1/22鎳冶金概述與冶煉用原材料

報(bào)告人：陳錦輝制成工程師報(bào)告日期：2012.6.202/22大綱1.

鎳礦資源概述

1.1

鎳礦資源類型與分布

1.2世界主要產(chǎn)鎳國(guó)與儲(chǔ)量

2.

鎳的性質(zhì)與消費(fèi)

1.2鎳的性質(zhì)與用途

1.3鎳的市場(chǎng)消費(fèi)結(jié)構(gòu)

3.金屬氧化還原基本理論

3.1氧化還原熱力學(xué)

3.2氧化還原動(dòng)力學(xué)

4.金屬揮發(fā)

4.1金屬揮發(fā)作用與影響

4.2

金屬揮發(fā)之衡量參考

4.3Dalton的經(jīng)驗(yàn)式

5.

鎳鐵冶煉用原材料

5.1原材料分類

5.2

主爐料

5.3冶金輔料

6.結(jié)論

3/281.1鎳礦資源類型與分布⑴鎳礦類型：⑵鎳礦分布：類型分布儲(chǔ)量/億噸平均鎳含量鎳儲(chǔ)量/億噸硫化鎳礦亞歐非和大洋洲、北美洲1050.58％0.62紅土鎳礦主要分布在赤道南北30度內(nèi)1261.28％1.6深海底含鎳錳結(jié)核各大洋底部估計(jì)300001.37%4115/221.1鎳礦資源類型與分布⑶氧化鎳礦的三種類型：類型成分適合冶煉類型鎂質(zhì)硅酸鹽型A:Fe8%-12%SiO240%-48%MgO25%-35%火法褐鐵礦型Fe>30%B1:SiO2<20%B2:SiO2>25%濕法中間型Fe12%-25%C1:MgO20%-35%C2:MgO10%-25%濕法、火法⑷氧化鎳礦成分差異及冶煉類型：6/221.鎳礦資源概述國(guó)家可靠?jī)?chǔ)量/kt估計(jì)儲(chǔ)量/kt新喀里多尼亞1400015000加拿大82008500俄羅斯80008100菲律賓55005600澳大利亞52005600古巴32003400美國(guó)多為伴生2700印度尼西亞23002500希臘21002400注：未計(jì)入錳結(jié)核資源1.2世界主要產(chǎn)鎳國(guó)及儲(chǔ)量7/222.1鎳的性質(zhì)與用途①銀白色金屬，第Ⅷ族元素，原子序數(shù)28，原子量58.69，熔點(diǎn)1455℃，沸點(diǎn)2730℃，具磁性。②不易生銹，抵抗苛性堿腐蝕，空氣中形成NiO薄膜，高溫性能好，700~800℃不氧化，化學(xué)性能穩(wěn)定。⑵自然界鎳的三種基本形態(tài)：⑴鎳的性質(zhì)：400~500℃繼續(xù)升溫9/223.1氧化還原熱力學(xué)△Gθ：生成吉布斯自由能（標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成吉布斯自由能）指定溫度及標(biāo)準(zhǔn)壓力下，穩(wěn)定單質(zhì)生成1mol某物質(zhì)時(shí)的吉布斯自由能變量。（穩(wěn)定單質(zhì)△Gθ為零）Ⅰ.

某金屬氧化物△Gθ值越小或越負(fù):該元素其被氧化傾向越大，氧化物越穩(wěn)定，不容易被還原。Ⅱ.

某金屬氧化物△Gθ值越大或越正:則該元素氧化傾向越小，氧化物越不穩(wěn)定，越容易被還原。⑴生成吉布斯自由能概述：10/283.1氧化還原熱力學(xué)T↑，NiO的△Gθ↑NiO越不穩(wěn)定，越易被還原（因此高溫下鎳的氧化物更容易還原成鎳）。⑵△Gθ與溫度T關(guān)系：△Gθ=A+BT11/223.2氧化還原動(dòng)力學(xué)⑴金屬氧化過(guò)程三個(gè)環(huán)節(jié)：外擴(kuò)散：氧由氣相通過(guò)邊界層向氧-氧化膜界面擴(kuò)散（靠濃度差擴(kuò)散）。內(nèi)擴(kuò)散：氧通過(guò)固體氧化膜向氧化膜-金屬界面擴(kuò)散。結(jié)晶化學(xué)反應(yīng)：在金屬-氧化膜界面上，氧和金屬發(fā)生界面化學(xué)反應(yīng)，金屬晶格變成金屬氧化物晶格。13/224.金屬揮發(fā)4.1金屬揮發(fā)之作用與影響：

