商都中建金马冶金公司回转窑年产50万吨红土镍烧结矿技改项目投资可行性研究报告.doc

商都中建金马冶金公司回转窑
年产50万吨红土镍烧结矿项目 可行性研究报告

商都中建金马冶金公司回转窑年产50万吨红土镍烧结矿技改项目
可行性研究报告

2012年1月目 录
第一章 总论 5
1.1 项目名称、建设地点、建设单位名称、企业性质 5
1.2 项目提出的背景与理由 5
1.3 项目建设条件 8
1.4 建设规模与产品方案 9
1.5 可行性研究的范围 10
1.6资金筹措 10
1.7投资使用计划 10
1.8经济效益和社会效益评价 10
1.9 编制依据 11
2.0 指导思想与原则 11
2.1研究结论、存在问题和建议 12
2.2 主要技术经济指标表 13
第二章 市场背景 14
2.1全球镍矿资源、生产、供需、价格的背景述评 14
2.2中国回转窑冶炼红土镍矿的现状 18
第三章 项目单位简介 23
第四章 项目技术和设备方案 24
4.1项目实施前技术方案（“无项目”） 24
4.2项目实施后技术方案（“有项目”） 26
4.3产品方案 30
4.4设备方案 31
4.5项目建设条件 34
4.6土建工程方案 38
4.7 总 图 运 输 42
4.8给排水 44
4.9安全及消防 47
4.10防雷及接地 48
4.11工厂组织机构及定员 49
第五章 项目组织实施方案 51
5.1项目实施规划 51
5.2项目实施内容 51
5.3项目实施进度的安排 52
5.4项目实施进度表 53
5.5项目实施进度的保障措施 54
5.6项目实施组织机构设计方案 55
5.7项目实施所需人力资源配置方案 55
第六章 投资估算和资金筹措 58
6.1估算依据 58
第七章 财务评价 59
7.1评价说明 59
第八章 环境保护 60
第九章节约与合理利用能源 66
9.1 设计原则 66
9.2设计依据及标准 66
9.3 能源消耗种类和数量分析 67
9.4 能耗指标 67
9.5 当地电力供应情况 67
9.6 节能措施 68
9.7 节能效果 69
第十章 项目不确定性及风险分析 71
10.1 项目投资费用风险 71
10.2 项目技术风险 71
10.3 项目生产风险 71
10.4 项目其他风险 71
第十一章 结论 72
附表
第一章 总论
1.1 项目名称、建设地点、建设单位名称、企业性质
项目名称：商都中建金马冶金公司回转窑年产50万吨红土镍
烧结矿技改项目
项目性质：改建
建设地点：内蒙古自治区商都县
建设单位：华迪钢业集团商都中建金马冶金公司
1.2 项目提出的背景与理由
1.2.1社会宏观环境分析
中国是一个镍紧缺国，每年镍金属需要量约25-30万吨左右，中国镍金属生产主要是金川集团，2008镍金属产能是12万吨，占中国镍金属产量的90%，缺口部分尚需进口。中国镍的总储量很少，能经济地利用传统选冶工艺处理的镍矿越来越少，过去一直未被开发利用的难选的低品位氧化红土镍矿的开发及提炼，目前已走在世界红土镍提炼的前列，提炼技术及工艺非常成熟并在中国沿海及内地各个地区大规模的实施，自2005年以来，中国在高炉炼铁的基础上转为高炉冶炼低品位的红土镍，为中国的钢铁企业提供了大量低成本高品质的镍铁，从而由此引起中国对红土镍的需求大大增加，在2006-2009年上半年止，中国就进口来自印度尼西亚及菲律宾等国含镍量为0.7%-2.2%的红土镍6000万吨，进口价格最高时到岸价（CIF）达到100美元每吨。
印尼是全球红土镍的主要出产地。目前，中国对该性质的矿进行了大量的试验研究和生产实践，采用烧结、高炉冶炼及电弧炉冶炼等工艺处理这种氧化镍和低品位镍矿的生产新工艺及流程来加工生产镍铁以满足中国对金属镍的需求。红土镍回转窑两步生产含镍生铁的方法是全球冶炼氧化红土镍的投资最少，效果显著的一种方法。回转窑冶炼红土镍的方法在日本国已实施多年，由于该技术对中国及国际上的封锁，因而一直未在中国及除日本国以外的国家用来冶炼氧化红土镍,从2008开始,这一技术开始在中国实施,已有多家企业利用原有的回转窑开始生产镍铁,其中一家企业已在天津黄骅港投资3亿元人民币开工建设回转窑冶炼红土镍的加工厂。回转窑冶炼金属矿的技术在中国有几十年的厂史,生产和加工工艺非常成熟。回转窑两步生产含镍生铁的液态镍铁冷却成生镍铁，破碎后干磁选成高品质的生镍铁，与国内现有高炉冶炼及日本技术相比损耗少，工艺简单、生产安全、操作方便、能源消耗低、投资成本低。回转窑两步法根据红土镍含镍和铁的不同情况可生产的成品为含镍8-18%的含镍生铁。通过电炉精炼后可以直接用于304系列不锈钢制造，也可直接用作不锈钢的生产原料,同时可作为钢水熔炼时的冷却剂，与同类产品相比的市场使用面广，市场需求大。
