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不鏽鋼化學元素中鉻鎳礦石的來源

来源:欧洲杯网上在哪买球钢业 日期:2021-06-08 22:09:05 人气:40

 1. 鉻(Cr)--原子序号为24的元素,银白色金属,其熔点为1903℃.结晶结构为体心立方结构(BCC)。


 2. Ferro-chrome(鉻铁合金) 铁与鉻的合金,分为高碳、中碳、低碳。当熔炼不鏽鋼时,作为鉻原料使用。


 3. Republic of kazakhstan(哈萨克斯坦共和国)简称哈萨克斯坦-在苏联解体后的1991年独立。与俄罗斯、中国、乌兹别克斯坦等接壤。


 4. 熔融还原-- 使熔化金属氧化物与焦炭等进行反应,除掉氧而提炼出金属的技术。


 5. 鎳--(Ni)原子序号为28的元素,有光泽的金属色金属,其熔点为1455℃,结晶结构为面心立方结构(FCC)。


 6. Ferro-nickel(铁鎳合金)铁与鎳的合金。根据鎳(Ni)的含有量进行品位分类。在熔炼不鏽鋼時,作爲鎳原料使用。


 7. 新加莱多尼亚(Nouvell Caledonie)法属避暑胜地。位于南太平洋梅拉尼西亚地区的岛(澳大利亚的东侧)。


a. 鉻矿


 鉻矿石的预测蕴藏量的70%多集中在非洲南部,一度认为南非难以保证正常供应。近些年来,自苏联解体后,因哈萨克斯坦的蕴藏量较大而向世界供应,印度亦向世界提供鉻矿石。在确认的蕴藏量当中,据说是哈萨克斯坦超过南非。鉻(Cr)的可供开采年限(Peserve/Production R,P.)以2005年为时点推算,据称为48年。世界鉻矿石蕴藏量如表5-1所示。


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 鉻礦石以化合物的形態而産出,基本上是以氧化鉻(Cr2O3)和氧化亞鐵(FeO)相組合的礦石占多數,但也有含氧化鋁(俗稱礬土)(Al2O3)的鉻矿石。铁合金工厂将鉻矿石熔化后进行还原处理制成鉻铁合金(纯度50%~60%)或者金属鉻(纯度100%)。鉻铁合金以其含碳量分为高碳、中碳和低碳三类,提供给不鏽鋼生产厂家。日本的铁合金厂日本重化学工业公司、周南电工公司都位于不鏽鋼生产厂的近邻,从鉻矿石制成鉻铁合金以热装料(Hot charge)或热鉻(Hot chrome)的形式供应不鏽鋼生产厂。


目前,以南非爲中心的鉻礦石出口國以及鄰近各國都在進行鉻鐵合金生産,呈現了在世界各地都進行生産鐵合金的局面。日本的鐵合金生産在成本上無競爭力,兩個生産廠已停産。目前日本電工公司、JFE材料工業公司雖然進行生産,其中日本電工公司已與南非的薩曼柯爾公司成立了合資公司,已向海外轉移生産。


 本来在南非进行生产是有经济效益的,可是最近受南非通货膨胀的影响,难以进行新的设备投资。因此,哈萨克斯坦以及印度的鉻矿石产量就增加起来了,根据“Mineral Commodity Summaries 2005”提供的资料说明,哈萨克斯坦鉻矿石开采量已超过了南非成为世界第一位。由于全世界对不鏽鋼需要量的增加,供应能力不足,以及生产铁鉻合金的还原处理工艺所使用的焦炭成本上涨,几种因素造成铁鉻合金持续涨价。


