紅土鎳礦冶煉新工藝簡介

1神霧集團江蘇省冶金設計院有限公司2015年5月二、神霧集團紅土鎳礦冶煉新工藝介紹一、神霧集團簡介一、神霧集團簡介三、紅土鎳礦冶煉新工藝優(yōu)勢四、結論成立于1999年，目前公司注冊資本3.6億元人民幣。企業(yè)宗旨：爭做全球化石能源消耗市場節(jié)能和低碳技術解決方案的提供商，致力于全球工業(yè)節(jié)能減排技術與資源綜合利用技術的研發(fā)與推廣。企業(yè)資質：化工行業(yè)甲級工程設計資質、

冶金行業(yè)甲級工程設計資質、爐窯工程專業(yè)甲級資質、

工程咨詢甲級資質、對外承包工程資質、壓力容器和壓力管道特種設備設計許可、

已擁有核心技術專利200余項，正在審批的核心技術專利300余項。發(fā)展現(xiàn)狀：截至到目前，神霧集團擁有9家子公司（一家為上市公司），員工3300余名，總資產(chǎn)79億元；2013年公司全年節(jié)能項目訂單56億元；2012年12月6日，在德勤發(fā)布的“2012中國清潔技術20強企業(yè)”名單中，神霧集團名列第一。2013年7月生態(tài)文明（貴陽）國際論壇上發(fā)布的“2013中國節(jié)能服務公司百強”第二名。一、神霧集團簡介

在中關村創(chuàng)辦成立北京神霧噴嘴技術公司1995

投資1億元在昌平建成占地60畝的神霧工業(yè)園1999

全資收購北京華福工程有限公司，開始進入石油化工節(jié)能市場2005

投資近5億元建設占地100畝的神霧節(jié)能與大氣霧霾治理技術實驗室；2009引入戰(zhàn)略投資人，完成私募完成國內(nèi)重組，組建完集團化管理架構，實現(xiàn)集團股份制改造

2010951005070999042004

在國內(nèi)率先發(fā)明燒嘴式蓄熱燃燒技術。14

全資收購江蘇省冶金設計院有限公司；投資3億元建設集團核心節(jié)能設備制造中心--湖北神霧公司

2007

實施轉型。并購上市公司天立環(huán)保（股票代碼300156）一、神霧集團簡介2014神霧集團核心技術的應用領域有色金屬機械制造煉油化工、石油化工、煤化工建筑材料（陶瓷、玻璃）鋼鐵冶金固廢綜合處理工業(yè)、民用火力發(fā)電鍋爐5一、神霧集團簡介神霧集團節(jié)能與大氣霧霾治理技術實驗室旋轉床轉底爐一、神霧集團簡介神霧集團基礎實驗室轉底爐直接還原中試平臺蓄熱式鐵浴爐中試線出鐵水一、神霧集團簡介俄羅斯中國印度澳大利亞尼日利亞印度尼西亞菲律賓老撾越南波蘭瑞典烏克蘭伊朗

