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        鎳的表觀消費(fèi)量中，不銹鋼消費(fèi)約占總消費(fèi)量的50～65％，電鍍行業(yè)約占20％，在研究鎳的消費(fèi)量時(shí)首先要分析不銹鋼的生產(chǎn)、消費(fèi)所產(chǎn)生的影響。

       二、我國(guó)原生鎳市場(chǎng)巨大

     （一）不銹鋼消費(fèi)量的快速增長(zhǎng)將拉動(dòng)鎳消費(fèi)量的提高
       隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平提高，不銹鋼生產(chǎn)消費(fèi)快速增長(zhǎng)。鉻鎳系不銹鋼是消費(fèi)鎳的主要不銹鋼品種，由于其優(yōu)異的綜合性能，得到廣泛應(yīng)用，占不銹鋼總產(chǎn)量的60～75％。近年鎳價(jià)和鉻價(jià)高啟，不銹鋼企業(yè)著力開(kāi)發(fā)鐵素體不銹鋼和節(jié)鎳不銹鋼，已取得一定成果。但業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為，300系不銹鋼仍將占據(jù)不銹鋼總產(chǎn)量50％以上。
       預(yù)計(jì)2010年我國(guó)不銹鋼粗鋼消費(fèi)量將達(dá)1100萬(wàn)t，其中Cr-Ni系不銹鋼占600萬(wàn)t以上。

       不銹鋼產(chǎn)量的增長(zhǎng)將拉動(dòng)鎳金屬消費(fèi)量增長(zhǎng)。不銹鋼生產(chǎn)所需鎳金屬主要來(lái)源于金屬鎳、鎳鐵和不銹鋼廢鋼。隨著不銹鋼產(chǎn)量增加，我國(guó)鎳金屬依賴進(jìn)口的局面短期內(nèi)不會(huì)改變。

        據(jù)海關(guān)統(tǒng)計(jì)，2007年我國(guó)凈進(jìn)口鎳金屬量15萬(wàn)t(包括精煉鎳、鎳鐵、不銹廢鋼中含鎳等)，加上國(guó)內(nèi)鎳金屬產(chǎn)量13萬(wàn)t，鎳鐵200萬(wàn)t，不銹廢鋼182萬(wàn)t，三者合計(jì)折合鎳金屬供應(yīng)量約26萬(wàn)t，總的鎳供應(yīng)量約41萬(wàn)t。

     （二）預(yù)計(jì)2010年，鎳金屬供應(yīng)將繼續(xù)依靠進(jìn)口

       1、20l0年將比2007年增產(chǎn)150萬(wàn)t鉻鎳系銹鋼，鎳需求量將增加10～15萬(wàn)t。

        2、我國(guó)不銹鋼社會(huì)積存量低，而且不銹鋼生產(chǎn)周期長(zhǎng)，國(guó)內(nèi)不銹廢鋼資源難以快速增加，不銹廢鋼進(jìn)口也不可能大量增加，不銹鋼廢鋼緊缺的局面將繼續(xù)存在。

        3、目前國(guó)內(nèi)多家企業(yè)在海內(nèi)外籌建鎳(鐵)廠，將會(huì)增加鎳的供應(yīng)。但總體上看，由于受到基礎(chǔ)設(shè)施、技術(shù)、資金、人文環(huán)境等方面的限制，進(jìn)展較慢，規(guī)模偏小。

       我國(guó)還沒(méi)有現(xiàn)代化鎳鐵廠，不銹鋼廠年消耗約8萬(wàn)t低品位含鎳生鐵，主要產(chǎn)自高污染的小高爐和低效率、高能耗的小型礦熱爐，產(chǎn)品質(zhì)量不符合ISO6501標(biāo)準(zhǔn)。隨著環(huán)保政策落實(shí)和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)加劇，這種工藝將在近年內(nèi)淘汰。

         三、國(guó)家政策積極支持“開(kāi)發(fā)低品位紅土鎳礦高效利用關(guān)鍵技術(shù)”