 不鏽鋼管厂家不再像以往那样先将铁鉻合金进行熔化,而是开发了从鉻矿石直接制造不鏽鋼的技术。JFE钢铁公司的东日本制铁所千叶事务所为了降低生产成本,从鉻矿石直接进行熔化还原处理,确定了不鏽鋼熔炼制造方法。在1998年10月的生产当中,采用鉻矿石熔炼还原法的制造比率达到100%。而且又使用了低品位的粉末鉻矿石进行熔化还原,有可能大幅度地降低生产成本而保持竞争力。过去,在铂矿山开采铂(Pt)时,对低品位粉末矿石,都是扔掉,而最近成为鉻原料而被重视起来,以低价格的粉末矿石在熔化还原法中使用。



b. 鎳矿


 不鏽鋼的主要原料鎳(Ni)的预定蕴藏量大于1.4亿吨,其生产地区分布在澳大利亚、加拿大、俄罗斯、古巴、印度尼西亚、新加里多尼亚和菲律宾等(见表5-2)。鎳的可开采年限以2005年为时点算起,大约为50年。


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鎳的生产是以几家大公司为主。因为世界上鎳(Ni)的价格是由LME(London Metal Exchange:伦敦非钢铁金属产品交易所)决定的。由于矿山事故和罢工等原因,破坏了供需平衡,多次造成鎳的价格反复地忽高忽低。当LME的鎳(Ni)价格开始上涨时,投机商们推波助澜地提升价格。近年来,还因为中国对不鏽鋼的需求量急剧增加,也使价格向高价位转移。鎳矿石是以硫化矿或氧化矿(Laterite:俗称红土)的矿床而存在。其资源量比例为硫化矿占20%~30%而氧化矿占70%~80%,现在生产的鎳60%~70%是从硫化矿生产出来的。硫化矿的鎳含有量约占2%。氧化矿矿床从矿脉上层开始鎳的含量依次为:Iron-Cap(铁护层)中约占0.3%,Red Limonite(赤褐铁矿层)中约占0.9%, Ochre Limonite(赭黄铁矿层)中约占1.4%,Saprolite 中约占2.3%.因为多是一些低品位矿层,精炼技术难以施展,有些矿物质就残留下来。还有,氧化矿在开采时,其低品位部分大都舍弃在矿区。


鎳加工厂精炼鎳矿石,将提取出鎳的成分,制成鎳铁合金、氧化鎳、或金属鎳销售给不鏽鋼生产厂。鎳除用在不鏽鋼以外,还用在生产特殊钢、电镀产品、触媒、磁性材料、非铁合金和电池等方面。世界上主要的鎳生产国有俄罗斯、日本、加拿大、澳大利亚、中国、挪威、新加里多尼亚。近来,中国、挪威、新加里多尼亚提高了生产量。日本的鎳生产厂家中,生产鎳铁合金者为太平洋金属公司,住友金属矿山公司、日本冶金工业公司;生产氧化鎳者为因科东京鎳公司1家;生产金属(合金)鎳者为住友金属矿山公司1家。


由于鎳礦石中的鎳含量大約僅爲2%,所以,運輸成本是大問題。近年來,多變爲在礦山附近進行生産。按從鎳礦石經過精煉生産鎳鐵的制造方法分,太平洋金屬公司和住友金屬礦山公司是利用厄爾蓋姆方式(轉爐密閉型電爐法),日本冶金工業則是利用依魯別方式(轉爐半熔融精煉法)。這兩種方式比較參見表5-3。


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从鎳矿石开始的生产技术也在进行改革,到目前为止,以硫化矿为中心的生产仍在进行着,采用HPAL(High Pressure Acid Leach:高压硫酸浸出)法,使用低品位氧化矿(鎳含有量约1%)进行处理的装置亦开始投入生产。


日本的住友金屬礦山公司在菲律賓開始一個煉制鎳的工程規劃:以前,人們認爲紅土礦床是最不適合鎳回收的礦物,因此,20多年來在礦區積蓄了大約1600萬噸。引進HPAL法,在今後20年內,對這批紅土礦進行冶煉提取鎳是可行的。各個公司都著手進行HPAL方法開發。它的基本流程是加壓浸出→中和→脫Fe前處理,進而使用硫酸進行硫化後再提取鎳和钴,或者依靠電解方法提取鎳和钴。



本文標簽:不鏽鋼     

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