神霧集團全球業(yè)務分布8一、神霧集團簡介二、神霧集團紅土鎳礦冶煉新工藝簡介北京神霧環(huán)境能源科技集團股份有限公司依靠自主開發(fā)的蓄熱式燃燒以及直接還原技術，探索出紅土鎳礦還原熔煉處理新工藝—蓄熱式轉底爐-蓄熱式鐵浴爐雙聯(lián)工藝。本工藝技術成熟、穩(wěn)定，資源消耗、能源消耗和環(huán)保等技術經(jīng)濟指標均處于國際先進水平，能夠實現(xiàn)從紅土鎳礦中高效、清潔提取鎳鐵資源，生產(chǎn)鎳鐵合金產(chǎn)品。二、紅土鎳礦處理新工藝簡介工藝流程圖蓄熱式轉底爐-蓄熱式鐵浴爐雙聯(lián)工藝流程二、紅土鎳礦處理新工藝簡介神霧集團從2005年開展紅土鎳礦處理新工藝的研究；目前核心研發(fā)團隊30余人，90%以上具有博士、碩士學歷，還聘有具有豐富工藝設計、現(xiàn)場調(diào)試與運行經(jīng)驗的國外技術專家，另加基礎試驗和中試實驗員40余人，共計70余人；覆蓋鋼鐵冶金、化工、熱能等多個專業(yè)，江蘇院和華福公司分別提供冶金、化工專業(yè)的技術轉化工程支撐；已投資8000萬元建成了規(guī)格齊備、測試體系完善的的基礎實驗裝置、性能測試裝置及大型中試試驗平臺。目前本工藝已進行了大量的中試試驗，實驗結果理想。第三章、紅土鎳礦冶煉新工藝研發(fā)團隊新工藝采用蓄熱式轉底爐直接還原技術，該技術已獲得國家、省部級多項科技成果，并作為節(jié)能、環(huán)保類技術進行全國推廣，相關項目已被作為財政部、科技部聯(lián)合執(zhí)行的“國家科技成果轉化引導基金”的支持項目，獲得的資質、獎勵等如下：2014年《國家重點節(jié)能低碳技術推廣目錄》2013年度科技部“國家重點新產(chǎn)品”二、紅土鎳礦處理新工藝簡介技術鑒定成果中國機械工業(yè)協(xié)會科學技術成果鑒定

2012年神霧集團“蓄熱式轉底爐直接還原煉鐵中試裝置及工藝”通過中國機械工業(yè)聯(lián)合會的科技成果鑒定。鎳礦：含Ni1~1.5%；鎳鐵：含Ni14%以上。技術鑒定成果該成果綜合水平達到國際領先二、紅土鎳礦處理新工藝簡介獲獎成果2013年10月，“蓄熱式轉底爐直接還原技術開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化推廣”榮獲中國機械工業(yè)科學技術獎一等獎2014年11月，“蓄熱式轉底爐直接還原技術開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化推廣技術”榮獲第四屆綠色制造科學技術進步獎一等獎“蓄熱式轉底爐”獲得中關村國家自主創(chuàng)新示范區(qū)新技術新產(chǎn)品“煤基直接還原轉底爐及其燃燒方法”專利榮獲中國專利優(yōu)秀獎二、紅土鎳礦處理新工藝簡介環(huán)保產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展重點推廣項目

2013年6月，“蓄熱式煤基轉底爐直接還原冶煉技術”項目列為2013年度中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展重點推廣項目，并入選首都科技百項成果匯編節(jié)能環(huán)保類技術。國家推廣項目二、紅土鎳礦處理新工藝簡介節(jié)能低碳技術推廣目錄

2014年神霧集團“蓄熱式轉底爐處理含鋅粉塵回收鐵鋅技術”入選2014年國家重點節(jié)能低碳技術推廣目錄（2014年本節(jié)能部分）。國家推廣項目二、紅土鎳礦處理新工藝簡介示范項目單位：印尼Balinton公司、印尼PT.TitanMineralUtama公司。項目技術成熟可靠，工藝裝備先進，經(jīng)濟上合理為國內(nèi)外紅土鎳礦綜合利用起到示范作用，是環(huán)境友好型項目建設示范項目二、紅土鎳礦處理新工藝簡介新工藝處理紅土鎳礦特點1、原料適應性強，能用廉價資源生產(chǎn)高價值產(chǎn)品；

2、金屬鎳收得率提高，產(chǎn)品雜質含量降低；3、采用多項節(jié)能工藝技術，能耗低；4、氣體廢棄物排放少、無固廢產(chǎn)生，環(huán)境友好。新工藝特點二、紅土鎳礦處理新工藝簡介新工藝采用選擇性還原工藝，可對鐵、鎳資源進行選擇控制性還原，原料紅土鎳礦鎳品位要求低、產(chǎn)品-鎳鐵鎳含量高，鎳鐵雜質少，原料適應性強。