1.2.2项目相关政策分析
为从法律和法规制度上保障和支持全国节能工作的开展，中央和地方各级政府相继出台各项法律和法规政策。
中国面对有限的能源资源积极应对，相继出台了各项节能法规，其中最重要的是《中华人民共和国节约能源法（修订版）》和《中华人民共和国循环经济促进法》等基本法规和制度。这是一项指导我国产业节能的根本法律制度。
根据《中华人民共和国节约能源法（修订版）》第二节第三十条规定：国务院管理节能工作的部门会同国务院有关部门制定电力、钢铁、有色金属、建材、石油加工、化工、煤炭等主要耗能行业的节能技术政策，推动企业节能技术改造。国家通过制定节约能源法规制度，明确提出高耗能行业必须进行节能技术改造，实现循环经济和可持续发展。
根据《中华人民共和国循环经济促进法》第二章基本管理制度第十六条规定：国家对钢铁、有色金属、煤炭、电力、石油加工、化工、建材、建筑、造纸、印染等行业年综合能源消费量、用水量超过国家规定总量的重点企业，实行能耗、水耗的重点监督管理制度。国家再次立法来明确高耗能行业进行节能技术改造来降低能耗。
国家发改委也发布相应文件《国务院关于印发节能减排综合性工作方案的通知》（国发[2007]15号），也指出政府鼓励企业进行节能减排的改造工作。
1.2.3项目现实背景分析
回转窑烧结生产红土镍矿是目前国际加工红土镍的最新最好的技术。现有红土镍提取金属镍的工艺对红土镍矿的镍的品位要求高，高炉冶炼主要能耗是焦炭，电炉冶炼高耗电能，浸法提炼环境污染严重，且生产时原材料损耗大，投资额大，工艺复杂，安全生产不易控制。与现有技术相比，项目损耗少，工艺简单、生产安全、操作方便、能源消耗低、投资成本低，产品市场需求量大。
工艺特点及优势
1、本项目利用回转窑冷却塔进行密封冷却，提高了产品的品质及成品的回收率，本项目技术在球磨、磁选工艺阶段与同类工艺技术比，电能消耗低、球磨设备投资省、产能高，不会产生工业冷却时的高温废气，一次回转窑中的尾气可用来发电及作为原料的风干脱水循环使用；冷却用水量少，冷却水循环利用，无污水排放；
2、熔炼的主要能源为煤炭, 而不是价格昂贵的焦炭或电能，能源消耗低且容易获得，窑中尾气可以用来发电及作为热风用于原矿混合料风干脱水，减少石灰石、煤粉的投量，环保节能，无大气污染及废气排放；
3、所产镍铁质量高（含镍8-18%），可直接用作不锈钢的生产原料、同时可作为钢水熔炼时的冷却剂，与同类产品相比的市场使用面广，市场需求大。
商都中建金马冶金公司原有红土镍矿烧结生产工艺采用烧结机生产，产量低，不能满足公司的生产发展和当地环保部门的要求，为了减少对自然环境的污染，全面综合提高社会资源的有效利用，同时增加企业经济效益，提升企业综合生产素质，采用回转窑烧结红土镍矿具有非常深远的意义。
1.3 项目建设条件
1.3.1项目地理与交通
拟建场地在内蒙古自治区商都县工业园区。本工程建设场地选择在商都县，其地理位置：东经113°08’-114°15’，北纬41°18’-42°09’，县辖14个乡镇，总土地面积为4304．4公顷。商都县属内蒙古自治区乌兰察布市，位于乌兰察布东部，地处内蒙古、河北、山西三省交界处，并跨入北方地区京津三小时经济圈。地理位置优越，交通十分便捷，呼满通道、国道208支线从商都通过，形成了北通二连、东往北京、西连呼市包头、南去山西大同、横贯全区东西、连接东北与西部的铁路、公路主干线从商都经过。
1.3.2气象资料
建设区平均海拔1400多米，属中温带大陆性季风气候，光资源丰富，干燥少雨，地下水富集。平均气温为3.1℃，无霜期120天左右，年均降水量351.5毫米。
1.3.3 厂区地形条件
厂区地貌北部由低山丘陵区、宽谷洼地区和山间盆地组成，东南部为山前倾斜平原、河谷平原及湖积平原组成的商都盆地区。
1.3.4供电
本项目由商都旗台220kv变电站35kv侧分两回线引入厂区，作为项目主供电源；由厂区外的10kv线路引入作为备用电源。
1.3.5供水
厂区用水由本公司三眼机井的DN80mm水泵供应，供水能力不小于60 m3/h。
1.3.6工厂运输
项目所处地理位置距二广高速公路和京藏高速公路大约60公里，交通极为方便，运输均采用公路运输。
1.4 建设规模与产品方案
1.4.1建设规模
项目实施前（无项目）原有烧结机生产线。
项目实施后（有项目）建设规模为2条年产50万吨红土镍矿烧结矿回转窑生产线。
