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青海元石山镍铁矿生产概况及存在的问题

作者:河南群星重工     时间:2015-05-04 15:25:39

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镍铁矿

青海元石山红土镍矿发现于20世纪60年代,是一座镍储量大、矿石类型复杂的难处理氧化镍矿。矿石类型不仅有铁质矿、硅质矿,还有大量的镁质矿,其中含镍大于0.80%的铁质矿预可采金属镍、钴和铁的储量分别为78703、4378和560.9万t,具有较高的开发和利用价值。20世纪70年代,国内有关单位开展了多种冶金工艺的试验研究,先后完成回转窑还原焙烧—氨浸工艺和鼓风炉还原硫化工艺的小型和半工业试验。2005年群星矿山设备厂家对元石山铁镍矿开展冶炼工艺研究,并借鉴20世纪70年代红土镍矿综合利用项目工业设计和生产经验,确定采用还原焙烧—氨浸—萃取—磁选工艺,进行施工设计,下面是生产概况及存在的问题。

1、生产概况

青海元石山镍铁矿还原焙烧—氨浸工程于2008年8月竣工并开始投料试生产,由于该项目为还原焙烧—氨浸工艺,所以调试周期较长,于2009年12月整个生产流程顺利打通,并生产出国标(GB/T26524-2011)一级精制镍产品。于2010年7月稳定生产,处理镍和铁平均含量分别为0.80%和34.21%镍铁矿,平均煤耗112.5kg/t-矿,液氨、碳酸氢铵和平均消耗分别为15.25kg/t-矿、14.29kg/t-矿和9.34kg/t-矿。磁选产出铁精矿平均铁和镍含量分别为53.80%和0.31%。工艺中镍平均直收率为70.70%,铁平均回收率58.85%。

2、存在的问题及建议

青海元石山镍铁矿综合利用项目经过近5年生产实践证实,该工艺是可行的,但还存在一些问题。

1)还原焙烧—氨浸工艺的关键工序为选择性还原焙烧,设计的焙烧物料粒度为-25mm,粒度分布较宽,导致在还原焙烧过程中出现了粗颗粒物料没有烧透,而细颗粒物料过还原,有些甚至烧结,在回转窑内易形成结圈,回转窑运转一段时间后需要停窑清理结圈,影响还原窑的利用效率。建议在破碎工序进一步减小物料粒度至-12mm,降低物料粒度分布差,提高焙烧效果和效率。

回转窑

2)焙烧车间引风机没有配置调频器,导致干燥回转窑内烟气速率过快,粉尘量大,还原窑内负压偏高,窑内气氛不稳定。虽然在主烟道上设有烟气调节阀门,但是仅通过该阀门调节很难稳定窑内温度和气氛。建议窑尾引风机电机增设调频器或在风机进出口管间设回流阀门,以便较好地稳定调节干燥窑内烟气速率及还原窑内气氛和压力,使还原窑内压力维持0±2mm水柱的零负压状态。

3)还原焙烧窑内温度检测和气氛(CO/)检测配套仪表不完善,操作工人大多凭经验来操作,没有在线数据的指导,导致还原焙烧系统运转不稳定。建议完善焙烧系统在线检测仪表,为工艺的现场操作提供数据依据。

4)浸出车间浸出槽鼓空气是通过搅拌轴中心通气,空气气泡较大,没有充分扩散,空气利用率低,仅20%~30%。氨浸过程是焙砂、氨溶液和空气三相接触反应过程,属扩散反应控制过程,要提高反应速率和空气利用率,必须提高空气的“雾化”率,达到气、液、固的充分接触。

5)浸出槽盖采用的是Φ4500法兰连接,虽然有密封垫,但是大直径法兰连接在气密性上存在缺陷,导致浸出槽的气密性较差,车间内氨气泄漏严重,操作环境恶劣。建议将浸出槽改造为完全密闭型,降低氨气外泄,改善操作环境,降低氨耗。

青海元石山镍铁矿项目的设计根据当地条件采用烟煤作还原剂、两段回转窑焙烧、萃取分离、磁选等技术。并根据工艺流程特点,因地制宜合理布置车间设备,降低物料运输距离和系统能耗,达到物料输送顺畅。2009年10月投产至今的生产实践证实,元石山镍铁矿采用还原焙烧—氨浸—萃取—磁选工艺是可行的,生产出了精制镍标准产品,年处理含镍0.80%的镍铁矿石30万t,镍和铁回收率分别为70.70%和58.85%。主产品为精制镍和铁精矿,副产品为磁选尾矿(销售给水泥厂)和硫化钴精矿。经过对存在问题的改进与完善,整个工艺流程,实现无渣冶炼,没有固废排放,废水在系统内循环利用,废气经过净化回收后排空,基本实现污染物“零排放”,既减轻了环境污染的压力,又降低了生产成本。该项目的设计与生产实践为将来类似红土镍矿综合利用项目提供示范和技术支撑。

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