5438年6月+2000年2月的某壹天，這個世界上還沒有鎳生鐵。山西省壹座36立方米的高爐裏，熾熱的鐵水正往外流淌。農民劉光把毫無價值的低品位紅土鎳礦粉(不到2%)變成了熱鎳鉻合金。產品供不應求，讓老劉的公司發展迅速。浙江華光冶煉集團有限公司精煉的鎳鉻生鐵年產能壹度達到75萬噸，專門供應寶鋼、太鋼、張家港浦項等多家國內知名鋼廠。紅土礦冶煉的鎳鉻生鐵含鎳1.5%至8%，電爐生產的甚至可達10%至25%。精煉後可達到不銹鋼鎳鐵標準，成為精煉鎳的替代品。
為什麽是鎳生鐵？而鎳生鐵的生產工藝和原理是什麽？
硫化鎳和紅土鎳礦
鎳礦可分為紅土鎳礦(氧化鎳礦)和硫化鎳礦。紅土鎳礦主要分布在北回歸線以內的熱帶國家，包括古巴、巴西、印度尼西亞、菲律賓、澳大利亞、新喀裏多尼亞、巴布亞新幾內亞等。硫化鎳礦主要分布在加拿大、俄羅斯、澳大利亞、中國和南非。
USGS數據顯示，2017年，全球鎳儲量約為7400萬噸，資源儲量極為豐富。其中，約60%為紅土鎳礦，40%為硫化鎳礦。分國家來看，世界上鎳儲量最豐富的國家是澳大利亞，2017年儲量為19萬噸，約占全球儲量的25%。其次是巴西的12萬噸和俄羅斯的760萬噸。中國2017年的儲量只有290萬噸，主要是硫化鎳，占全球儲量不到4%，而且嚴重依賴進口。
原生鎳的主要消費者是不銹鋼、電池、電鍍和合金。其中，我國不銹鋼粗鋼產量呈井噴式增長。2000年，我國不銹鋼粗鋼產量近52萬噸，到2017年，我國不銹鋼產量增至2346萬噸，占全球不銹鋼產量的壹半以上。同時，中國80%以上的原生鎳用於不銹鋼生產，中國不銹鋼工業全年消耗全球鎳消耗量的65%以上。
正是中國改革開放帶來的國內經濟快速增長，不僅帶動了中國不銹鋼行業的蓬勃發展，也推動了國際電解鎳價格的持續上漲。2007年，LME鎳價格達到頂峰，超過5萬美元/噸。正是由於電解鎳價格的上漲，不銹鋼企業面臨著高昂的成本負擔。同樣，硫化鎳的供應也開始落後於中國的速度。多年來，硫化鎳礦的儲量和品位不斷下降。這導致我國的從業者不得不另辟蹊徑，這也給了鎳生鐵壹個登上世界舞臺的機會。
要知道硫化鎳礦和紅土鎳礦的選礦和冶煉工藝有很大的區別。硫化鎳礦石應根據礦石品位采用不同的選礦方法冶煉。硫化鎳的冶煉方法主要采用冰銅冶煉，即通過不同的火法冶煉工藝將各種硫化鎳礦石冶煉成低鎳冰銅，然後通過轉爐將低鎳冰銅吹制成高鎳冰銅(硫化鎳和硫化銅的合金)。鎳精煉廠采用不同的精煉方法生產高鎳鋶，以生產不同的鎳產品。甘肅金川、新疆鑫鑫礦業等公司均采用該工藝生產電解鎳。
紅土鎳礦多采用破碎、篩分等工藝，預先剔除風化程度弱、含鎳量低的大塊基巖，然後直接冶煉。氧化鎳礦的冶煉和富集方法可分為火法和濕法。火法可分為冰銅熔煉法、鎳鐵法和粒鐵法，濕法可分為還原焙燒-常壓浸漬法、高壓酸洗法等。
鎳生鐵冶煉工藝
鎳鐵的生產工藝也是多種多樣，錯綜復雜。按冶煉設備可分為回轉窯-電爐(RKEF)、高爐、電爐等工藝。目前，RKEF是冶煉紅土鎳礦的主流工藝。
RKEF工藝，即回轉窯-礦熱爐工藝，具有工藝成熟、設備簡單可控、生產效率高的優點。但其缺點是熔化溫度高(約1500℃)，生產成本高，粉塵汙染大。此外，礦石的鎳品位對火法冶金工藝的生產成本有很大影響。礦石鎳品位每降低0.1%，生產成本將增加約3-4%。本工藝適用於處理矽酸鎂紅土礦A、中間紅土礦C1和C2。和Ni等級>；1.6%，最好是1.8%，有利於節約生產成本。
RKEF工藝流程如下:礦石配料-回轉窯烘幹-回轉窯焙燒-粗鎳鐵爐熔煉-LF爐精煉(或機械攪拌脫硫)-精煉鎳鐵水淬-生產合格鎳鐵顆粒。
