氧化鎳礦生產(chǎn)鎳鐵(production of ferronickel from nickel oxide ore)

硅鎂鎳礦中的鎳和部分鐵在高溫下被還原劑選擇性還原成金屬，產(chǎn)出鎳鐵的過程，為氧化鎳礦處理的一種方法。產(chǎn)品供合金鋼生產(chǎn)使用。

自20世紀(jì)50年代新喀里多尼亞多尼安博(Doniambo)冶煉廠首先采用回轉(zhuǎn)窯–電爐熔煉氧化鎳礦生產(chǎn)鎳鐵以來，此法已在全世界獲得廣泛應(yīng)用。1988年世界鎳鐵產(chǎn)品的含鎳量約占氧化鎳礦總產(chǎn)鎳量的65％。降低電爐熔煉的電耗是該法需待解決的重要課題。

典型的硅鎂鎳礦含鎳量較低(Ni l.8％～3.5％)，水分含量很高(30％～45％)，在熔煉時(shí)形成熔點(diǎn)較高的爐渣和金屬相。在鎳鐵生產(chǎn)中必須配有完善的干燥設(shè)施和可產(chǎn)生高溫的電爐。生產(chǎn)流程包括干燥、煅燒與預(yù)還原、熔煉和精煉等環(huán)節(jié)。

干燥   用直接加熱的干燥窯除去礦石表面水分的作業(yè)。窯溫維持在523K左右，得到含水分15％～20％的預(yù)干燥礦石。

煅燒與預(yù)還原   用回轉(zhuǎn)窯除去礦石中的化學(xué)結(jié)合水并選擇性地將鎳氧化物還原成金屬的作業(yè)。在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)混有還原劑(碎煤或焦)的預(yù)干燥礦石與煙氣逆向運(yùn)行，隨著爐料向窯頭方向移動(dòng)，其溫度和被還原程度逐漸提高。礦石在673K溫度區(qū)域內(nèi)完全脫水，在773～873K溫度區(qū)域開始被還原。排料端窯溫控制在1073～1173K，此時(shí)礦石中絕大部分鎳的氧化物被還原成金屬，而鐵的氧化物只有一部分被還原成金屬，其余成為氧化亞鐵。

熔煉   在電爐內(nèi)直接處理熱燒礦，產(chǎn)出粗鎳鐵和爐渣的作業(yè)。電爐產(chǎn)出粗鎳鐵一般含Ni 25％、C 2.5％、S 0.4％、Si 1.5％、P 0.15％，熔點(diǎn)1513K；爐渣一般含F(xiàn)eO 12％、SiO2 45％、MgO 30％，液化溫度1858K。電爐熔煉每噸爐料的電耗通常為450～500kW•h。

精煉   除去粗鎳鐵中的硫、硅、碳、鉻和磷等雜質(zhì)使之達(dá)到產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的作業(yè)。例如中國1號鎳鐵產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)要求這些雜質(zhì)含量各小于0.03％。通常在鎳鐵包中加入純堿、石灰或碳化鈣進(jìn)行爐外精煉除硫。脫硫鎳鐵注入轉(zhuǎn)爐內(nèi)，向金屬爐體鼓入空氣或工業(yè)氧氣，氧化殘留的雜質(zhì)。碳成為CO氣體除去，而硅、鉻、磷等則形成氧化物進(jìn)入爐渣。粗鎳鐵經(jīng)鑄錠或?；勺罱K產(chǎn)品。