Actualmente, mi país implementa un sistema de veto de un voto para la evaluación de la protección ambiental de nuevos proyectos industriales. Por lo tanto, primero hicimos una comparación entre la protección del medio ambiente y la economía circular: ya sea un horno eléctrico o un alto horno, la escoria sólida producida durante la producción se calcina a alta temperatura, se seca y se muele para convertirla en cemento de baja resistencia, que es el El mejor relleno para que las empresas productoras de cemento produzcan cemento estándar. También es una materia prima de alta calidad para la producción de ladrillos y tejas en fábricas de ladrillos y tejas y es 100% reciclable. Además, el agua de refrigeración utilizada en la producción de altos hornos. reciclarse mediante la construcción de una piscina de enfriamiento cerrada; el agua de lavado de escoria de alto horno también puede reciclarse después de su sedimentación. Por lo tanto, casi todos los desechos sólidos y líquidos producidos por la pirometalurgia se reciclan y dos de los tres desechos se resuelven por completo, que es la dirección de desarrollo de la industria de refinación de níquel metálico de mi país. Sin embargo, ya sea un horno eléctrico o un alto horno, no existe una solución completa a las emisiones de CO2 generadas durante la producción, y no existen informes internacionales sobre la solución de este problema. Dado que el contenido de azufre del mineral de laterita de níquel es menor que el del mineral de hierro ordinario, las emisiones de SO2 durante la producción se reducen considerablemente en comparación con la fundición de arrabio ordinaria, pero el reciclaje de gas y polvo en la pirometalurgia es la clave. Entre ellos, el horno eléctrico ocupa un área pequeña y es fácil de manejar; el proyecto del alto horno y la inversión son relativamente grandes. Es urgente acelerar la investigación y el desarrollo de un conjunto completo de equipos, normas y procesos para la fundición pirometalúrgica de ferroníquel que satisfaga las necesidades de una producción respetuosa con el medio ambiente y una economía circular.
Fundición en horno eléctrico
Utiliza principalmente electricidad como principal fuente de energía. En general, la energía eléctrica es limpia y cómoda, no emite CO2 durante el proceso de fundición y es respetuosa con el medio ambiente. Debemos entender que si la electricidad utilizada es energía nuclear, energía eólica o energía solar, esta visión es, por supuesto, buena. Pero el hecho es que la mayoría de las fundiciones de hornos eléctricos en mi país utilizan energía de carbón y durante el proceso de generación de energía se genera una gran cantidad de CO2 y gases residuales. El carbón quema agua a través de la caldera para convertir el agua en vapor de alta temperatura y alta presión. El gas puede hacer que la turbina de gas gire para formar energía mecánica, lo que a su vez hace que el generador gire para formar energía eléctrica. Cada vez que se convierte la forma de energía, la eficiencia disminuye; junto con la pérdida de transmisión de energía eléctrica a larga distancia, el calor generado por kilovatio-hora cuando la energía eléctrica llega al horno eléctrico del usuario es mayor que el calor generado al ponerlo. este kilovatio-hora de carbón directamente en el alto horno después de pasar por capas de pérdidas las calorías son mucho menores. Debido a que el coque que se introduce en el alto horno se quema directamente sin conversión de energía, la eficiencia es alta. Debido a que la energía eléctrica y la fundición en hornos eléctricos deben alcanzar la misma temperatura que el alto horno para producir hierro fundido, la electricidad convertida en carbón térmico mediante energía eléctrica y fundición en hornos eléctricos será mayor que la electricidad utilizada por el alto horno para utilizar coque. En otras palabras, la cantidad total de CO2 emitida por la fundición con energía eléctrica superará a la de la fundición en altos hornos. En segundo lugar, al utilizar el coque como energía en la fundición en altos hornos, se pueden extraer cientos de materias primas químicas del carbón durante el proceso de fundición del carbón para obtener coque, lo que se reconoce como la forma más económica y eficaz de utilizar de forma integral los recursos del carbón. Finalmente, la inversión en producción de electricidad es grande, pero la inversión en producción de coque es pequeña. Por lo tanto, la producción de ferroníquel en altos hornos es superior a la de los hornos eléctricos en términos de consumo de energía y protección del medio ambiente.