1、原料適應性強2、金屬鎳收得率提高新工藝利用轉底爐對還原球團進行選擇性還原，再進入蓄熱式鐵浴爐進行熔分，實現(xiàn)鎳鐵和渣的分離，鎳收得率高，可達92～94%。新工藝特點二、紅土鎳礦處理新工藝簡介與傳統(tǒng)工藝相比，新工藝氣體廢棄物排放量大大減少；所有投入的原料都生產(chǎn)成產(chǎn)品，整個流程避免了傳統(tǒng)流程中的固體廢物排放，極大地減少了環(huán)境污染，提高了資源利用效率，環(huán)保效益顯著。4、氣體廢棄物排放少、無固廢產(chǎn)生，環(huán)境友好采用轉底爐直接還原、蓄熱式高溫空氣燃燒、低熱值煤制備煤氣、DRI熱送鐵浴爐等先進的節(jié)能技術，能夠降低工序能耗，提高資源收得率，為整個工藝節(jié)能減排和資源循環(huán)利用創(chuàng)造了條件。3、工藝流程短、能耗低新工藝特點二、紅土鎳礦處理新工藝簡介蓄熱式轉底爐-蓄熱式鐵浴爐雙聯(lián)工藝車間包括：原料車間、球團車間、煤制氣車間、轉底爐車間、鐵浴爐車間和鑄鐵車間。二、紅土鎳礦處理新工藝簡介車間組成紅土鎳礦還原球團車間主要完成還原球團的制備，生產(chǎn)合格的還原性球團進入轉底爐進行直接還原，生產(chǎn)線采烘干機—壓球機—鏈篦機生產(chǎn)工藝，其中烘干機燃料為潔凈煤氣，鏈蓖機烘干熱源為轉底爐經(jīng)余熱回收后的煙氣。球團車間二、紅土鎳礦處理新工藝簡介新工藝采用神霧雙床流化床氣化技術將低熱值煤制備成潔凈煤氣作為燃料，為轉底爐及鐵浴爐提供能源（見下圖）。該潔凈煤氣的制備過程中無氮氧化物、硫氧化物、PM2.5等污染物排放，為清潔能源。神霧雙床流化床氣化技術煤制氣車間二、紅土鎳礦處理新工藝簡介轉底爐車間主要是利用轉底爐對紅土鎳礦還原球團進行選擇性還原，還原溫度可達1500-1600℃。燃料為潔凈煤氣。轉底爐煙氣經(jīng)余熱回收及管式換熱器回收熱量后引入鏈蓖機。轉底爐車間二、紅土鎳礦處理新工藝簡介鐵浴爐車間主要由鐵浴爐熔化轉底爐生產(chǎn)的DRI，使鎳鐵和渣分離，從而得到鎳鐵。鐵浴爐爐內(nèi)溫度可達1700℃，鐵浴爐采用雙蓄熱式燃燒技術，可將助燃空氣預熱到1200℃，煤氣預熱到1100℃。鐵浴爐車間二、紅土鎳礦處理新工藝簡介三、紅土鎳礦冶煉新工藝優(yōu)勢三、紅土鎳礦冶煉新工藝優(yōu)勢紅土鎳礦原礦、還原煤、石灰石混合壓塊轉底爐高溫還原DRI蓄熱式鐵浴爐鎳鐵合金渣轉底爐-鐵浴爐工藝流程紅土鎳礦原礦、還原煤、石灰石混合回轉窯還原焙燒DRI礦熱爐鎳鐵合金渣RKEF工藝流程造球新工藝高效先進性序號轉底爐-鐵浴爐工藝流程傳統(tǒng)工藝工藝流程1原料條件整體工藝可進行有效的控制、選擇性還原，紅土鎳礦中Ni品位要求1.2%甚至更低。整體工藝由于無法進行有效的控制、選擇性還原，紅土鎳礦中Ni品位要求1.5%以上。2能源介質對原燃料的要求很低，理論上可以適合任何原燃料，神霧集團已成功開發(fā)蓄熱式燃燒技術將低熱值、價格便宜的煤氣(>1200kcal/Nm3)用于生產(chǎn)紅土鎳礦；由于燃料采用潔凈煤氣，H2S含量≤10mg/m3使得煙氣中粉塵、S含量等低，能滿足較高的節(jié)能環(huán)保要求。項目主要燃料介質為煤、焦丁和電能，能源價格高，受地區(qū)和環(huán)境的影響較大；大量使用煤粉，產(chǎn)生煙氣中粉塵和S含量超標，必須設置脫除設備才能滿足較高的環(huán)保要求。3產(chǎn)品方案鎳回收率較高，產(chǎn)品-鎳鐵品位約~12%，最高可達18%；可采用?；に嚕a(chǎn)品對后續(xù)工藝精確配料和生產(chǎn)存在極大的優(yōu)勢；鎳回收率較低，產(chǎn)品-粗鎳鐵品位約10~12%；若要提高質量需進行精煉處理；一般采用鑄錠工藝，產(chǎn)品對后續(xù)工藝存在生產(chǎn)存在不便。5投資單位處理能力設備和基建投資相對較低，在保持高度機械化和自動化操作的同時，投資費用大約低～10％。單位處理能力設備和基建投資相對較高6總體評價新工藝，項目原料條件廣泛、產(chǎn)品質量較高，經(jīng)濟效益較好。傳統(tǒng)工藝，項目原料條件要求高、產(chǎn)品質量較低，經(jīng)濟效益較差。新工藝高效先進性三、紅土鎳礦冶煉新工藝優(yōu)勢序號轉底爐-鐵浴爐工藝流程傳統(tǒng)工藝工藝流程7主要設備7.1還原設備單位處理能力設備投資低；單臺設備最大處理能力高（可達80萬噸/年紅土鎳礦）；球團入爐粉化率低，設備運行穩(wěn)定，生產(chǎn)作業(yè)率高達330天，粉塵排放濃度低，除塵壓力輕；轉底爐通過多燒嘴布置，可完全有效的使爐內(nèi)溫度和還原氣氛的精確控制，預還原效果好，可形成MeC，為后續(xù)深還原提供便利；由于還原焙燒溫度高，SO2排放量低。單位處理能力設備投資高；單臺設備最大處理能力低（＜60萬噸/年紅土鎳礦）；由于入爐粉化率較高，設備運行不穩(wěn)定，易結圈，必須停窯檢修，作業(yè)率低（一般為310天），粉塵排放濃度高，除塵壓力大；整個窯體只有一個窯尾燃燒器，難于實現(xiàn)窯內(nèi)溫度和還原氣氛的精確控制，預還原效果差；由于還原焙燒溫度低，SO2排放量高。7.2冶煉設備通過轉底爐與鐵浴爐雙聯(lián)工藝和神霧自主知識產(chǎn)權的熱送工藝，熱送溫度高達800~900℃，將高溫球團直接入爐，節(jié)能降耗；冶煉電耗950kwh/t。鐵浴爐采用蓄熱式燃燒技術，利用清潔煤氣作為燃料資源；冶煉過程中可有效利用原料中的碳化物作為還原劑，大大降低了還原劑的使用，不使用焦丁；還原氣氛和時間均能有效控制，產(chǎn)品-鎳鐵中的品位高。由于生產(chǎn)管理等諸多因素的影響，完全做到球團熱裝入電爐冶煉是很困難的，因此一般均設置冷裝線，因此電耗較高；冶煉電耗高達4000kwh/t，生產(chǎn)成本高；冶煉還原劑配加焦丁，浪費了大量的焦煤資源；冶煉過程中為調(diào)整爐渣成分需配入生石灰和CaF2，造成對環(huán)境的污染；由于過分深度還原，造成了產(chǎn)品-鎳鐵中的鎳品位較低，需進行精煉處理，增加了工序。新工藝高效先進性三、紅土鎳礦冶煉新工藝優(yōu)勢新工藝清潔環(huán)保性1、除塵環(huán)保措施原料均采用封閉廠房設計并配置噴霧抑塵工藝和裝置，大幅降低粉塵一次污染；所有轉運膠帶轉運過程中均采用封閉式通廊結構并加設膠帶罩，采用轉運自循環(huán)環(huán)境除塵；所有轉運系統(tǒng)均采用防塵設計和裝備，并在卸料點配置先進的干粉抑塵工藝和設備；以上措施相對于傳統(tǒng)工藝可有效降低起塵量約30%，大大降低了粉塵的產(chǎn)生；所有粉塵排放點均采用有組織回收，通過高效布袋除塵器和四電場電袋除塵器進行凈化排放，有效降低了粉塵的排放濃度，除塵效率大于99.5%；所有除塵器收集粉塵均采用密封式倉式泵氣力輸送系統(tǒng)，有效降低了粉料循環(huán)使用過程中的無組織粉塵排放點；以上措施使排放的粉塵濃度≤30mg/m3，最低可達20mg/m3，排放濃度符合GB28663-2012《煉鐵工業(yè)大氣污染物排放標準

