在印尼建设镍冶炼厂的技术方案选择

　　刘晓民
　　冶金工业规划院
 

　　前言
　　2017年8月-9月在印尼工作了近一个月的时间，与印尼的镍矿业主、中国建设镍铁厂的企业家、冶金工厂的设计人员就建设镍铁生产厂的工艺选择进行了商讨。考察了在建的和投产的镍铁工厂。
　　对印尼目前镍冶炼厂可能采用的四种工艺的经济性进行了分析。这四种工艺是：有效回收钴的湿法冶金工艺、高炉冶炼镍生铁的工艺、RKEF工艺、回转窑直接还原镍铁的工艺。
　　结论是：每种工艺都有它特殊的优势和问题，在建设工厂前，应该对于原料条件、资源供给量、业主的资金实力进行分析，采用适合于自己特殊条件的工艺方案。特别是看到巨额资金建设的高炉工艺全部停产的状态，深感痛心。
　　钴价迅猛上涨或将刺激湿法冶金工厂的建设
　　湿法技术日益成熟、单位产品的投资在下降、生产成本比较低，最主要的是能回收矿石中的钴资源，PAL技术将显示出其优越性。
　　红土型镍矿的PAL技术可在现场生产出中间产品：氢氧化镍或镍锍，由此可以提供现有镍精炼厂的扩产或解决供料不足的问题。
　　项目采用的矿石为：Ni1.2%,Co0.1%,Fe45.0%,Mg2.3%。按钴价是镍价的4倍折算相当于含镍1.6%。
　　这种矿石在印尼广泛分布在加里曼丹东南部，SEBUKU铁矿正在向中国大量供应的褐铁矿成分为：Ni1.0-1.2%,Co0.15%,Fe48.0%,Mg2.0%。相当于含镍1.8%，且镁更低些，探明储量2亿吨。
　　另外，建厂条件完全不可比，南加地区有非常好建厂条件。
　　所以随着钴价的提升，湿法冶金将会在印尼得到发展。
　　目前建厂的困难在于印尼没有硫酸供应，可以从中国的防城港进口或者在本地生产（印尼富产硫磺）。
　　金川公司利用自己的专利技术，正在建设年产1万吨镍钴金属的工厂，与SEBUKU公司谈矿石供给方面合作。
　　专业的限制，这里只能粗略的讲一下。下面想主要对比一下三种火法冶炼工艺。
　　在印尼建设镍铁厂一定要采用成熟可靠的工艺，目前印尼的条件不宜搞新工艺试验在印尼工作期间最深刻的感受就是：目前这个国家还比较落后，不具备搞新工艺的条件。青山的成功，在于工艺的成熟。
　　中国国内正在开发的工艺很多，如转底炉-矿热炉工艺、闪速炉工艺、在RKDR工艺的后部建设电炉进行二次熔炼的工艺、在RKDR工艺的后部增建富氧炼炉的工艺等。上述工艺分别在一些特定的金属的冶炼中，是成功的，并且有工业生产的经验。但是将这些技术转化为镍铁的冶炼技术，还需要经过实践的验证。
　　相对的讲，印尼的冶炼技术还处于起步的阶段，没有科研和实验的保证条件，镍铁工厂的厂址又多处于印尼的偏远地区，所以不宜采用试验性的工艺。在印尼建设冶炼工厂一定要采用成熟的技术，并且应该有成功的生产实践。切不可搞技术开发性的项目！SBUKU矿山听信“中国专家”的意见,建设了褐铁矿脱结晶水的设施、褐煤提质项目，投资巨大，全部失败了，损失太大了，这些“冶金专家”想在印尼进行在中国没有完成的试验项目，注定会失败。
　　这些项目如果在中国还有可能进行探索，在印尼就是废铁一堆。教训之深刻，一定要吸取！在印尼不要搞创新!创新一定会失败的很惨！
　　目前在中国真正成熟的三种火法冶金工艺就是：高炉冶炼（国外称为鼓风炉冶炼）、RKEF工艺（回转窑-矿热电炉工艺）、直接还原工艺（RKDR回转窑直接还原）。相对的讲，RKDR工艺实践少些。