Comparando la calidad del producto, el precio y la demanda del mercado de diferentes procesos, hidrometalurgia: se puede extraer el 99,9% del níquel y el cobalto respectivamente, que es la mayor ventaja de la hidrometalurgia. Su níquel puro es la principal materia prima para galvanoplastia, baterías, equipos catalíticos químicos y acero inoxidable especial. El cobalto puro es la principal materia prima para el acero especial de alta resistencia, alta temperatura y alta resistencia al desgaste.
La hidrofusión tiene una larga historia en China y representa una alta proporción de la producción de níquel metálico del país. Sin embargo, la producción anual de níquel puro ha superado con creces la demanda anual del mercado para los usos mencionados. Por lo tanto, actualmente una parte considerable se destina a la fundición de acero inoxidable que contiene níquel de la serie 300. Este es realmente un cañón antiaéreo para combatir los mosquitos y parece excesivo. Debido a la gran inversión, el ciclo largo, el proceso complejo, el alto costo y el alto precio de venta, las empresas de producción de acero inoxidable y acero especial lo aman y lo odian. Me encanta su alta pureza, facilidad de uso y calidad garantizada del producto; odio que su precio sea demasiado alto, lo que aumenta los costos del producto, reduce las ganancias y reduce la competitividad del mercado, pero esta situación es difícil de cambiar.
Tecnología de horno eléctrico pirometalúrgico:
Puede extraer ferroníquel que contiene entre un 10 y un 25 % de níquel y una pequeña cantidad de cobalto y cromo, lo que puede sustituir al níquel puro como materia prima de níquel para la fundición. Acero inoxidable serie 300. Dado que utiliza electricidad como principal energía térmica (la producción de una tonelada de ferroníquel generalmente consume entre 7.000 y 8.000 kilovatios hora), el coque no se utiliza como fuente de calor en el alto horno, pero el fósforo del coque también se incorporará al El contenido de hierro y fósforo del producto, por lo que el níquel producido por el horno eléctrico debe ser menor que el del alto horno, lo que es beneficioso para acortar el tiempo de fundición del acero inoxidable, por lo que es ampliamente bienvenido por el mercado.
Pero el problema es que el suministro de energía de China sigue siendo escaso y las industrias chinas que consumen mucha energía están estrictamente controladas. Además, una vez que el consumo de electricidad en el área donde se encuentra la empresa de producción es bajo, lo primero que se debe hacer es cortar la energía del horno eléctrico del gran consumidor de electricidad, lo que resulta en una producción anormal. En segundo lugar, la producción de fundición de ferroníquel en hornos eléctricos es baja. Un solo horno eléctrico de 25.000 kilovatios produce alrededor de 25.000 toneladas de ferroníquel que contiene un 14% de níquel cada año, lo que está lejos de satisfacer la enorme demanda de níquel metálico debido al rápido desarrollo de la industria del acero inoxidable de mi país en los últimos años. Finalmente, cabe señalar que la fundición en horno eléctrico de ferroníquel con un contenido de níquel del 15 al 25% o incluso superior no se logra aumentando el contenido de níquel en el mineral de níquel, sino reduciendo la reducción de hierro en el mineral de níquel. de modo que una gran cantidad de hierro no reducido El óxido de hierro se descarga como escoria (a veces el contenido de hierro en la escoria llega hasta el 20%), y la escoria se transporta a una fábrica de cemento o de ladrillos para fabricar ladrillos. Teniendo en cuenta que el precio de mercado actual del mineral de hierro importado con un contenido de hierro del 65% ha alcanzado los 1.000 yuanes por tonelada, utilizar grandes cantidades de escoria que contiene hierro para fabricar cemento o ladrillos es un enorme desperdicio de recursos.
El precio de venta del ferroníquel producido mediante el método del horno eléctrico se basa en el contenido de níquel y se descuenta en función del níquel puro en el mercado. El resto del hierro, cobalto y cromo se regalan. En comparación con la fundición de níquel puro, la fundición de acero inoxidable de la serie 300 puede reducir el costo entre 3.000 y 4.000 yuanes por tonelada.