1.4.2产品方案
项目实施前（无项目）年生产红土镍矿烧结矿53万吨。
项目实施后（有项目）产品方案为年产100万吨红土镍矿烧结矿
1.5 可行性研究的范围
本可行性研究的范围从红土镍矿、煤粉等原料进厂到烧结矿出厂的生产线以及必要的辅助生产设施，可行性研究的内容包括制棉车间的建设条件、生产工艺、建筑工程、电气自动化、总图运输、给排水、环境保护、劳动安全、节约能源等，并根据建设规模和技术方案进行投资估算和技术经济分析。
1.6资金筹措
项目总投资 万元，拟从三个渠道筹措，一是申请扶持资金万元；二是银行贷款 万元；三是企业自筹 万元。
1.7投资使用计划
项目计划建设期 月，总投资 万元，建设期投资 万元。项目建设期投资包括：包括建筑工程费 万元，设备购置费 万元，安装费用 万元，其它费用 万元，预备费用 万元，建设期利息 万元。项目投产使用流动资金 万元。
1.8经济效益和社会效益评价
1.8.1利润总额及分配
。
1.8.2财务内部收益率、财务净现值、投资回收期
。
1.9 编制依据
（1）华迪钢业集团商都中建金马冶金公司与 公司签定的技术合同书；
（2）华迪钢业集团商都中建金马冶金公司与 公司编制可研报告的委托书；
（3）华迪钢业集团商都中建金马冶金公司提供的有关基础资料。
2.0 指导思想与原则
（1）充分进行技术方案的优化研究，力求生产车间总平面布置紧凑、工艺流程顺畅、尽量减少生产环节、增加厂区绿化面积，建设一个文明、美丽、环保的现代化工厂。
（2）考虑各生产线在流程及工艺上的衔接，使各生产线形成统一的整体。
（3）采用国内先进、成熟、可靠的技术与装备，确保整体水平处于国内先进水平。
（4）在设计中处处体现执行国家节能政策，强化节能设计，为业主实现最大的经济效益提供技术保障。
（5）在工艺先进的前提下采用优化建筑结构设计等措施，尽可能降低工程投资。
（6）贯彻执行国家对环保、劳动安全、工业卫生、计量、消防等方面的有关现行规定和标准，采用先进、成熟、可靠的环保技术装备，并做到“三同时”。
（7）主机设备的选型紧紧围绕投产后尽快达标达产这个中心，使工程建设达到预期的经济效益和社会效益。
（8）重视辅机设备的可靠性，为充分发挥主机生产能力，辅机设备规格和能力适当留有余地，以避免由于辅机设备故障及能力而影响系统产量和运转率。
（9）采用节能工艺和国家推荐的节能机电设备，以降低产品成本。
(10) 采用先进、可靠的集散式控制系统，以达到高效、节能、稳定生产、优化控制的目的。
2.1研究结论、存在问题和建议
2.1.1 研究的简要综合结论
通过市场分析、技术方案论证及技术经济分析，初步结论如下：
（1） 本项目采用为红土镍矿、煤粉等原料制造烧结矿生产工艺，项目符合国家的产业和环境保护政策。有利于资源的综合利用，改善当地的自然环境。
（2） 本项目所需的建设条件均有保障，用电由当地电力部门负责架线到厂区，公路、铁路、水路交通条件方便，满足运输量的要求。
（3） 通过项目烧结生产的产品有明显的价格优势，企业经济效益和社会效益明显增加。
（4） 本工程积极采用了先进可靠的技术和设备，设备完全可以由国内解决。
（5） 技术经济结果表明，项目经济效益明显，全投资内部收益率 ，（税前），盈亏平衡点为 %，说明此项目有较强的抗分险能力。
2.1.2 存在问题和建议
项目存在的问题是项目建设投产后，由于原料成分的波动，会造成产品产量和质量不稳定，会对项目产生影响及波动。
针对项目存在的问题，我们建议原有生产企业必须控制原料的稳定性，实现项目设计要求。
2.2 主要技术经济指标表
第二章 市场背景
2.1全球镍矿资源、生产、供需、价格的背景述评
2.1.1资源／储量
2010年底，中国查明资源储量801.39万吨。查明资源储量中基础储量272.72万吨（其中储量231.87万吨），资源量528.67万吨。
新中国成立以来至2010年累计查明镍金属资源／储量972.29万吨，其中基础储量433.33万吨。查明资源／储量数量增长最快的时期是1962年到1975年。1976年到2008年期间查明资源／储量数量增长减缓。20世纪80年代以后找矿难度加大。根据对国内基性-超基性岩体区域调查和普查找矿的结果，近期难以在中国地表发现大批新的大型铜镍矿床。
2.1.2产量
从1955年至2008年，中国矿山共生产镍82.78万吨，冶炼厂共生产精炼镍90.73万吨（表1)，它们都产自硫化铜镍矿床。2004年以前矿山产量和冶炼生产能力相当，主要使用中国矿山生产的原料冶炼镍，2005年开始从国外进口原料以满足冶炼生产能力的需求。