中國最早采用大型矩形礦熱爐生產鎳鐵的RKEF工藝是青山集團投資建設的福安丁鑫鎳鐵公司，由中國恩飛工程技術有限公司設計，項目采用2座φ5×40m幹燥窯、4座φ4.8×100m回轉窯和4座33000KVA圓形礦熱爐。到目前為止，這兩條RKEF生產線生產穩定，指標良好，成本全國最低。
燒結-高爐還原熔煉工藝是我國近年來發展起來的壹種紅土礦熔煉工藝。高爐生產鎳鐵和生鐵有很大的技術差異。目前國內高爐生產的低鎳生鐵很多。原料壹般為含鎳1%左右的紅土鎳礦，產出含鎳2%的低鎳生鐵。無障礙焦比約為0.8 (800公斤焦炭/噸鎳生鐵)。從技術上講，燒結-高爐還原熔煉工藝存在高爐容積利用率低、焦炭消耗大、燒結汙染嚴重、鎳生鐵含磷高、鎳回收率低等缺點。
高爐生產鎳鐵的工藝流程主要有:礦石烘幹篩分(大塊破碎)-配料-燒結-在高爐待冶煉的燒結礦中加入焦塊和熔劑(石英)-鎳鐵鑄錠和熔渣水淬-生產鎳鐵錠和水淬渣。
隨著國家產業政策的調整，大量500m以下的煉鐵高爐被淘汰。但由於我國不銹鋼用鎳短缺，大量進口紅土鎳礦，為了解決就業問題和創造稅收，利用這些淘汰下來的高爐處理紅土鎳礦，生產含鎳3-5%的鎳鐵。
回轉窯-電爐還原工藝是我國常用的火法冶金工藝，工藝簡單分為以下幾道工序；1.幹法焙燒:在直徑3米、長80米的回轉窯內，用熱氣將礦石加熱到650-700℃，除去全部附著水和60%-70%結合水。2.熔煉還原，即熱礦在電爐中熔化成成礦熔體，然後還原分離出粗鎳鐵和鐵渣。3.精煉，壹般采用鋼包精煉，脫硫和磷。
回轉窯-磁選工藝又稱直接還原工藝。目前世界上只有日本冶金公司大江山冶煉廠采用這種工藝。該工藝是目前公認的處理紅土鎳礦最經濟的方法，其最大特點是生產成本低，85%的能耗由煤炭提供，噸礦耗煤量為160-180kg。而電爐冶煉鎳鐵80%以上的能耗是由電能提供的，噸礦電耗為560-600kwh。然而，該工藝的主要問題是回轉窯結圈和回收率。大江山冶煉廠雖經多次改進，但工藝技術仍不夠穩定。
中國鎳生鐵工業的分布
目前全國鎳鐵生產企業150多家，多分布在山東、江蘇、內蒙古、遼寧、福建等地，其中山東地區以高爐廠家為主，電爐廠家數量少但規模大，代表新海。山西、江蘇、河南等地也有壹定數量的高爐企業；內蒙古和寧夏基本都是礦熱爐企業，其中內蒙古在產企業數量多但產能小。
目前，不銹鋼廠自建的鎳鐵項目越來越多，如青山控股與韓國浦項的合資企業青浦合金、寶鋼與中鋼的合資企業鮑忠濱海鎳業等。此外，山東、江蘇等地的不少廠商也在積極謀劃擴大產能，形成規模優勢。青山集團、江蘇德龍、山東鑫海是中國三大鎳鐵冶煉企業。
未來國內企業將陸續布局海外鎳鐵和不銹鋼產業。其中，代表企業是青山集團。至於國內鎳鐵行業，市場關註的焦點是環保。中國環境監管的不斷收緊將限制國內鎳鐵產量的增長。換句話說，國內鎳鐵的巔峰已經過去，300多家鎳鐵廠的風光不再。在行業虧損洗牌、中小企業倒閉之後，又將受到印尼低價鎳鐵的沖擊，國內鎳鐵廠又將迎來壹波倒閉潮。
鎳生鐵的成本計算
1.紅土鎳礦——冶煉高鎳鐵的主要原料礦。工業上主要使用鎳含量為0.9-1.0%、1.4-1.6%、1.9-2.0%的三種紅土鎳礦，我們選擇相對鎳含量少的。我們先來看看我們要生產的高鎳鐵的鎳含量是10%-15%。理論計算以12.5%的中值作為核算值，因此每噸鎳鉻鐵產品濕紅土鎳礦為9.16噸。
2.動力成本——冶煉高鎳鐵的主要能耗成本。據悉，行業內每幹噸紅土鎳礦需要700kwh的電力。按此需求計算，每噸產品耗電量為4488 kWh/h。
3.各種燃料消耗:生產壹噸鎳鐵產品約需1噸煤。
4.還原焦炭:還原鐵需要焦炭，還原劑需要450kg焦炭。
5.石灰、電極等其他原材料成本合計65438+萬元/噸。
6.工資、折舊、維修等費用2500元/噸。
由此可以計算出RKEF冶煉高鎳生鐵的成本。