Fundición por fuego de alto horno;
Puede fundir ferroníquel que contiene entre 1,5 y 10 % de níquel y una pequeña cantidad de hierro y cromo, y puede convertirse en la materia prima básica para fundir níquel que contiene acero inoxidable. Debido a los altos precios de la minería y el transporte marítimo, así como a las ventas de ferroníquel, los precios solo se basan en el contenido de níquel, a menos que los clientes soliciten específicamente y proporcionen un aumento de precio, los fabricantes rara vez funden ferroníquel con un contenido de níquel inferior al 4%. El ferroníquel más popular en el mercado es el ferroníquel con un contenido de níquel del 10% y un contenido de fósforo inferior o igual al 0,035%. Los fabricantes de acero inoxidable solo necesitan agregar una cierta cantidad de ferrocromo para fundir los productos de la serie 300 (menos de 65438+ de contenido de níquel). Debido a razones como la tecnología y la composición del mineral, actualmente no hay muchos altos hornos que puedan producir los ingredientes anteriores. La característica más importante de la fundición de ferroníquel en altos hornos es su alto rendimiento. La producción anual del alto horno de 208 m3 puede alcanzar más de 40.000 toneladas. Debido a la necesidad de añadir ferrocromo y hierro con alto contenido de níquel, seis altos hornos de este tipo pueden satisfacer las necesidades básicas de níquel y hierro de una planta de acero inoxidable 304 con una producción anual de 300.000 toneladas.
La desfosforización es la más difícil en la fundición de acero inoxidable. La clave es controlar el contenido de níquel-hierro-fósforo en el alto horno por debajo del 0,035%. En la actualidad, nuestra empresa básicamente domina la tecnología de desfosforización en altos hornos y nuestros productos incluso tienen más níquel y menos fósforo que algunas fundiciones de hornos eléctricos. Debido a la alta producción, el contenido de níquel es generalmente menor que el de la fundición en horno eléctrico. El método de fijación de precios de venta es el mismo que el del níquel en horno eléctrico, pero el factor de descuento es mayor y el precio por níquel es ligeramente menor que ese. de horno eléctrico de níquel. En resumen, utilizar ferroníquel de alto horno como materia prima básica y ferroníquel de horno eléctrico como materia prima reguladora es la mejor combinación con el costo más bajo y el suministro más garantizado de materias primas de acero inoxidable de la serie 300, y es la dirección de desarrollo futuro.
El alto horno puede fundir arrabio y ferroníquel. Aunque existe una diferencia entre el ferroníquel y el arrabio, ambos son ferroaleaciones y hierro ordinario. Su composición mineral, fórmula y proceso de fundición son muy diferentes. Es absolutamente erróneo aplicar el concepto de fundición mecánica de arrabio a la fundición de ferroníquel.
El contenido metálico del ferroníquel y el mineral de hierro en bruto es muy diferente: si se utiliza mineral de hierro importado que contiene un 65% de hierro para fundir arrabio en un alto horno, una tonelada de hierro producirá cientos de kilogramos de escoria. por ejemplo, la fundición de ferroníquel que contiene 7% de níquel generalmente requiere 5 toneladas de mineral seco que contiene 1,5% de níquel y 20% de hierro, 7,7 toneladas de mineral húmedo y 21,5% de contenido total de metal, por lo que la producción de 1 tonelada de ferroníquel produce 4 toneladas de escoria; , que es casi diez veces mayor que la escoria de fundición de arrabio. La apertura y descarga de escoria requiere mucho tiempo y el número de tiempos de descarga de escoria aumenta significativamente, por lo que se deben realizar ajustes importantes en el proceso.
Los altos hornos grandes que actualmente son populares para fabricar arrabio tienen una productividad avanzada y son respetuosos con el medio ambiente, mientras que los altos hornos pequeños tienen una productividad atrasada, contaminan mucho y deben eliminarse. De hecho, esta opinión es un gran malentendido. Dado que la escoria producida por la fundición de ferroníquel es muchas veces mayor que la de la fundición de arrabio, los altos hornos grandes no son adecuados para la conversión a la fundición de ferroníquel porque la producción de escoria es demasiado grande y la salida de escoria está abierta durante demasiado tiempo, lo que afecta la temperatura del horno y producción fluida. En relación con el tonelaje de hierro producido por el alto horno por metro cúbico de capacidad de producción por día, el coeficiente de extracción de hierro de un alto horno pequeño con una capacidad de 100 a 200 metros cúbicos es generalmente de 3,4, es decir, 3,4 toneladas de hierro por día. metro cúbico por día. Si el tipo de horno, la carga del horno y el proceso coinciden bien, se puede superar este coeficiente. Por el contrario, en los últimos años se han puesto en producción miles de metros cúbicos de altos hornos en el país y en el extranjero, y su coeficiente de extracción es sólo de aproximadamente 2. ¿Por qué?