名称
单位
1999年
2000年
2001年
2002年
2003年
2004年
2005年
2006年
镍精矿
万吨
含镍量
4.95
5.03
5.15
5.37
6.11
7.56
7.27
8.21
精炼镍
万吨
金属量
4.44
5.09
4.97
5.24
6.47
7.58
9.51
10.19
消费量
万吨
金属量
4.2
5.37
9.14
9.07
13.78
14.37
18.85
23.5
表二 中国镍矿及有关产品产量及消费量
2.1.3消费
2006年中国镍消费量达到19.29万吨。2000年以前原料可满足中国国内消费的需求，从2001年开始由于中国不锈钢和电池产量快速增加，原料不能满足中国国内消费的需求，2000-2006年间消费量的年均增长率为23.75%，国内原料的自给率从90%快速下降到40％左右，缺口靠进口补充（表二）。 
2.1.4需求
1990-1999年中国不锈钢产量始终徘徊在25-40万吨，镍／钢比值为0.04％，与世界平均镍／钢比值0.11％和工业发达国家的比值0.16-0.23%有很大差距。新世纪伊始中国开始进人规模化生产不锈钢阶段，产量快速增长，2002年120万吨，2003年180万吨，2004年275万吨，2005年387万吨，2006年536万吨。根据目前中国钢铁厂发展规划的统计，2011年中国不锈钢产量将可能达到600-900万吨。仅根据中国不锈钢产量数据测算，2011年中国镍的消费量将达到24-36万吨。
2.1.5世界镍矿资源储量
2006年世界镍储量为6400万吨，储量基础为14000万吨。目前世界陆地探明的镍储量可以满足未来几十年内生产的需求。
世界镍储量主要集中分布在古巴、加拿大、俄罗斯、新喀里多尼亚、印度尼西亚、菲律宾、南非、澳大利亚、中国和巴西等国家，它们约占世界镍总储量的91％。
世界陆地已查明镍平均含量接近（或大于）1％的镍矿资源量为1.30亿吨。其中60％属于红土型镍矿床，其共、伴生矿产主要是钴和铁，主要分布在赤道附近的古巴、新喀里多尼亚、印度尼西亚、菲律宾、巴西、哥伦比亚和多米尼加等国家；40％属于岩浆型铜镍硫化物矿床，其共、伴生矿产较多，主要有铜、钴、铂族、金、银、镓、钢、锗、硫、硒、蹄等，主要分布在欧、亚、非、澳和北美洲的古老地盾区、中生代凹陷区和古生代地槽褶皱带的岩浆侵入岩体中，这些侵入体多受旁侧的深大断裂控制，如加拿大、俄罗斯、澳大利亚、中国、南非、津巴布韦和博茨瓦纳等国家的铜镍矿床。另外，大洋深海底和海山区的锰结核和锰结壳中还含有大量镍资源，其主要共、伴生矿产是铜、钴和锰，主要分布于太平洋海底。
2.1.6国际红土镍矿的开发利用现状
目前国际利用湿法冶炼红土镍矿，鉴于红土镍矿的成分不同，往往采用不同的方法和流程，还原焙烧-氨浸、高压酸浸、常压浸出、堆浸等。
2.1.7镍的消费和价格
2006年世界精炼镍消费量为137.67万吨。由于不锈钢和耐热钢约占镍消费量66%（世界不锈钢产量增加10%，镍消费量增加1%)，因此不锈钢产量是镍需求量的标志之一。2005年世界不锈钢产量为2432万吨，2006年为2836万吨。其中中国产量快速增长，2005年中国产量为387万吨，2006年为536万吨。
2009年世界经济开始复苏，2011年持续向好，不锈钢产量持续上升，特别是中国，镍消费量快速增加。近年来由于航天、航空器制造业和电子制造业的快速发展，镍基合金、铜基合金和镍电池（NiCad和NiMH）领域镍的消费量快速增加。因此从长期趋势看，世界镍消费量仍将呈增长态势。
国际和国内市场镍价（表4、5)。

