PDF《中华人民共和国国家标准》

1 UDC 中华人民共和国国家标准 P GB50XXX―201X 镍冶炼厂工艺设计标准 Standard for process design of nickel plants (征求意见稿) 201X―XX―XX 发布 201X―XX―XX 实施 中华人民共和国住房和城乡建设部联合发布 中华人民共和国国家市场监督管理总局2中华人民共和国国家标准 镍冶炼厂工艺设计标准 Standard for process design of nickel plants GB50XXX―201X 主编部门:中国有色金属工业协会 批准部门:中华人民共和国住房和城乡建设部 施行日期:201X 年X月X日中国计划出版社 201X 北京

3 目录1总则.

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2 术语.5

3 原料、辅助材料、燃料及熔剂.8 3.1 原料.8 3.2 辅助材料.8 3.3 燃料.9 3.4 熔剂.9

4 物料的贮存与准备.11 4.1 物料的贮存.11 4.2 物料准备.13

5 硫化铜镍精矿的冶炼工艺.17 5.1 造锍熔炼.17 5.2 镍锍吹炼.18 5.3 高镍锍磨浮.20 5.4 镍电解精炼.20 5.5 高镍锍湿法精炼.22

6 氧化镍矿的冶炼工艺.25 6.1 氧化镍矿的火法冶炼.25 6.2 氧化镍矿的湿法冶炼.27

7 其他有价金属回收.31 7.1 一般规定.31 7.2 铜回收.31 7.3 钴回收.31 7.4 贵金属回收.31

8 镍冶炼的三废处理.32 8.1 一般规定.32 8.2 废渣.32 8.3 废水.32 8.4 废气.33

9 冶金计算.34

10 总平面和车间配置.35 10.1 一般规定.35 10.2 物料贮存与准备.35 10.3 硫化铜镍精矿火法冶炼.36 10.4 氧化镍矿火法冶炼.37 10.5 镍湿法冶炼.37

11 辅助生产设施.41 本标准用词说明.42 引用标准名录.43

4 1 总则 1.0.1 为推动镍冶炼技术进步,提高设计效率和质量,使工厂生产安全可靠、 节能环保、经济合理,制定本标准. 1.0.2 本标准适用于新建、改建和扩建的镍冶炼厂的工艺设计. 1.0.3 镍冶炼厂工艺设计应符合国家和建厂所在地有关环保、消防、安全及卫 生方面的法律规定,环保、消防、安全及卫生等设施必须与主体工程同时设计、 同时施工、同时投入生产和使用. 1.0.4 设计前应获得项目主要原材料、供电、供水、供汽等基础资料. 1.0.5 镍冶炼厂设计应根据项目地理位置、资源、上下游市场情况以及外部能 源介质条件,合理确定产品方案. 1.0.6 镍冶炼厂设计应采用成熟可靠、技术经济指标先进的冶炼工艺. 1.0.7 镍冶炼厂设计选用国内尚无工业化应用的新工艺,应完成连续扩大试验 或工业试验;

从国外引进的新工艺,应有成熟的工厂生产业绩和完整的工艺包. 1.0.8 镍冶炼厂设计应采用先进的技术装备,提高自动化、智能化控制水平. 1.0.9 镍冶炼厂设计应对原料中的有价元素进行综合回收,提高资源的综合利 用率,并兼顾经济性. 1.0.10 镍冶炼厂工艺流程选择、设备选型、自动化控制、厂房建筑等应节能. 1.0.11 镍冶炼厂厂址应符合国家及当地政府相关产业规划和环保政策,宜选择 电力和燃料价格便宜、交通运输方便的地区. 1.0.12 镍冶炼厂的工艺设计除应符合本标准外,尚应符合国家现行有关标准的 规定.