        長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)鎳的生產(chǎn)以金川公司為主，其原料是當(dāng)?shù)禺a(chǎn)硫化鎳礦，是不可再生資源，資源量漸少、開(kāi)采難度增大，從國(guó)家戰(zhàn)略儲(chǔ)備考慮，應(yīng)對(duì)金川鎳礦這一寶貴資源進(jìn)行保護(hù)性開(kāi)發(fā)，而從國(guó)際市場(chǎng)購(gòu)買硫化鎳礦解決國(guó)內(nèi)不足的可能性很小，因此應(yīng)借鑒國(guó)際上成熟的鎳鐵冶煉技術(shù)，開(kāi)發(fā)適合國(guó)內(nèi)原料和能源條件的技術(shù)，利用國(guó)際上容易購(gòu)得的氧化鎳礦生產(chǎn)鎳鐵，滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展要求。

        2008年發(fā)改辦高技【2008】301號(hào)《國(guó)家發(fā)革委辦公廳關(guān)于組織實(shí)施2008年度重大產(chǎn)業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā)專項(xiàng)的通知》第三條中明確指出：“資源綜合利用關(guān)鍵技術(shù)方面：開(kāi)發(fā)復(fù)雜多金屬共伴生礦高效開(kāi)發(fā)利用技術(shù)、冶煉過(guò)程中稀有稀散元素提取技術(shù)、低品位紅土鎳礦高效利用關(guān)鍵技術(shù)、金屬礦山二次資源中有價(jià)元素高效捕收技術(shù)”。將高效利用低品位紅土鎳礦關(guān)鍵技術(shù)列為國(guó)家重大產(chǎn)業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā)專項(xiàng)內(nèi)容之一。 國(guó)家《有色金屬工業(yè)長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃(2006～2020年)》中也指出：“由于硫化鎳礦資源緊缺，開(kāi)發(fā)鎳土礦具有重要意義”。

        可見(jiàn)，利用國(guó)外氧化鎳礦資源，借鑒國(guó)際上成熟先進(jìn)、節(jié)能環(huán)保的火法冶煉鎳鐵技術(shù)，開(kāi)發(fā)適合國(guó)情的紅土鎳礦高效利用技術(shù)，建設(shè)現(xiàn)代化鎳鐵廠，是受國(guó)家政策支持、市場(chǎng)潛力大的好項(xiàng)目，也是我國(guó)鎳工業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。

         四、借鑒國(guó)際上成熟的RKEF工藝，開(kāi)發(fā)低品位紅土鎳礦高效利用技術(shù)

         濕法冶煉工藝適合高鎳、高鈷，低鎂的紅土鎳礦，以液態(tài)酸(或氨)作浸出劑，提取Ni和Co，其余大量的鐵和少量的鉻全部成為固體廢棄物。浸出劑僅部分回收利用，其余經(jīng)處理后以液態(tài)形式排入江河或廢液池，濕法冶煉中還產(chǎn)生大量Co。這些廢固、廢液、廢氣無(wú)法循環(huán)利用，環(huán)境危害大，目前我們還沒(méi)有掌握相關(guān)的無(wú)害化處理技術(shù)。

        以低品位紅土鎳礦為原料，采用高壓酸浸工藝生產(chǎn)鎳硫，進(jìn)而生產(chǎn)電解鎳的工藝在世界上已經(jīng)成熟，但是受投資、技術(shù)引進(jìn)、環(huán)境保護(hù)措施的限制，在國(guó)內(nèi)建設(shè)這種工藝的鎳廠還需進(jìn)行技術(shù)開(kāi)發(fā)和研究，建廠條件還不成熟。

現(xiàn)實(shí)的做法是消化國(guó)外先進(jìn)成熟的火法冶煉鎳鐵的技術(shù)，按中國(guó)的能源條件對(duì)這種工藝技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)。建設(shè)適合中國(guó)國(guó)情的現(xiàn)代化鎳鐵廠。