表五 金川公司2009年8月金属镍出厂价格

2009年1-9月电解镍市场价格走势图

2.2中国回转窑冶炼红土镍矿的现状
中国的现代化镍铁冶炼还处于空白状态，目前生产低镍生铁的小高炉和小矿热炉工艺由于高能耗、高污染，在激烈的市场竞争下正逐渐退出历史舞台。
（一）、鼓风炉(小高炉)工艺
鼓风炉工艺是最早出现的红土镍矿冶炼镍铁的技术，1875年，在新喀里多尼亚小高炉就已应用，后法国也有采用，但该法因消耗大量优质焦炭、污染严重而为人诟病。最终该工艺在市场竞争和环保压力下停止，1985年日本矿业公司佐贺关冶炼厂的最后一座镍铁高炉熄火，标志着鼓风炉冶炼镍铁技术在欧美、日本等发达国家寿终正寝。
前几年我国快速发展的不锈钢生产拉动了镍铁需求，在高镍价、低价焦炭、低环保门槛的条件下，部分投资者利用钢铁产业政策淘汰的炼铁高炉冶炼镍铁，获得暴利。但随着焦炭价位回归合理、镍价下跌和环保政策落实，目前高炉镍铁厂大部分已停产。
高炉冶炼镍铁技术必将被淘汰的主要原因是：
(1) 原料适应性差、高炉无法大型化红
适用“高铁低镁(低镍)”红土镍矿，当红土矿含镍1.5％、含铁35％时可得到含镍约 4％的低镍生铁。如果用低铁高镁(高镍)矿，高炉渣量大、粘度大炉况顺行难以保证。
由于炉料强度低，只能采用小型高炉(矮高炉)生产镍铁。
(2) 产品质量难以符合炼钢要求
高炉含镍生铁品位低，一般在2～8％，大多在5％以下，冶炼不锈钢时需要配合加入较多的镍板，这提高了单位原料镍的成本。
该工艺焦炭、熔剂的用量大，P、S大部分进入产品，镍铁品位低、ω(S)、ω(P)含量高，增加了不锈冶炼的负担。
(3) 生产工艺不稳定
镍铁的成分波动大，不易控制，难以大批量稳定供货。
(4) 焦比高
生产含镍2％的镍铁，每吨镍铁的焦炭消耗大于1.0t；生产含镍5％的镍铁，每吨镍铁的焦炭消耗量约2.0t。
(5) 污染严重
除去传统高炉污染，氟化物的污染更严重。为保持高炉顺行，必须加入萤石以提高炉渣流动性，萤石加入量占炉料总量的8～15％，国内镍铁小高炉没有脱氟设备，全部放散，对人和环境伤害巨大。
（二）冷料入炉“烧结机-矿热炉”镍铁工艺
由于焦炭涨价和用户要求高含镍量的镍铁，国内建设了一些用烧结机生产红土镍矿烧结矿，冷却后入矿热炉冶炼镍铁的工厂。其中很多是改造旧的铁合金电炉来生产镍铁，变压器容量多为6.3MVA、9MVA和12.5MVA，最大的为25MVA。
该工艺不用焦炭，原料适应性比小高炉好，产品镍含量更高，但仍存在能耗高、效率低的缺陷。某厂用2％品位的镍矿，生产含镍11～14％的粗镍铁，每吨粗镍铁冶炼电耗(1～1．2)×104kWh/t，折合吨金属镍电耗8.8万kWh，是RKEF工艺的2倍多。原因在于：“烧结机-矿热炉”工艺无法为矿热炉提供预还原的高温料。
25MVA矿热炉4h出一次铁，每次出铁量约15t，折合lMW功率年产镍金属量仅140t。
高电耗和低效率与冷料入炉相关，大量时间和电力用于炉料升温。
“烧结机(有的还采用土法烧结工艺和烧结锅工艺准备矿热炉用原料)-矿热炉”工艺的产镍铁厂都没有完善的环保设备，特别是矿热炉为敞开式或者半密闭的小烟罩式，不能回收煤气，不但污染环境，还造成煤气浪费。烧结机也全部没有安装余热回收利用设施，这类工厂不具备现代化、大规模的镍铁生产条件。
有的工厂利用电弧炉处理烧结矿，生产镍铁，效益更差，基本上已停产。
（三）RKEF工艺(“回转窑-矿热炉”法)
RKEF工艺技术(“回转窑-矿热炉”法)始于20世纪50年代，由Elkem公司在新喀里多尼亚的多尼安博厂开发成功，由于产品质量好、生产效率高、而且节能环保，RKEF工艺很快取代了鼓风炉工艺。随着冶金科学技术的发展，RKEF工艺也吸纳了包括自动化、清洁生产在内的众多最新技术成果，在设计制造、安装调试和生产操作上日臻成熟，已成为世界上生产镍铁的主流工艺技术，占据统治地位。目前全球采用RKEF工艺生产镍铁的公司有十几家，生产厂遍及欧美、日本、东南亚等地，其中最大年产能达7～8万t金属镍，在长期的经营中，尽管世界镍行业风云变幻、镍价大起大落，但这些镍铁厂大都保持着良好的业绩。2005年美国金属学会调查了世界红土镍矿冶炼厂及年产量，见表6。