5 2 术语 2.0.1 硫化铜镍精矿 nickel & copper sulfide concentrate 硫化铜镍矿石经选矿富集得到的精矿. 2.0.2 氧化镍矿 nickel oxide ore 含镍橄榄岩在热带或亚热带经大规模长期风化淋滤变质而成的矿物, 通常称 为红土镍矿,主要类型包括褐铁矿型红土镍矿、残积矿型红土镍矿以及过渡型红 土镍矿. 2.0.3 低镍锍 low nickel matte 火法冶炼过程中产出的镍、铜、铁的硫化物的混合物,镍+铜含量通常小于 50%. 2.0.4 高镍锍 low-Fe nickel matte(待确认) 火法冶炼过程中产出的镍、铜、铁的硫化物的混合物,镍+铜含量大于 75% 铁含量小于 4.5%. 2.0.5 造锍熔炼 matte smelting 将原料中的有价金属熔炼成锍的方法. 2.0.6 熔池熔炼 bath smelting 将含镍精矿、熔剂等物料加入炉内,通过喷枪鼓入富氧空气在熔池内完成造 锍的冶炼过程. 2.0.7 闪速熔炼 flash smelting 将干细硫化铜镍精矿、熔剂等炉料与富氧空气通过精矿喷嘴喷入反应塔,迅 速完成造锍熔炼,镍锍和炉渣在沉淀池内进行分离的冶炼过程. 2.0.8 炉渣贫化 slag cleaning 加入还原剂、硫化剂和熔剂等物料处理炉渣,回收炉渣中有价金属的冶炼方 法. 2.0.9 低镍锍吹炼 converting 将低镍锍与鼓入的空气或富氧空气反应,氧化除去低镍锍中的部分铁、硫及 其他杂质元素,获得高镍锍的冶炼过程. 2.0.10 高镍锍缓冷、磨浮分离 high nickel matte slow cooling, milling and floatation. 熔融高镍锍经缓冷、磨矿、浮选,将高镍锍中的镍、铜初步分离的过程. 2.0.11 高镍锍粒化 high nickel matte granulation 通过物理方法快速冷却熔融状态的高镍锍, 使其成为一定规格颗粒物的过程. 2.0.12 镍电解精炼 nickel electro-refining 以硫化镍或粗镍金属为阳极,金属盐水溶液为电解液,在电化学作用下,阳 极金属溶解,阴极析出金属镍的过程. 2.0.13 镍电积 nickel electro-winning

6 采用不溶阳极, 在电化学作用下使电解液中的镍离子沉积在阴极上获得金属 镍的过程. 2.0.13 阳极泥热滤 anode slag filtering 将镍电解过程产出的富含元素硫的阳极泥通过加热熔化和过滤, 将部分元素 硫分离,使贵金属富集并副产硫磺的过程. 2.0.14 加压浸出 pressure leaching 在压力高于大气压力、温度高于水的沸点下进行的浸出过程.需要时可通入 氧气,通称为加压氧浸. 2.0.15 高镍锍硫酸选择性浸出 high nickel matte sulfuric acid selection leaching 采用常压和加压浸出相结合的方法进行分段浸出,镍、钴、铜分别被选择性 浸出进入溶液,铁和贵金属等进入浸出渣的过程. 2.0.16 氧化镍矿焙烧预还原 nickel oxide ore pre-reduction 在还原气氛下加热氧化镍矿,使矿石中的自由水彻底蒸发、结晶水除至 1% 以下, 并还原氧化镍矿中部分铁和镍的氧化物转变为低价金属氧化物或金属产出 焙砂的过程. 2.0.17 氧化镍矿还原熔炼 nickel oxide ore reduction smelting 氧化镍矿焙砂(原矿)在高温、还原气氛条件下,镍的氧化物和部分铁的氧 化物被还原转变为金属,并熔化分为粗镍铁(含镍生铁)和渣两相熔体的熔炼方 法. 2.0.18 镍铁精炼 ferro-nickel refining 控制适当的条件,通过加入试剂,脱除粗镍铁中部分 S、P、Si、C 等杂质 元素的过程. 2.0.19 镍铁粒化 ferro-nickel granulation 熔融的镍铁通过物理的方法冲击分散后形成固体颗粒的过程. 2.0.20 中和除铁铝 Iron and aluminum removal by neutralization 以化学沉淀法将溶液中的铁铝生成沉淀物,从溶液中除去的方法.中和剂一 般为石灰石、石灰、碳酸钠或氢氧化钠等. 2.0.21 氢氧化镍钴沉淀 nickel and Cobalt hydroxide precipitation 以化学沉淀法将溶液中的镍钴生成氢氧化镍钴沉淀物, 从溶液中回收的方法. 中和剂一般为氢氧化钠或氧化镁. 2.0.22 硫化镍钴沉淀 nickel and Cobalt sulfide precipitation 以化学沉淀法将溶液中的镍钴生成硫化镍钴沉淀物,从溶液中回收的方法. 硫化剂一般为硫化氢气体. 2.0.23 溶剂萃取 solvent extraction 利用水溶液中某些组分在有机溶剂中分配比的不同, 选择性地进行分离或富 集的方法.