      （一）國(guó)內(nèi)以紅土鎳礦為原料的鎳(鐵)冶煉工藝現(xiàn)狀

中國(guó)的現(xiàn)代化鎳鐵冶煉還處于空白狀態(tài)，目前生產(chǎn)低鎳生鐵的小高爐和小礦熱爐工藝由于高能耗、高污染，在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)下正逐漸退出歷史舞臺(tái)。

        1、鼓風(fēng)爐(小高爐)工藝

         鼓風(fēng)爐工藝是最早出現(xiàn)的紅土鎳礦冶煉鎳鐵的技術(shù)，1875年，在新喀里多尼亞小高爐就已應(yīng)用，后法國(guó)也有采用，但該法因消耗大量?jī)?yōu)質(zhì)焦炭、污染嚴(yán)重而為人詬病。最終該工藝在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)和環(huán)保壓力下停止，1985年日本礦業(yè)公司佐賀關(guān)冶煉廠的最后一座鎳鐵高爐熄火，標(biāo)志著鼓風(fēng)爐冶煉鎳鐵技術(shù)在歐美、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家壽終正寢。

        前幾年我國(guó)快速發(fā)展的不銹鋼生產(chǎn)拉動(dòng)了鎳鐵需求，在高鎳價(jià)、低價(jià)焦炭、低環(huán)保門檻的條件下，部分投資者利用鋼鐵產(chǎn)業(yè)政策淘汰的煉鐵高爐冶煉鎳鐵，獲得暴利。但隨著焦炭?jī)r(jià)位回歸合理、鎳價(jià)下跌和環(huán)保政策落實(shí)，目前高爐鎳鐵廠大部分已停產(chǎn)。

高爐冶煉鎳鐵技術(shù)必將被淘汰的主要原因是：

        (1) 原料適應(yīng)性差、高爐無(wú)法大型化紅

適用“高鐵低鎂(低鎳)”紅土鎳礦，當(dāng)紅土礦含鎳1.5％、含鐵35％時(shí)可得到含鎳約 4％的低鎳生鐵。如果用低鐵高鎂(高鎳)礦，高爐渣量大、粘度大爐況順行難以保證。

        由于爐料強(qiáng)度低，只能采用小型高爐(矮高爐)生產(chǎn)鎳鐵。

        (2) 產(chǎn)品質(zhì)量難以符合煉鋼要求

         高爐含鎳生鐵品位低，一般在2～8％，大多在5％以下，冶煉不銹鋼時(shí)需要配合加入較多的鎳板，這提高了單位原料鎳的成本。

         該工藝焦炭、熔劑的用量大，P、S大部分進(jìn)入產(chǎn)品，鎳鐵品位低、ω (S)、ω(P)含量高，增加了不銹冶煉的負(fù)擔(dān)。

        (3) 生產(chǎn)工藝不穩(wěn)定

         鎳鐵的成分波動(dòng)大，不易控制，難以大批量穩(wěn)定供貨。

         (4) 焦比高

          生產(chǎn)含鎳2％的鎳鐵，每噸鎳鐵的焦炭消耗大于1.0t；生產(chǎn)含鎳5％的鎳鐵，每噸鎳鐵的焦炭消耗量約2.0t。

         ( 5) 污染嚴(yán)重

          除去傳統(tǒng)高爐污染，氟化物的污染更嚴(yán)重。為保持高爐順行，必須加入螢石以提高爐渣流動(dòng)性，螢石加入量占爐料總量的8～15％，國(guó)內(nèi)鎳鐵小高爐沒(méi)有脫氟設(shè)備，全部放散，對(duì)人和環(huán)境傷害巨大。

         2、冷料入爐“燒結(jié)機(jī)-礦熱爐”鎳鐵工藝

         由于焦炭漲價(jià)和用戶要求高含鎳量的鎳鐵，國(guó)內(nèi)建設(shè)了一些用燒結(jié)機(jī)生產(chǎn)紅土鎳礦燒結(jié)礦，冷卻后入礦熱爐冶煉鎳鐵的工廠。其中很多是改造舊的鐵合金電爐來(lái)生產(chǎn)鎳鐵，變壓器容量多為6.3MVA、9MVA和12.5MVA，最大的為25MVA。

