На конференции «Горнодобывающая промышленность и критические металлы Индонезии — Никель-Кобальт-НЭА» 2025 года президент Китайской инженерной корпорации ENFI Сунь Хайкуо поделился своими мыслями на тему «Выбор маршрута развития процесса переработки никелевых латеритовых руд Индонезии».
Основные технологии для металлургии латеритов
Способы использования никелевых латеритовых руд
Процесс высокодавленного кислотного выщелачивания (HPAL) подходит для обработки лимонитных никелевых латеритовых руд, в то время как для обработки выветренных никелевых латеритовых руд лучше подходит процесс RKEF.
В настоящее время не существует экономически эффективной и проверенной технологии для обработки руд среднего качества. Необходимо предпринять больше практических усилий для поиска надежных новых технологий.
Основные металлургические процессы для никелевых латеритовых руд
Зрелый пирометаллургический процесс — RKEF
Процесс RKEF (Rotary Kiln-Electric Furnace — ротационная печь-электропечь) представляет собой зрелый пирометаллургический процесс, в основном используемый для обработки никелевых латеритовых руд. В рамках этого процесса никелевые латеритовые руды подвергаются сушке и восстановлению с использованием цепного решетчатого конвейера и ротационной печи, затем происходит выплавка и восстановление в электропечи с получением сырого ферроникеля (FeNi), содержащего никель и некоторое количество железа.
Характеристики руды: высокое содержание никеля (1,6–2,2%), низкое содержание кобальта и высокое содержание оксида магния.
Коэффициент извлечения: извлечение никеля составляет от 92% до 97%.
Зрелый пирометаллургический процесс обработки — RKEF
Передовая гидрометаллургическая технология — HPAL
Процесс HPAL обеспечивает эффективное и избирательное выщелачивание никеля и кобальта в условиях высокой температуры, в то время как большинство примесей, таких как железо и алюминий, концентрируются в хвостах, что обеспечивает эффективное извлечение ценных металлов.
Характеристики руды: низкое содержание никеля (0,8–1,5%), высокое содержание железа (40–50%) и низкое содержание диоксида кремния и оксида магния.
Коэффициент извлечения: извлечение никеля превышает 90%, а извлечение кобальта превышает 90%.
Как зрелый гидрометаллургический процесс, HPAL представляет собой системную технологию. В ходе реализации проекта необходимо не только удовлетворять основным требованиям процессов реакций, но и применять системный подход для обеспечения чрезвычайно высоких стандартов в плане работоспособности, технического обслуживания, автоматизации, безопасности, экономичности и охраны окружающей среды, с целью достижения стабильной и эффективной работы системы.
Ключевые технологии системы давления выщелачивания включают, но не ограничиваются следующими аспектами:
Система давления выщелачивания:Включает такие технологии, как подготовка сырья, предварительный нагрев шлама, давление выщелачивания, мгновенное испарение и очистка отходящих газов.
Технология теплового баланса:Например, рекуперация тепла или охлаждение.
Выбор оборудования и материалов:Правильный выбор оборудования и материалов для давления выщелачивания.
Автоматизация и безопасность:Достижение высокого уровня автоматизации и безопасности.
Система эксплуатации и технического обслуживания
Зрелый гидрометаллургический процесс — HPAL
Сравнение между RKEF и HPAL
Анализ затрат:
Денежные затраты на производство MHP с использованием процесса HPAL составляют примерно 8 000–10 000 долларов США за тонну никеля.
Денежные затраты на производство FeNi с использованием процесса RKEF составляют примерно 9 000–12 000 долларов США за тонну никеля.
Примечание: Предполагается использование механизма ценообразования на высококачественную руду.
Выбросы углерода
Зрелость китайского производства оборудования и технологических процессов — значительно снижает капитальные затраты на HPAL по сравнению с более ранними этапами; по сравнению с пирометаллургическими процессами, гидрометаллургические процессы имеют более низкие денежные затраты и интенсивность выбросов углерода.
Боковопродувная технология
Технологический процесс производства никелевого штейна из никелевой латеритной руды с использованием боковопродувной технологии
Почему стоит развивать боковопродувную технологию?
На фоне «ограничения выбросов углерода и достижения углеродной нейтральности» и ограничений на угольные электростанции боковопродувной процесс по сравнению с процессом RKEF имеет преимущество в том, что не зависит от крупных электростанций, имеет относительно низкие капитальные затраты и более короткий срок строительства.
