可是本钱分析标明，选用先进的镍铁冶炼工艺，充分运用设备和建筑材料贱价时期的优势，建造现代化的镍铁厂，仍有很好的经济效益。

氧化镍矿床的上部为褐铁矿型红土矿，一般适于湿法冶金处理，下部为镁质硅酸镍矿（蛇纹岩为主），则较适于火法熔炼，中间过渡层一起适于这两种办法。这三个矿层的镍档次、化学成分和矿藏组成上有必定差异。氧化镍矿床不同层位的化学成分及相应提取工艺列于表1。但是，跟着湿法冶金技能的开展，氧化镍矿的浸出工艺将打破上述定位，并在未来镍提取工业扮演更重要人物。 表1  氧化镍矿床不同层位的化学成分与适用提取办法层位化学成分适用提取办法NiCoFeCr2O3MgO表层＜0.8＜0.1＞50＜1＜0.5搁置堆存褐铁矿层0.8～1.50.1～0.240～502～50.5～5湿法冶金过渡层1.5～1.80.02～0.125～401～25～15火法或湿法蛇纹岩层1.8～30.02～0.110～251～215～35火法冶金（橄榄岩）基岩0.250.01～0.0250.2～135～45不挖掘 从氧化镍矿出产产品镍的冶金工艺现在首要有四种： 1、镍铁合金出产工艺，以电炉熔炼为主，是现在世界各国处理氧化镍矿的干流工艺。准则流程为：矿石→碎碎和配料→枯燥→回转窑复原焙烧→电炉熔炼→粗镍铁→精粹除杂→镍铁→加硅铁或铝脱氧→产品镍铁，镍的回收率约85%～90%，铁约50%。各个供应商出产的产品镍铁有不同规格，化学成分满意世界ISO6501标准，共分五组，每组有5个牌号。镍铁首要用于炼钢，其间的钴利用率不高，最好情况下也仅仅作为镍的代用品。 2、造锍（硫化制取高镍锍）出产工艺。准则流程为：矿石→筛分→回转窑复原硫化焙烧→电炉熔炼→转炉吹炼→水淬→高镍锍。加硫粉作硫化剂。高镍锍的首要金属成分为：78%的Ni、2%的Co和3%的Fe，其他为硫。出产出的高镍锍往往运往硫化镍矿精粹厂再加工成镍和钴的终究产品。 3、复原焙烧－浸（Caron）工艺。首要出产过程包含将90%小于200意图矿石放在多膛炉内进行选择性复原焙烧：矿石中的镍悉数复原成金属镍，三价铁复原生成磁铁矿，并部分复原成金属态。焙砂用－碳酸铵混合溶液浸出，经稠密机处理，溢流为富液，净化、蒸后产出碳酸镍浆料，经回转窑枯燥和煅烧后，得到氧化镍产品（76.5%的Ni，0.6%的Co）。这种工艺的镍钴回收率不高，镍约75%～80%，钴则小于60%。 4、高压酸浸（PAL）工艺。工艺的首要特点是在240～270℃和高压条件下，硫酸浸出氧化矿浆，固液别离后，从浸液中出产镍和钴的产品。镍和钴的浸出率可达95%以上，总收率达90%以上。 与湿法冶金有关的工艺办法为后两种，即复原焙烧－浸工艺和高压酸浸工艺。 选用复原焙烧－常压浸流程处理含镍红土矿的工厂有古巴尼加罗镍厂（Nicro  Nickel Smelter）、澳大利亚雅布鲁厂（Yabulu Refinery）、菲律宾苏里高镍厂（Surigao Nickel Plant）、印度苏金达镍厂（Sukinda Plant）、斯洛伐克谢列德厂（Sered Plant）等出产厂，各出产厂的工艺流程和产品列于表2。 表2  复原焙烧－浸法出产工艺典型供应商和产品厂名出产能力 /（万t·a）矿石档次扼要工艺流程产品雅布鲁厂2.51.57%Ni 0.12%Co复原焙烧→碳酸铵浸出→通H2S沉积硫化物→碳酸镍沉积→复原煅烧氧化亚镍（90%Ni） 硫化物（39%Ni，13%Co）尼加罗厂19432.3 （Ni＋Co）1.3%～1.4%Ni 33%～37%Fe复原焙烧→浸→沉碳酸镍→复原煅烧氧化亚镍（76.5%Ni），烧结氧化亚镍（88.9%，Ni）古巴新镍厂19853.0 （Ni＋Co）1.3%Ni 39%Fe同尼加罗厂氧化亚镍（76.5%Ni），烧结氧化亚镍（88.9%，Ni）谢列德镍厂0.2Ni 0.01Co1.3%Ni 51.3%Fe复原焙烧→浸→净化→别离钴→蒸沉碳酸镍→硫酸溶解→电解电解镍，电解钴，镍粉等   选用高压酸浸处理红土矿出产镍、钴产品的出产厂有古巴毛阿镍厂（Moa  Bay）、澳大利亚的穆林穆林（Murrin  Murrin  Lateritic  Nickel）、考斯（Cawse Nickel/Cobalt）和Bulong等供应商，规划和扼要流程列于表3。 