Resulta que el tamaño de un alto horno se mide por la capacidad del horno. La capacidad del horno es un espacio tridimensional de largo, ancho y alto, medido por el metro cúbico de la unidad de longitud.
Sin embargo, después de agregar el sinterizado y el coque a la parte superior del alto horno, la combustión disminuye gradualmente y la temperatura aumenta gradualmente hasta que alcanza un cierto nivel en el que el óxido de hierro en la mina se reduce y fluye fuera del hierro fundido. Es decir, la producción principal de hierro está determinada principalmente por el tamaño del área horizontal, medida con el cuadrado de la unidad de longitud, el número en el metro es mayor que 65433. Por lo tanto, un alto horno grande es definitivamente mejor que un alto horno pequeño, pero la relación de extracción es exactamente la opuesta. Aunque el equipo de protección ambiental en los grandes altos hornos es relativamente económico y la asignación de costos laborales es relativamente baja, si los grandes altos hornos no están equipados con equipos de protección ambiental y ahorro de energía, también serán grandes contaminadores.
En la actualidad, los altos hornos domésticos para fundir ferroníquel generalmente se transforman a partir de altos hornos de fabricación de hierro. La capacidad máxima del horno es inferior a 400 m3 y la producción se considera normal. Sin embargo, descubrimos que cuanto mayor es la capacidad del horno, mayor es la dificultad de producción y menos ferroníquel se produce por unidad de volumen por día. La práctica es el único criterio para probar la verdad. La perspectiva científica sobre el desarrollo debe basarse primero en la investigación científica y objetiva y en la investigación basada en la práctica, a fin de garantizar que las nuevas políticas se formulen basándose en la búsqueda de la verdad a partir de los hechos. Por lo tanto, en lo que respecta al proyecto específico de fundición de ferroníquel en un alto horno, es típico anticientífico decir que un alto horno grande debe ser mejor que uno pequeño sin ninguna investigación ni estudio, y declarar que un El nuevo alto horno de ferroníquel debe cumplir la norma de comportamiento de más de 1000m3 ha provocado consecuencias muy graves. Por ejemplo, los productos producidos por nuestra empresa se transportan a varias plantas nacionales importantes de acero inoxidable en forma de bloques de hierro y níquel en frío para fundir acero inoxidable serie 300. El año pasado, en una de las plantas de fundición de acero inoxidable estaba a punto de ponerse en funcionamiento un nuevo alto horno con una capacidad de varios miles de metros cúbicos, y los dos altos hornos originales con una capacidad de más de 700 metros cúbicos cada uno también ser cerrado. Espero que nuestra empresa pueda convertirlos en ferroníquel, y nuestra empresa también estuvo de acuerdo.
Se estima que estos dos altos hornos, que cumplen plenamente con los estándares nacionales de producción de ferroaleaciones, pueden producir alrededor de 250.000 toneladas de ferroníquel fundido que contienen alrededor del 7% de níquel al año, que se pueden poner directamente en el convertidor y Horno AOD de la planta de fundición de acero inoxidable serie 300. La carga y entrega en caliente de ferroníquel está en consonancia con las políticas de ahorro de energía y reducción de emisiones fuertemente defendidas por el país. En comparación con el uso de un horno de frecuencia intermedia para fundir hierro con níquel en frío, se puede ahorrar electricidad entre 300 y 400 yuanes por tonelada. Calculado en 250.000 toneladas, puede ahorrar casi 100 millones de yuanes en electricidad cada año, lo que equivale a ahorrar casi 70.000 toneladas de carbón cada año y reducir las emisiones de CO en aproximadamente 2,2 millones de toneladas. Pero no pasó mucho tiempo antes de que la fábrica dijera que para lograr los objetivos de conservación de energía y reducción de emisiones, los dos altos hornos debían ser desmantelados. A finales del año pasado, en la portada de un conocido periódico se publicó la noticia de que los dos altos hornos de 700 metros cúbicos de esta planta habían sido demolidos. Me quedé desconsolado y me pregunté cuántos miles de toneladas de gases residuales se podrían reducir cada vez. año. Cientos de millones de activos nacionales con pleno valor de utilización fueron aniquilados instantáneamente. Cientos de miles de toneladas de bloques de hierro con níquel en frío todavía se transportan a esta fábrica para calentarlos y fundirlos en acero inoxidable. degradación del ahorro de energía.