镍铁的主要成分及用途

时间：2015-06-23 作者：91再生 来源：91再生网

        长期回收废镍催化剂、镍铁合金、镀银、镀金、旧废镍落丝、镍板、杂镍、可伐材料、水银、硬质合金、镍铁合金、废镍催化剂、雷尼镍、铁合金炉料等金属材料 镍铁主成分为镍与铁，并含有少量钴的铁合金。镍铁中还含有碳、硅、硫、磷、铬、铜等杂质。主要用作炼钢和铸铁的镍添加剂。根据国际标准(ISO)镍铁按含镍量分为FeNi20(15％～25％Ni)、FeNi30(25％～35％Ni)、FeNi40(35％～45％Ni)和FeNi50(45％～60％Ni)。又再分为高碳(1.0％～2.5％C)、中碳(0.030％～1.0％C)和低碳(<0.03％C)；低磷(<0.02％P)与高磷(<0.030％P)镍铁。

 

        镍的最大用途是生产不锈钢、耐热钢，其次是生产合金结构钢和合金铸铁。在钢铁工业中已经用镍铁代替部分金属镍。随着炼钢和铸铁工艺技术的发展，氧化镍也代替部分金属镍在特殊钢和合金铸铁中使用。

电碳热法    新喀里多尼亚镍公司的多尼阿博(Doniambo)冶炼厂，生产镍铁的工艺流程见图2。用含Ni2.8％、Co0.06％、Fel3％、Cr2O32％、MgO24％、SiO237％和12％结晶水的氧化镍矿作原料。先在直径2.7m、长73m的回转窑内加热至760℃脱水。预热后的矿石加入12500kVA埋弧还原电炉内，炼出成分为Ni+C024％、Si3％、C2％、Cr1.6％的粗镍铁。日处理矿石量500t。干矿耗电能550kW•h／t。镍回收率93％。粗镍铁在铁水包内加苏打脱硫，然后装入酸性转炉精炼。得到精炼镍铁成分为29％Ni+Co，0.02％ C，0.02％Cr，0.05％Si，0.03％P和0.03％S。

                                                 

希腊拉瑞姆纳(Larymna)矿冶公司的拉瑞姆纳厂，用自产的红土矿生产镍铁。红土矿是一种含镍钴铬铁的复杂矿。生产商品镍铁和电解阳极板(Ni+Co约90％)。炉渣用来生产钢。工艺流程见图3。矿石成分为Nn1.1％～1.6％，Fe2O354.30％，SiO215％，A12O3+TiO216.0％，Cr2O32.3％，CaO2.5％，MgO2.6％，P2O50.05％；烧损5.0％。红土矿与褐煤混合后装入直径4.2m，长90m的回转窑内，加热预还原，于900℃出窑，再与部分经预热的红土矿在16000kVA埋弧还原电炉内熔化、还原和渣铁分离。得到含Ni20％～25％的镍铁。将这种镍铁在转炉吹氧精炼，得到Ni>25％～90％的镍铁。Ni约90％的镍铁铸成阳极板供生产电解镍用。

                                       

电硅热法          美国汉纳(Hanna)矿业公司所属利得(Riddle)冶炼厂生产镍铁的工艺流程见图4。将从其附近矿山运来的氧化镍矿烘干、筛分，去掉含镍低(Ni约

                       

0.65％)的硬橄榄石矿。实际使用矿石含Nn1.60％～1.70%，Fe10％～15％．SiO245％～58％，MgO24％～32％，Cr0.8％～1．2％，A12O3l％～3％，烧损6％～8％，矿石在直径3m，长80m的回转窑内，用热煤气加热至650～700℃。窑内停留时间约1．5h，可去除全部附着水和60％～70％的结合水。每台回转窑每小时处理矿石45～50t。热矿石在14000kVA电炉内熔化成矿熔体，以后操作程序为：(1)从电炉内放出约11t矿熔体于反应包内；(2)将反应包放在渣包混合器的一侧，另一侧放有一个装有9～14t熔融粗镍铁的包；(3)将装有熔融粗镍铁的包升起，把粗镍铁迅速倒入装有矿熔体的包内，同时加入硅铁(45％Si)；(4)空包下落，提取装有反应物的包，迅速倒入空包内。从一个包倒入另一个包反复5次；(5)装有反应物的包镇静3rain，使金属粒下降。然后将包提起，将炉渣放入旁边的渣包中。每个反应周期为15～16min，产镍铁约400kg。包中镍铁重量超过12．7～13．6t时，便倒出一部分粗镍铁送2500kVA三相电炉内精炼。精炼电炉分两次装料共装3．6～4．1t粗镍铁。精炼过程加铁矿石和石灰脱磷，扒渣后再加石灰、萤石造渣。达到出炉温度后，加硅铁脱氧。出炉温度约1482℃。用浇铸机铸成重约15kg的锭。精炼后镍铁成分为：Ni48.5％，Co0.5％，S0.005％，P0.01％，C0.02％，Cr0.02％，Si0.9％；镍的回收率为90％；电耗62.7kw•h／kg。

克虏伯一伦恩法       这是将生产粒铁的方法应用于镍铁生产。工艺流程见图5。用硅镁镍矿(含Ni+

                                          

Co2.7％～3.5％，Fe2O316％～20％，SiO238％～45％，MgO20％～25％，A12O30.5％～2.1％，水分约10％)作原料，还原剂用无烟煤(固定碳约80％，S0.24％～0.51％，P约0.02％)。石灰与沙作熔剂。将氧化镍矿加入适当的熔剂和煤，经粉碎、混合、装入回转窑中，进行熔融态还原焙烧。使大部分镍及一定量的铁被还原成海绵状金属。放入水槽中使渣变脆。经球磨机粉碎，使渣和金属分离；再经磁选选出金属，得到粒状镍铁。成分为：Ni+Co22％，S0.25％，P0.08％，C0.5％，Si0.1％。然后在电炉内熔化，除去杂质，得精炼镍铁成分为：Ni+Co26％，S0.03％，P0.03％，C0.15％，Cr0.1％，Si0.01％和Cu0.1％；镍回收率约90％。

鼓风炉法          把氧化镍矿在回转窑内预热、干燥后，制成团块，与焦炭块一起加进鼓风炉内冶炼。生产出粗镍铁。再用苏打脱硫，制出高碳镍铁。其成分为：Ni+Co20％，S0.05％，P0.03％，C3％，Cr和Si2％。如需要生产低碳镍铁，可再用转炉精炼。

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