表3  高压酸浸处理镍红土矿出产厂的首要技能参数厂名出产能力 /（万t·a）矿石档次扼要流程产品毛阿2.3Ni 0.2Co1.35%Ni 47.6%Fe备料→高压酸浸→固液别离→溶液中和除杂（铁、铝、铬）→H2S加压沉镍钴硫化物精矿（55%Ni，5.9%Co）穆林 穆林4.5Ni 0.3Co1.02%Ni 0.06%Co备料→高压酸浸→固液别离→H2S沉Ni、Co→硫化物沉积加压氧化酸浸→Cyanex272萃钴→反萃钴液氧复原得钴粉；萃余液氢复原制镍粉钴粉，镍粉考斯0.9Ni0.98%Ni 0.08%Co备料→高压酸浸→固液别离→MgO沉镍、钴→碳铵溶液重溶→净化→Lix84A萃镍→反萃液电积获电镍；萃余液H2S沉钴电镍，硫化钴Bulong0.9Ni0.70%Ni 0.04%Co备料→高压酸浸→固液别离→Cyanex272萃钴→反萃液净化后电积得电钴；萃余液烷烃羧酸萃镍→反萃液电积得电镍电镍，电钴

氧化镍又名一氧化镍，是镍的一种氧化物，其化学式为NiO，常态为绿色粉末，故又称绿色氧化镍。受热时为黄色。NiO为氯化钠型结构，Ni2+和O2−都为八面体型配位。像很多二元金属氧化物一样，一氧化镍也常是非化学计量的，即其中的镍和氧的比例在1:1周围变化。一氧化镍可用作搪瓷、陶瓷和玻璃的着色剂以及制造催化剂、电子元件、蓄电池等。氧化镍矿的冶炼提取方法，可分为火法和湿法两大类。前者又可分为镍铁法和造硫熔炼法，后者有还原焙烧—常压氨浸法和加压酸浸法。1 火法冶炼工艺硅镁镍矿通常采用火法冶金工艺处理。火法主要有两种：一种是用鼓风炉或电炉还原熔炼得到镍铁，又称镍铁法；另一种是添加硫化剂进行硫化熔炼生产镍硫，又称镍锍法。镍铁法是采用电炉熔炼，可以达到较高的温度，炉内的气氛也比较容易控制。但为了保证矿石处理的经济性，通常要求矿石达到一定品位，所以在开始熔炼前，首先需对矿石进行筛选，排除风化程度低，品位低的矿石。炉料需预先在回转窑中干燥脱水，在700～800℃条件下进行预焙烧。所得焙砂与粒度在10～30mm的挥发性煤混合一起加入电炉进行还原熔炼，产出粗镍铁合金。在电炉还原熔炼的过程中几乎所有镍和钴的氧化物都被还原成金属，而铁则不必全部还原成金属，铁的还原程度可通过还原剂的加入量加以调节。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，其生产工艺原则流程，如图XX所示。采用该法生产镍铁合金的工厂主要有法国的新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20～30%，全流程回收率为90～95%，钴进入合金。此外硅镁镍矿也可以采用外加硫化剂的方法进行硫化熔炼得到镍锍，石膏是最常用的硫化剂。造锍熔炼一般在鼓风炉中进行，也可以用电炉。镍锍的成分可以通过还原剂(焦粉)和硫化剂(石膏)的加入量加以调整。得到的低镍锍(通常含Ni+Co=20~30%)再送到转炉中吹炼成高镍锍。生产高镍锍的工厂主要有印度尼西亚的苏拉威西梭罗阿科冶炼厂。高镍锍产品一般含镍79%，含硫19.5%。全流程镍回收率70～85%。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单，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。2 湿法冶炼工艺褐铁矿类型的红土镍矿和含MgO比较低的硅镁镍矿通常采用湿法冶金工艺处理。