⑴精煉提純，⑵熔煉時(shí)使金屬成分損失，⑶污染環(huán)境。4.2金屬揮發(fā)之衡量參考：

蒸汽壓（越高越易于揮發(fā)），沸點(diǎn)、蒸發(fā)熱（越低越易于揮發(fā)）4.3Dalton的經(jīng)驗(yàn)式：

uv=(p0Me-pMe)b/p（uv：揮發(fā)速率p:體系外部壓力p0Me:元素蒸氣壓pMe:元素實(shí)際蒸氣分壓b:常數(shù)）

⑴p↓，揮發(fā)速率↑（應(yīng)用：真空熔煉）⑵(p0Me-pMe)＞=＜0分別表現(xiàn)為蒸發(fā)、平衡、凝聚影響因素：溫度、揮發(fā)表面積（↑，元素蒸氣壓↑，促進(jìn)揮發(fā)）蒸發(fā)空間體積、傳質(zhì)速度（↑，元素實(shí)際蒸氣分壓↓，促進(jìn)揮發(fā)）14/225.鎳鐵冶煉用原材料5.1原材料分類：15/225.2主爐料⑴主爐料分類：17/225.3冶金輔料

膨潤(rùn)土（造球粘結(jié)劑）⑴冶金輔料分類：⑶煤炭分類及用途：無(wú)煙煤：按煤化程度高低，可用于還原劑或燃料等。煙煤：可作為煉焦、燃料等。褐煤：主要作為原材料制造其它工業(yè)產(chǎn)品，如活性炭、化肥等。⑵無(wú)煙煤：過(guò)去氧化鎳礦焙燒處理多用低硫、低灰分、高發(fā)熱值的焦煤。為節(jié)約焦煤和改善工藝效果，目前多用無(wú)煙煤代替或部分代替。對(duì)其煤質(zhì)要求為：①灰分＜15%②硫分＜1.5%③磷分＜0.04%5.3冶金輔料無(wú)煙煤煙煤褐煤19/22⑷煤質(zhì)指標(biāo)分級(jí)：5.3冶金輔料等級(jí)固定碳/%揮發(fā)份/%灰分/%水分/%硫分/%磷分/%低分<60<20≤15≤5≤1.5<0.01中等60-7920-3515-255-151.5-2.50.01-0.1高分≥80>3525-40>152.5-4>0.1級(jí)別發(fā)熱量/KJ·kg-1塊煤強(qiáng)度（大于25mm）/%黏結(jié)性（膠質(zhì)層最大厚度）/mm熱穩(wěn)定性KP6/%高值25121-29308高強(qiáng)>65強(qiáng)黏>20好≤30中值18841-25121中強(qiáng)50-65中黏10-20中等30-45低值12560-18841低強(qiáng)30-50弱黏<10差45-60煤質(zhì)指標(biāo)等級(jí)㈠煤質(zhì)指標(biāo)等級(jí)㈡⑺膨潤(rùn)土/皂土：用作成球粘結(jié)劑，分鈣質(zhì)鈉質(zhì)兩種，以蒙脫石為主，質(zhì)量要求：⑴最適宜含水量7%~8%，⑵＜0.043mm粒度的含量高于70%，＜0.074mm粒度的含量高于90%，＜0.150mm粒度的含量高于97%。⑶應(yīng)具以下形態(tài)：3g膨潤(rùn)土與0.15g化學(xué)純的MgO及100mL蒸餾水混合靜置24h，無(wú)沉淀，膠體量不小于90mL，上層溶液不超過(guò)10%。⑻膨潤(rùn)土質(zhì)量參考指標(biāo)：5.3冶金輔料指標(biāo)級(jí)別一級(jí)二級(jí)蒙脫石含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）/%>6045-602h吸水率/%>120100-120膨脹倍數(shù)>128-12粒度小于0.074mm(-200目)的占99%以上水分/%小于10%硫分/%小于0.5%膨潤(rùn)土22/226.總結(jié)隨硫化鎳礦