7 2.0.24 电解镍 electrolytic nickel 镍电解或镍电积过程中产出的符合现行国家标准《电解镍》GB/T6516 或与 下游用户协定要求的产品. 2.0.25 镍铁 ferro-nickel 氧化镍矿火法冶炼产出的符合现行国家标准 《镍铁》 GB/T25049 或与下游用 户协定要求的产品. 2.0.26 混合氢氧化镍钴 mixed nickel and cobalt hydroxide 氧化镍矿湿法冶炼过程中产出的富含镍钴氢氧化物的产品. 2.0.27 混合硫化镍钴 mixed nickel and cobalt sulfide 氧化镍矿湿法冶炼过程中产出的富含镍钴硫化物的产品.

8 3 原料、辅助材料、燃料及熔剂 3.1 原料 3.1.1 硫化铜镍精矿应符合下列规定:

1 精矿质量应符合现行国家标准 《重金属精矿产品中有害元素的限量规范》 GB20424 和 《有色金属矿产品的天然放射性限值》 GB20664的有关规定;

2 精矿中镍+铜品位不宜低于 5.5%;

3 精矿水含量不宜高于 14%. 3.1.2 氧化镍矿应符合下列规定:

1 采用加压酸浸工艺,镍品位宜大于 1.0%,镁含量宜小于 5%;

2 采用常压酸浸工艺,镍品位宜大于 1.3%;

3 采用回转窑-电炉工艺,镍品位宜大于 1.50%,硅镁比(SiO2/MgO)宜为 1.4~2.8. 3.1.3 镍冶炼的原料可为镍锍、氢氧化镍钴、硫化镍钴等含镍中间物料. 3.2 辅助材料 3.2.1 采用回转窑-电炉工艺冶炼氧化镍矿,电炉宜采用自焙电极,电极糊的理 化指标应符合现行行业标准《电极糊》YB/T5215 的有关规定. 3.2.2 粗镍铁精炼采用的精炼试剂,化学成分宜符合表 3.2.2-

1、表3.2.2-2 的规 定. 表3.2.2-1 石灰粉化学成分 项目 化学成分 (%) 活性度 粒度(目) 生烧(%) 过烧(%) CaO SiO2 S P 数值 ≥88 ≤2 ≤0.03 ≤0.04 >300 ~100

12 1.48 表3.2.2-2 萤石粉化学成分 项目 化学成分 (%) 粒度(mm) CaF2 SiO2 S P 数值 ≥90 ≤5 ≤0.05 ≤0.05 0.149 3.2.3 硫酸应符合现行国家标准《工业硫酸》GB/T534 的有关规定;

3.2.4 盐酸应符合现行行业标准《高纯盐酸》HG/T2778 的有关规定;

3.2.5 氢氧化钠 (烧碱) 应符合现行国家标准 《工业用氢氧化钠》 GB209 及《高 纯氢氧化钠》GB/T11199 的有关规定;

3.2.6 碳酸钠(纯碱)应符合现行国家标准《工业碳酸钠及其试验方法第

1 部分:工业碳酸钠》GB210.1 的有关规定;

3.2.7 亚硫酸钠应符合现行行业标准 《工业无水亚硫酸钠》 HG/T2967 的有关规 定.

9 3.2.8 焦亚硫酸钠应符合现行行业标准 《工业焦亚硫酸钠》 HG/T2826 的有关规 定. 3.2.9 液氯应符合现行国家标准《工业用液氯》GB5138 的有关规定. 3.2.10 萃取用稀释剂

260 号溶剂油应符合现行国家标准 《油漆及清洗用溶剂油》 GB1922 的有关规定. 3.3 燃料 3.3.1 原煤作燃料时,原煤灰分宜小于 16%,低发热值宜大于 21MJ/kg. 3.3.2 粉煤作燃料时,粉煤的质量指标宜符合表 3.3.2 的规定.用作燃料的粉煤 粒度宜满足 0.074mm 筛下物大于等于 85%,水分小于 1%. 表3.3.2 粉煤的主要技术指标 发热值(MJ/kg) 挥发分(%) 灰分(%) 含硫量(%) ≥23