湿法主要形成了两种工艺，一种是还原焙烧—氨浸工艺(简称RRAL)，另一种是加压酸浸工艺(简称HPAL)。近年来，红土镍矿的湿法冶金技术有了很大的发展，特别是加压浸出技术和各种溶剂萃取技术。RRAL工艺由Caron教授发明，又称为Caron流程，适合于处理含镁较高(MgO>10%)，含镍1%左右的硅酸盐型红土矿，基本流程是还原焙烧—氨浸。还原焙烧的目的是使硅酸镍和氧化镍最大程度地还原成金属，同时控制还原条件，使Fe还原成Fe3O4。焙砂中的镍、钴采用氨性溶液浸出，浸出渣中的铁可以通过磁选回收。古巴尼加罗(Nicaro)冶炼厂是最早使用还原焙烧—氨浸工艺回收低品位红土镍矿中镍、钴的冶炼厂，还原焙烧在多膛式反射炉中进行，流程见图XX。为了防止湿料在焙烧过程中结团，在焙烧之前用回转窑干燥，除去95%的水分，其还原焙烧时间为90min，还原气体由煤气发生器供给，控制炉膛底部还原气氛CO/CO2或H2/H2O为1：1，焙烧温度730～760℃。焙砂在还原气氛下冷却至150℃左右后，在含NH3 6.5%，CO2 3.5%，Ni 1%的碳铵溶液(ACC溶液)中淬冷。浸出过程在鼓空气浸出槽中进行，金属镍、钴浸出进入溶液并形成镍、钴氨络离子。除铁后液直接蒸氨，得碱式碳酸镍，煅烧得到最终产品NiO。在此，氧化镍产品中含有大量钴，这种氧化镍产品即不符合各种镍合金生产要求，钴的回收率又非常低，只有40%左右。鉴于Nicaro冶炼厂钴没有得到充分利用的缺陷，Caron法在相继建成的澳大利亚昆士兰州Townsville镍冶炼厂和菲律宾的Marinduque冶炼厂分别得到了相应改进。在Towsville 镍冶炼厂，还原焙烧设备使用层式Herreschoff还原焙烧炉，入料前混入矿重4%的重油。在燃烧室内还原气体将逐层向下走的物料加热至焙烧温度760℃。淬冷后在ACC体系溶液中浸出，浸出液用H2S沉钴得到Ni/CoS产品(含Ni约39%，Co约13%)，沉钴后液蒸氨，煅烧，在带式还原炉中用H2还原焙烧得含镍90%的镍粉，最后在980℃，惰性气氛条件下压制成Ni块。采用化学沉淀法分离钴后得到的镍产品中钴含量较低，适合镍合金生产要求，钴也得到了有效富集。Marinduque冶炼厂与Townsvillen镍冶炼厂流程相似，不同之处主要表现在以下两点：（1）还原焙烧还原剂和沉钴剂不同：Marinduque冶炼厂使用的还原剂是含H2 75%，N2 25%的气体，还原温度较低，才650℃。在浸出液镍、钴粉分离工序中，沉钴剂使用的是(NH4)2S，并认为是最好的化学沉钴剂。（2）Marinduque冶炼厂将蒸氨所得碱式碳酸镍用AAC溶液再溶解，部分蒸氨除杂后，在165℃，3.5MPa条件下用H2还原制镍粉产品。

1735年，瑞典教授发现和分离出了金属钴，并指出钴能染蓝色，且描述了钴的性质。1802年，特纳尔德开始从化学和冶金方面，对钴的化合物进行了较多的研究。1912年，在加拿大德洛罗熔化和精炼公司的第一家重要的钴冶炼厂投产，至1940年加拿大一直是世界上领先的钴生产国家。1924年，加丹加（现属刚果（民））成了最大的钴生产地，加丹加矿业联合公司投产了潘达的电熔炼车间，1926年扎伊尔伊户的年产3500t的铜钴精炼厂投产。1926年，德国杜伊斯堡铜冶炼厂，用来源不同的黄铁矿灰渣生产3t钴，到1965年达到1400t，几乎占世界总产量的8%。1952年，首次在挪威的克里斯蒂安松生产出了电解钴。1956年，才由美国矿山局制得了纯度为99.99%的钴。钴可以提高钢的固相线温度，并能扩大γ相区。钴在高合金钢中可提高奥氏体的淬火稳定性。钴是含钨工具钢的一个重要成分，因为它可提供必要的热硬度，并可提高高温切削效率，经常采用的含钨快速切削钢含Co5%－15%。在磁性合金中，添加3%－40%Co可以提高饱和磁化强度，产生明显的晶体各向异性，并阻止残余奥氏体的形成。