》《限值地區(qū)排放標準》以上措施相對于傳統(tǒng)工藝可有效降低粉塵排放量約50%，大大降低了粉塵的排放；三、紅土鎳礦冶煉新工藝優(yōu)勢新工藝清潔環(huán)保性2、煙氣排放環(huán)保措施本項目采用神霧集團自主知識產(chǎn)權蓄熱式燃燒技術，大幅提高了燃氣的熱效率，熱效率可提高15%以上，降低煙氣產(chǎn)生量約30%；本項目的轉底爐、鐵浴爐均采用高溫燃燒、高溫還原工藝，并始終保持強還原性氣氛，可有效還原劑降低SO2、NOx的產(chǎn)生；本項目采用雙床式粉煤氣化工藝，煤氣通過干法-濕法雙聯(lián)脫硫工藝，H2S含量≤10mg/m3；降低了燃料中S含量；本項目通過綜合渣比的控制和調(diào)整，使爐渣有效脫硫率高達≥95%；以上措施相對于傳統(tǒng)工藝可有效降低SO2、NOx排放量約20%，大大降低了SO2、NOx的排放；三、紅土鎳礦冶煉新工藝優(yōu)勢新工藝清潔環(huán)保性3、能源消耗環(huán)保措施本項目采用神霧集團自主知識產(chǎn)權蓄熱式燃燒技術，大幅提高了燃氣的熱效率，熱效率可提高15%以上，降低一次能源—煤氣消耗量約15%；本項目采用能源梯級回收循環(huán)使用的工藝布置，轉底爐煙氣經(jīng)余熱鍋爐回收后送至原料烘干系統(tǒng)回收利用；鐵浴爐煙氣送至原料烘干系統(tǒng)回收利用；本項目所有的工藝煙氣排放溫度均≤120℃；本項目的余熱鍋爐產(chǎn)生的蒸汽并網(wǎng)外送或配套發(fā)電系統(tǒng)，自發(fā)電可供本項目用電量的15%；