Проблемы и задачи, с которыми сталкиваются традиционные боковопродувные печи:
Увеличение срока службы футеровки печи:В процессе плавильного плава при температуре выше 1 550°C интенсивные реакции могут вызвать сильную коррозию футеровки печи, значительно сокращая срок ее службы.
Повышение тепловой эффективности:Процесс восстановления железа требует значительного количества тепла. Для производства никелевого матта необходимо сначала восстановить никель и большую часть железа, а затем провести сернистое обжиг. Этот процесс требует как восстановительной атмосферы, так и достаточного количества тепла.
Прочность корпуса ланцы: При высоких температурах до 1500°C и интенсивной подаче тепла корпус ланцы боковой плавильной печи подвержен сильной коррозии, что влияет на срок его службы.
Достижение многоступенчатого восстановления и разделения металлов: Для производства высококачественного никелевого матта требуется строго контролировать восстановительную и сернистую атмосферу, чтобы предотвратить чрезмерное или недостаточное восстановление. Кроме того, интенсивное перемешивание в расплавленном бассейне не способствует эффективному разделению шлака и металла. Производство железо-никелевого сплава предъявляет более высокие требования к условиям эксплуатации.
Высокие требования к спецификациям руды: Традиционные боковые плавильные печи предъявляют высокие требования к спецификациям руды и плохо адаптируются, требуя использования подходящей сырой руды или смеси руд для достижения идеальных результатов производства.
Процесс плавки в ванне с погружным сжиганием (SSC) от ENFI
: Компания ENFI разработала инновационную технологию бокового плавления с погружным сжиганием (SSC). По сравнению с традиционными боковыми плавильными печами выдающимся преимуществом SSC является его конструкция печи, в которой используется погружное сжигание и вертикальное охлаждение.
Эта технология, разработанная компанией ENFI, обладает исключительными правами интеллектуальной собственности на «нагрев ванны с погружным сжиганием» и получила несколько патентов на изобретения. Процесс плавки SSC в настоящее время успешно применяется в различных областях, таких как переработка вторичных медных ресурсов, вторичных свинцовых ресурсов и обработка опасных отходов.
На этой основе компания ENFI разработала технологию плавильной печи с дутьем и восстановлением (BREF), подходящую для производства железосодержащих сплавов. Эта технология объединяет и расширяет технологии плавки SSC и электроплавильной печи (EF), в полной мере используя богатый технический опыт.
Ускорение реакционной кинетики: Использование погружных ланц для высокоскоростного впрыска обогащенного кислородом воздуха и топлива в расплавленный бассейн способствует интенсивному перемешиванию расплава. Оптимизация термодинамических условий: Прямая подача тепла в расплавленный бассейн с помощью погружного сжигания повышает эффективность использования энергии.
Резюме
Ключ к оптимизации использования ресурсов и повышению эффективности проектов заключается в выборе наиболее подходящего процесса обработки для различных типов никелевых латеритов. В настоящее время процесс высокодавленного кислотного выщелачивания (HPAL) подходит для лимонитов, в то время как процесс «ротационная печь — электропечь» (RKEF) больше подходит для сапролитов.
При производстве никелево-кобальтовых продуктов для рынка аккумуляторов процесс HPAL имеет преимущество в стоимости по сравнению с процессами RKEF и бокового обдува благодаря своей способности обрабатывать низконикелевые, высококобальтовые лимониты.
Если процесс RKEF используется для производства никелевого штейна, то на базе производства FeNi/NPI необходимо добавить дополнительные объекты, а также увеличить затраты на сернистые и обезсернивающие агенты. Когда цены на сульфат никеля не значительно выше, чем на FeNi/NPI, конкурентоспособность этого процесса по стоимости низкая.
При использовании технологии бокового обдува для обработки никелевых латеритов со средним содержанием никеля и кобальта производство никелевого штейна имеет преимущества в инвестициях и стоимости по сравнению с процессом RKEF. Однако для оптимизации работы производственной линии необходимо решить несколько ключевых вопросов: продление срока службы футеровки печи и форсунок, повышение эффективности теплоснабжения, а также постепенное достижение восстановления железа и эффективного разделения металла и шлака.
》Нажмите, чтобы просмотреть специальный доклад о Конференции по горнодобывающей промышленности и Конференции по критически важным металлам в Индонезии 2025 года