表6 2009年美国金属学会调查的世界红土镍矿冶炼厂及年产量

这13家镍冶炼厂的年产量总计约36.5 万t，约占世界原生镍总产量的30％，占红土矿火法冶炼镍铁产量的8l％(2007年世界总产镍量142万t，氧化镍矿的贡献为42％，以镍铁形式生产金属镍量约45万t)。
可见，在世界范围，以廉价的红土镍矿为原料，采用RKEF火法冶炼镍铁的工艺技术具有很强的适用性和经济性。

第三章 项目单位简介
华迪钢业集团商都中建金马冶金公司位于内蒙古商都县工业园区，公司于2004年6月成立，公司拥有净资产1.6亿元，现有4台12500KVA矿热炉、两座3.5万KW变电站，年产镍合金5.28万吨，年销售收入12亿元，利税8千万元。公司现有员工420人，其中高级工程师11名，中级工程师18名，技师32名。
商都中建金马冶金公司主要产品是高镍合金，产品主要供应华迪钢业集团和太钢集团公司。公司生产设备配套，工艺技术先进，产品质量稳定，已通过ISO9001-2000质量认证，公司引进朔州晋源特种合金有限公司多项发明专利应用于生产当中，取得了良好的经济效益，公司拥有国家二级实验室一个，为研发和节约成本创造了有利条件，同时公司还为当地解决420多名下岗人员再就业问题，获得很好的社会效益。
公司4台12500KVA矿热炉均配套4台布袋除尘器，经乌兰察布市环保局监测，烟气排放达到国家二级排放标准，每日生产出的废渣通过磁选后，按商都县政府指定区域堆放，严格控制废渣的二次大面积污染。
第四章 项目技术和设备方案
4.1项目实施前技术方案（“无项目”）
4.1.1项目实施前生产规模
项目实施前年生产红土镍矿烧结矿53万吨。
4.1.2项目实施前技术工艺
烧结工艺流程：主要包括烧结料的准备，配料与混合，烧结和产品处理等工序。
（1）烧结原料的准备主要是：
　　①矿粉
　　含镍量较高、粒度<5mm的矿粉，一般要求成分稳定，杂质少。
　　②熔剂
　　要求熔剂中有效CaO含量高，杂质少，成分稳定，含水3％左右，粒度小于3mm的占90％以上。
　　在烧结料中加入一定量的白云石，使烧结矿含有适当的MgO，对烧结过程有良好的作用，可以提高烧结矿的质量。
　　③燃料
　　主要为焦粉和无烟煤。
　　对燃料的要求是固定碳含量高，灰分低，挥发分低，含硫低，成分稳定，含水小于10％，粒度小于3mm的占95％以上。
　（2）配料与混合
①配料
配料比例为：81%的红土镍矿、9.2%的石灰、9.8%的焦粉。
②混合
采用二次混合，混合时间一般不少于2．5～3min。
烧结生产
烧结作业是烧结生产的中心环节，它包括布料、点火、烧结等主要工序。
①布料
将铺底料、混合料铺在烧结机台车上的作业。
当采用铺底料工艺时，在布混合料之前，先铺一层粒度为10～25mm，厚度为20～25mm的小块烧结矿作为铺底料，其目的是保护炉箅，降低除尘负荷，延长风机转子寿命，减少或消除炉箅粘料。
铺完底料后，随之进行布料。布料时要求混合料的粒度和化学成分等沿台车纵横方向均匀分布，并且有一定的松散性，表面平整。
目前采用较多的是圆辊布料机布料。
②点火
点火操作是对台车上的料层表面进行点燃，并使之燃烧。
点火要求有足够的点火温度，适宜的高温保持时间，沿台车宽度点火均匀。
点火温度取决于烧结生成物的熔化温度。常控制在1250±50℃。
点火时间通常40～60s。
点火真空度4～6kPa。
点火深度为10～20mm。
③烧结
准确控制烧结的风量、真空度、料层厚度、机速和烧结终点。
烧结风量：平均每吨烧结矿需风量为3200m3，按烧结面积计算为(70～90)m3／(cm2．min)。
真空度：决定于风机能力、抽风系统阻力、料层透气性和漏风损失情况。
料层厚度：合适的料层厚度应将高产和优质结合起来考虑。一般采用料层厚度为250～500mm。
机速：合适的机速应保证烧结料在预定的烧结终点烧透烧好。实际生产中，机速一般控制在1.5～4m／min为宜。
4.2项目实施后技术方案（“有项目”）
4.2.1设计原则：
本设计为老厂技术改造，采用简单、实用、节省的原则。
4.2.2原燃料消耗
表4-1原燃料消耗表
注:镍矿量以干重计。原矿含有10%的化合水和21%的吸湿水。
序号
原料名称
日 耗
月耗t
年耗t
重量t
容积m3
1
镍矿
2×1200
2×666
2×36000
2×396000
2
石灰石
2×137
2×91
2×4110
2×45210
3
无烟煤
2×48
2×96
2×1440
2×15840
4
烟煤
2×96