        該工藝不用焦炭，原料適應(yīng)性比小高爐好，產(chǎn)品鎳含量更高，但仍存在能耗高、效率低的缺陷。某廠用2％品位的鎳礦，生產(chǎn)含鎳11～14％的粗鎳鐵，每噸粗鎳鐵冶煉電耗(1～1．2)×104kWh/t，折合噸金屬鎳電耗8.8萬(wàn)kWh，是RKEF工藝的2倍多。原因在于：“燒結(jié)機(jī)-礦熱爐”工藝無(wú)法為礦熱爐提供預(yù)還原的高溫料。

        25MVA礦熱爐4h出一次鐵，每次出鐵量約15t，折合lMW功率年產(chǎn)鎳金屬量?jī)H140t。

        高電耗和低效率與冷料入爐相關(guān)，大量時(shí)間和電力用于爐料升溫。

        筆者所見(jiàn)的“燒結(jié)機(jī)(有的還采用土法燒結(jié)工藝和燒結(jié)鍋工藝準(zhǔn)備礦熱爐用原料)-礦熱爐”工藝的產(chǎn)鎳鐵廠都沒(méi)有完善的環(huán)保設(shè)備，特別是礦熱爐為敞開(kāi)式或者半密閉的小煙罩式，不能回收煤氣，不但污染環(huán)境，還造成煤氣浪費(fèi)。燒結(jié)機(jī)也全部沒(méi)有安裝余熱回收利用設(shè)施，這類工廠不具備現(xiàn)代化、大規(guī)模的鎳鐵生產(chǎn)條件。

有的工廠利用電弧爐處理燒結(jié)礦，生產(chǎn)鎳鐵，效益更差，基本上已停產(chǎn)。

        3、還原造锍工藝 

        最初在鼓風(fēng)爐內(nèi)進(jìn)行生產(chǎn)，由于能耗高遭到淘汰。

        目前有些企業(yè)在電爐內(nèi)進(jìn)行造锍熔煉，得到低鋼冰鎳。該工藝與傳統(tǒng)硫化鎳處理工藝相同。由于紅土礦品位低，低冰鎳產(chǎn)品含鎳少，渣量巨大，并且能耗高，使得該工藝無(wú)法與硫化鎳礦傳統(tǒng)處理流程進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)。采用該工藝的企業(yè)不多。

      （二）RKEF工藝技術(shù)成熟，在鎳鐵冶煉領(lǐng)域占主導(dǎo)地位

        RKEF工藝技術(shù)(“回轉(zhuǎn)窯-礦熱爐”法)始于20世紀(jì)50年代，由Elkem公司在新喀里多尼亞的多尼安博廠開(kāi)發(fā)成功，由于產(chǎn)品質(zhì)量好、生產(chǎn)效率高、而且節(jié)能環(huán)保，RKEF工藝很快取代了鼓風(fēng)爐工藝。隨著冶金科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，RKEF工藝也吸納了包括自動(dòng)化、清潔生產(chǎn)在內(nèi)的眾多最新技術(shù)成果，在設(shè)計(jì)制造、安裝調(diào)試和生產(chǎn)操作上日臻成熟，已成為世界上生產(chǎn)鎳鐵的主流工藝技術(shù)，占據(jù)統(tǒng)治地位。目前全球采用RKEF工藝生產(chǎn)鎳鐵的公司有十幾家，生產(chǎn)廠遍及歐美、日本、東南亞等地，其中最大年產(chǎn)能達(dá)7～8萬(wàn)t金屬鎳，在長(zhǎng)期的經(jīng)營(yíng)中，盡管世界鎳行業(yè)風(fēng)云變幻、鎳價(jià)大起大落，但這些鎳鐵廠大都保持著良好的業(yè)績(jī)。2005年美國(guó)金屬學(xué)會(huì)調(diào)查了世界紅土鎳礦冶煉廠及年產(chǎn)量，