钴可提高AlNiCo合金的饱和磁化强度，且可改善剩磁感应。 　　无线电电子管中的灯丝，除必须具有良好的电阻外，耐热性能也要好，这种灯丝除含有镍铁钛外还含有钴。钴铬铁合金Co50Cr30Fe20在铸造状态下可不用热处理，因而可以用来作耐持久负荷，且还要受腐蚀影响的部件。可锻型的这种合金，在相同条件下可耐更大的负荷。 　　钴基合金是一些以无铁或低铁的钨镍钼钴合金。一种常用的司太特合金的成分为Cr25%,Ni11%,W7.5%及余量Co。生产钟表和精密仪表用发条，采用含Co40%，Cr20%，Ni15%,C7%及B0.04%的合金。必须在高温下工作的弹簧，用含Co52%,Cr20%,W15%,Fe2%及C0.15%的钴合金制造。要求导电性良好的弹簧，由含Be1%－3%和Co1%-2%的铜合金制成。 　　钴在硬质合金中用作添加剂。用H2还原的钴粉（3%－25%），在球磨机中用高熔点金属的碳化物或复合碳化物研磨，在研磨中得到的钴由于其晶体构造而要比镍或铁细得多。添加石蜡之类可使压制坯更密实，烧结时暂时生成富钴的碳化物混晶。钴根据温度而要溶解部分碳化物。冷却时碳化物再次析出。在形状相同的弥散碳化物相和钴基体间将发生紧密的聚结和良好的凝聚。添加TiC（即TiC-WC混晶）可显著改进钢的切削性能。再加例如8%TaC在负荷相同时可延长寿命一倍。从烧结温度迅速冷却到凝固点之下，可使硬度和密度达到最大值。 　　一般认为，钴和镍在铸铁中的应用相似，有轻微的石墨化作用。 钴可以提高钢的固相线温度，并能扩大γ相区。钴在高合金钢中可提高奥氏体的淬火稳定性。钴是含钨工具钢的一个重要成分，因为它可提供必要的热硬度，并可提高高温切削效率，经常采用的含钨快速切削钢含Co5%－15%。在磁性合金中，添加3%－40%Co可以提高饱和磁化强度，产生明显的晶体各向异性，并阻止残余奥氏体的形成。钴可提高AlNiCo合金的饱和磁化强度，且可改善剩磁感应。 　　无线电电子管中的灯丝，除必须具有良好的电阻外，耐热性能也要好，这种灯丝除含有镍铁钛外还含有钴。钴铬铁合金Co50Cr30Fe20在铸造状态下可不用热处理，因而可以用来作耐持久负荷，且还要受腐蚀影响的部件。可锻型的这种合金，在相同条件下可耐更大的负荷。 　　钴基合金是一些以无铁或低铁的钨镍钼钴合金。一种常用的司太特合金的成分为Cr25%,Ni11%,W7.5%及余量Co。生产钟表和精密仪表用发条，采用含Co40%，Cr20%，Ni15%,C7%及B0.04%的合金。必须在高温下工作的弹簧，用含Co52%,Cr20%,W15%,Fe2%及C0.15%的钴合金制造。要求导电性良好的弹簧，由含Be1%－3%和Co1%-2%的铜合金制成。 　　钴在硬质合金中用作添加剂。用H2还原的钴粉（3%－25%），在球磨机中用高熔点金属的碳化物或复合碳化物研磨，在研磨中得到的钴由于其晶体构造而要比镍或铁细得多。添加石蜡之类可使压制坯更密实，烧结时暂时生成富钴的碳化物混晶。钴根据温度而要溶解部分碳化物。冷却时碳化物再次析出。在形状相同的弥散碳化物相和钴基体间将发生紧密的聚结和良好的凝聚。添加TiC（即TiC-WC混晶）可显著改进钢的切削性能。再加例如8%TaC在负荷相同时可延长寿命一倍。从烧结温度迅速冷却到凝固点之下，可使硬度和密度达到最大值。 　　一般认为，钴和镍在铸铁中的应用相似，有轻微的石墨化作用。 钴铁的牌号及化学成分名称 牌号 化学成分% Co Fe Ni Cu Mn S C Ca ≤ 钴铁FeCo8518-818-80.80.020.050.010.02　金属钴Co9795-99＜1.52.50.020.020.010.01　纯钴Co99＞99＜0.20.60.04　0.040.06　钴粉Co99＞99＜0.050.30.0010.015　　0.015电解钴Co99.5＞99.5＜0.070.30.0030.0150.0050.01