2×2880
2×31680

总计
2×1481

2×44430
2×488730
4.2.3原料要求
(1) Ni品位，希望在1.5以上，最好 2.0以上。
(2) Fe／Ni，希望在6～10，最好接近6，中Ni品位高；如果Fe／Ni>10，则很难冶炼出含20％的镍铁，因为原料中Fe过高，很难在回转窑中控制氧化铁的还原度。
(3) MgO/SiO2，在0.55～0．65较合适，少量加入熔剂就可以得到低熔点的炉渣结构。
以上3个条件只是合适的条件，而不是必须的条件，在矿石条件不符合上述要求时，可以生产品位较低的镍铁，技术经济指标将受到影响。
4.2.4工艺流程
红土镍矿受料斗----皮带机----锁风给料机---烘干机----皮带输送机--破碎机---斗式提升机---干矿储存库----与石灰石还原炭配料---提升机-----预热器-----回转窑----保温热料仓----保温料罐
（1）烘干与破碎
红土镍矿储存于原料堆棚，由装载机送入受料斗，由调速皮带秤计量后，由胶带输送机送到一台∮3.6×32米回转烘干机，烘干后的物料由皮带输送机送到破碎机破碎至小于40mm，出破碎机的物料由皮带输送机送到干矿储库。
烘干机进料水份约35%，出料水份约20%。
烘干机热源由一台沸腾炉提供，在正常生产时由回转窑尾烟气余热。进烘干机的烟气温度约500-600℃，出烘干机的烟气温度约120℃。
半密闭矿热炉产生的热烟气接入烘干机头，以利用其余热。管道系统设有安全阀组，平衡系统阻力。烟气与物料逆流。
（2）配料
利用原有的堆棚进行改造，项目有干矿料仓、石灰石库、无烟煤库各1座，容量约100吨/座，库底和仓底设调速皮带秤各一台，按比例计量后由一台皮带输送机和斗式提升机到预热器料仓。
（3）预热
选用1台∮4.3×64米回转窑和1台∮4.8×24米立式预热器，生产能力50t/h。计量配料后的物料加入立式预热器，物料流态化自上而下，与上升的烟气进行热交换，进入烘干机的烟气温度约600--700℃，热交换后的烟气温度约400-500℃。物料的入窑的大部分自由水分被烘干，物料被预热至约400℃。
（4）烧结
回转窑窑头选用一台双通道燃烧器，其中1个通道为风送煤粉，1个通道为净风，煤粉量通过计量后供给，为回转窑提供热源。本工艺如果选用三通道或者四通道并不有利。回转窑的热源采用烟煤粉。回转窑温度控制在950~1000度，镍矿发生脱除结晶水和预还原反应。出回转窑的热料温度约700~800℃，储存在窑头热料仓。
回转窑-烘干机系统产生的烟气，由烘干机进料端引出，接旋风除尘器、引风机、组合式除尘器除尘，实现环保达标排放。除尘下的尘灰润湿后送入原矿堆场。
表4-2 工艺技术指标
序号
项目
单位
数值
1
焙烧矿石名称