以上措施相對傳統(tǒng)工藝可有效降低工序能耗10-20%。三、紅土鎳礦冶煉新工藝優(yōu)勢新工藝清潔環(huán)保性

神霧集團擬在某沿海城市建設年處理紅土鎳礦300萬噸的生產(chǎn)線，經(jīng)計算該項目的各污染物排放量如下表所示，并與當?shù)匾患也捎脗鹘y(tǒng)生產(chǎn)工藝廠家各污染物排放量進行比較。各污染物排放量對比大氣污染年排放量

粉塵(t)SO2(t)Cr(kg)Ni(t)當?shù)啬硰S539.96150.811.979.72神霧集團4601309.8914.22降低比例%151417.456.6三、紅土鎳礦冶煉新工藝優(yōu)勢新工藝清潔環(huán)保性能源消耗對比表（噸鎳鐵）序號名稱單位單耗折算系數(shù)折合kgce當?shù)啬硰S神霧集團當?shù)啬硰S神霧集團1還原煤t

0.930.900

8372潔凈煤氣m3

110250.179

1973.483天然氣m3

12.881.330

17.134電耗kWh5200937.940.4042100.8378.935補充新水m39.926.220.0860.852.256壓縮空氣m30.390.0400.02

7液化氣kg4.81.8909.07

8焦炭t1.220.9711184.62

9工業(yè)氧氣m30.10.4000.04

10蒸汽kg

-27800.