　　在印尼建设镍铁高炉时应该十分重视焦炭来源和价格问题由于近年来200系列低镍不锈钢产量在提高，对于低镍生产，特别是含镍在2.5%以下的镍铁的需要量比较大，而这种产品适合于以低镍高铁矿为原料、以焦炭为还原剂和燃料、以烧结-高炉工艺为生产手段的工厂生产，产品的成本比较低，所以在焦炭资源丰富的中国得到了发展。
　　印尼建成、在建、计划建设的镍铁高炉为28座，炉容为12-15-25-40-45-80-86-128- 450m3，现在建成的基本上全部停产了，部分在建和计划建设的多数停工了。
　　这些冶炼镍铁的工厂有的配套建设了土烧结（平面循环或箱式烧结），有的配套建设了机烧。也有的建设了石灰窑。
　　这些项目建设失误的原因是没有对生产成本进行认真的分析，只看到印尼适合于高炉冶炼的矿石极其丰富、价格低廉的优势，但是忽略了印尼焦炭价格高、焦煤短缺的问题。
　　目前中国港口的低镍矿价格在20美元左右（CIF），2.5吨矿冶炼一吨低镍生产时，镍矿的成本不到生产总成本的20%。占成本比例最大的是焦炭，焦炭运输、途耗费用的增加大大提高了在印尼冶炼低镍铁的成本。
　　而用高炉冶炼高镍铁，这种工艺与RKEF工艺完全没有竞争力。
　　所以建设高炉镍铁生产工厂的前提条件就是：利用澳大利亚的焦煤，先建设焦化厂，自产焦炭是保证项目具有竞争力的前提条件，如果没有焦化厂，项目亏损是难以避免的。印尼已经建成的高炉基本上全部停产的事实证明了这一点。
　　在建设焦化厂时，应该注意做好工厂的能源平衡和燃气平衡，研究煤化工加工到什么产品。
　　一些投资者以中国的建设经验为基础，在印尼建设了一批小高炉，工厂装备水平低，将会对当地的环境造成污染。多数采用高炉冶炼工艺的小型镍铁厂为了降低投资，均没有建设焦化厂，全部依赖中国进口焦炭。由于焦炭价格回归正常，目前十分现实的问题是高炉流程全面亏损，目前基本上全部停产。
　　这些高炉的容量均很小，除了一座450m3的高炉在建设中外，其余为12-15-25-40-45- 80-86-128m3的小高炉。希望快投产收回投产。这种投机、急功近利的做法已经造成全部停产的局面。
　　笔者认为：如果建设高炉流程的低镍铁生产工厂的前提条件是先投资建设焦化厂，等待中国焦炭降价幻想会破灭。印尼建设焦化厂的原料条件还是比较好的，中国沿海钢铁厂的大型焦炉也在用澳大利亚的焦煤，相对的讲，在印尼有运输的优势。
　　回转窑-矿热炉)工艺
　　工艺目前是世界上镍铁生产的最主要流程，大型的镍铁冶炼厂基本上都采用这种工艺技术。
　　氧化镍矿火法冶金技术问世于上世纪70年代，中国目前已有数十家工厂（资料统计为52家），最大的产量高达10万吨金属镍，相当于100万吨含镍10%的镍铁。该工艺关键技术从2006年开始引进中国，中国的工厂和科研单位进行技术创新，电力消耗和生产效率等经济技术指标已经达到或超过世界先进水平。该工艺所用的设备已经完全由中国制造。
　　生产工艺介绍：
　　原料准备车间：包括矿石的干燥、破碎、筛分；熔剂及还原剂的准备。
　　焙烧车间：包括配料、在回转窑中进行还原焙烧。
　　镍铁冶炼车间：在矿热炉中熔炼出镍铁。
　　浇铸成块。
　　炉渣的处理：矿热炉的炉渣经过水淬处理，或者冷却后堆存。
　　煤气的回收：矿热炉的煤气回收用于烧回转窑，或者直接用于干燥窑烘干矿石。
　　工艺的优势和建设时要重点研究的问题（投资、矿源）