红土矿（干燥后）、石灰石、无烟煤
2
焙烧能力（烧成矿）
t/h
50（焙烧矿）
3
矿石粒度
mm
0 – 50
4
焙烧前红土矿吸附水含量
%
10 – 20
5
焙烧前红土矿化合水含量
%
5-20
6
焙烧失重量
%
25 – 40
7
焙烧温度
度
900-1000
4.2.5项目实施前后工艺比较
①原料适应性强。可适用镁质硅酸盐矿和含铁不高于30％的褐铁矿型氧化镍矿，以及中间型矿。最适合使用湿法工艺难以处理的高镁低铁氧化镍矿石。
②镍铁品位高，有害元素少。同样的矿石，RKEF工艺生产的镍铁品位高于高炉法和“烧结矿-矿热炉”工艺。该工艺的脱硫和转炉精炼工序能够将镍铁的有害元素降低到ISO6501标准所要求的范围内，为炼钢用户所欢迎。
③节能环保，循环利用。原料水分较多，料场和筛分破碎运输的过程中不产生粉尘，回转窑烟气余热可回收蒸汽用于发电，经过烟气脱硫满足环保要求后排入大气，回转窑和矿热炉烟尘返回料场；矿热炉煤气经除尘后送回转窑作燃料，炉渣水淬后成为建筑工业原材料。烟气余热回收蒸汽，煤气回收利用，炉渣磁选回炉，尾渣可铺路或制作水泥。从含水炉料进入回转窑直到矿热炉出铁出渣的整个过程产中，炉料处于全封闭，环保节能。
④镍渣热料入矿热炉。回转窑产的镍渣在900℃以上的高温下入炉，相对于“烧结矿-矿热炉”的冷料入炉，节省了大量的物理热和化学热，显著降低了电能和还原剂的消耗，提高了生产效率。
4.3产品方案
本项目产品方案为年产100万吨红土镍矿烧结矿。
表4-3 物料平衡表
序号
原料名称
日耗t
年耗t
序号
名称
日产t
年产t
1
镍矿
2×1200
2×396000
1
烧结矿
2×1466
2×483780
2
石灰石
2×137
2×45210
2
废气及烟尘
2×15
2×4950
3
无烟煤
2×48
2×15840

4
烟煤
2×96
2×31680

总计
2×1481
2×488730

2×1481
2×488730
注：工作天数330天
4.4设备方案
4.4.1设备构成
项目设备构成如下：
（1） 原矿储存、输送与配料系统
附加剂料仓、皮带、溜槽、电磁式震动给料器、电子称量器。称重配料系统采用机械上料，分别在一、二车间原上料位置新增加两套自动配料系统（每套八仓四组称重配料装置），两组配料皮带输送机，两组大倾角上料皮带机和四组储料仓。
（2） 烘干与破碎系统
设备明细见附表。
干燥机参数见下表：
表4-3 干燥机参数
序号
项目
单位
数值
1
设备名称

φ3.6x32 米干燥机
2
干燥能力(干燥后矿石量)
t/h
50
3
干燥矿石名称

红土矿原矿
4
矿石粒度
mm
0 – 200
5
干燥前矿石水份含量
%
20 – 30
6
干燥后矿石水分含量
%
10 – 20
7
热源

沸腾炉、窑尾烟气、矿热炉气
8
干燥筒直径
m
3.6
9
干燥筒长度
m
32
10
干燥筒倾斜度

3/100
11
转速
rpm
1 – 4
（3）预热器与烟室
设备明细见附表。
（4）回转窑与燃烧系统
设备明细见附表。
回转窑的基本参数见下表：
表4-4 回转窑参数
序号
项目
单位
数值
1
直径
M
4.0
2
长度
m
60
3
倾斜度

2.5/100
4
转速
rpm
0.5 – 4
5
调速方式

变频调速
6
档轮结构形式

液压档轮
7
烧嘴形式

双通道煤粉烧嘴
（5）保温热料仓
（6）煤粉制备系统
设备明细见附表。
（7） 烟气除尘系统
气流：鼓风机---燃烧器---回转窑---窑尾烟室---预热器---烘干机---旋风除尘器---引风机----组合式除尘器----烟囱
（8） 电气自动化仪表
1）系统配置
为提高自动化控制水平，本技术方案本着实用、可靠、先进的原则，采用集散型控制系统，对系统进行生产过程监测、控制和电机顺序连锁启停控制，控制范围从原料配料到烧结。集散控制系统由过程控制站、操作管理站以及通讯网络组成，根据生产工艺流程、主机设备的配备以及一线控制系统配置情况，本扩建工程需增设二个现场过程控制站和三套上位机操作管理站(其中一套设在公司经理办公室，便于领导实时了解生产工况)，并与一线的DCS控制系统通讯组网，使全厂形成一个完整网络控制系统、便于全厂生产线能达到统一的生产控制，统一生产管理和统一生产调度。
本工程需增设一个现场过程控制站，由3台PLC柜组成。各工段生产过程参数、电机启停信号、连锁信号和执行部件的控制信号就近接入各自电控室的PLC柜，PLC柜间的连接以及与操作管理站间的连接由相应的通讯网络线实现。
操作管理站设大屏幕彩色CRT、操作员键盘、球标、打印机作为人机界面。操作站对生产线的运行数据进行处理、储存和管理，并具有各种实时数据、图形、趋势及打印、报警、故障处理等功能。
2）计算机控制系统的选型
计算机控制系统选型根据多年来在烧结厂的成功应用经验，选用可靠性高、技术先进、操作方便的成熟系统；操作站的系统软件优