2005年夏天，一個有關(guān)鎳的一夜暴富、點石成金的故事在坊間悄悄傳遞：某種最不值錢的紅土，冶煉成某種含有價格昂貴的金屬合金。這種金屬是鎳，含有鎳的這種合金，叫做鎳生鐵。

2000年12月的某天，這個世界上還沒有鎳生鐵，山西某地一座36立方米的高爐，火紅的鐵水正流出。農(nóng)民出身的劉光火把根本不值錢的低品位紅土鎳礦粉（低于2%）變成了炙手可熱的鎳鉻合金。供不應(yīng)求的產(chǎn)品使老劉的公司迅速發(fā)展，浙江華光冶煉集團有限公司煉出來的鎳鉻生鐵，年產(chǎn)能一度達到75萬噸，專門供應(yīng)寶鋼、太鋼、張家港浦項等多家國內(nèi)知名鋼廠。從紅土礦中冶煉出的鎳鉻生鐵，含鎳量在1.5%至8%，用電爐生產(chǎn)的，甚至可以達到10%到25%，精煉后可以滿足不銹鋼用鎳鐵標準，成為精鎳的替代品。

為什么是鎳生鐵？而鎳生鐵的生產(chǎn)流程和原理又是什么？

硫化鎳礦與紅土鎳礦

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南北回歸線以內(nèi)的熱帶國家，主要國家有古巴、巴西、印尼、菲律賓、澳大利亞、新喀里多尼亞、巴布亞新幾內(nèi)亞等；硫化鎳礦主要分布在加拿大、俄羅斯、澳大利亞、中國和南非等。

據(jù)USGS數(shù)據(jù)，2017年全球鎳儲量約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，全球鎳礦儲量最豐富的國家為澳大利亞，2017年儲量高達1900萬噸，占全球儲量約25%。其次為巴西1200萬噸，俄羅斯760萬噸等。中國2017年儲量僅為290萬噸，以硫化鎳礦為主，占全球儲量不足4%，大量依賴進口。

原生鎳的主要消費端是不銹鋼、電池、電鍍、合金四大塊。其中，中國不銹鋼粗鋼產(chǎn)量呈現(xiàn)井噴式上漲，2000年我國不銹鋼粗鋼產(chǎn)量近52萬噸，而到了2017年我國不銹鋼產(chǎn)量增加到2346萬噸，占全球不銹鋼產(chǎn)量超過一半；而同時，我國超過80%原生鎳都用于不銹鋼生產(chǎn)，我國不銹鋼產(chǎn)業(yè)全年消耗全球超過65%鎳消費量。

正是我國改革開放帶來的國內(nèi)經(jīng)濟快速增長，不僅導(dǎo)致我國不銹鋼行業(yè)的蓬勃發(fā)展，也推動了國際電解鎳價格的持續(xù)上漲，2007年LME鎳更是達到價格頂峰的超過50000美元/噸。正是由于電鎳價格的上漲，不銹鋼企業(yè)面臨高成本負擔，同樣硫化鎳礦供應(yīng)開始跟不上中國速度。這些年來，硫化鎳礦儲量、品位持續(xù)下降。這導(dǎo)致我國從業(yè)者不得不另辟蹊徑，這也有了鎳生鐵登上世界舞臺的機會。

要知道，硫化鎳礦和紅土鎳礦選礦和冶煉工藝存在較大差別。硫化鎳礦需根據(jù)礦石級別選用不同的選礦方法，再進行冶煉。硫化鎳礦的冶煉方法主要采用造锍熔煉，即將各種硫化鎳礦采用不同的火法冶金工藝煉成低鎳锍，再將低鎳锍用轉(zhuǎn)爐吹成高鎳锍（硫化鎳和硫化銅的合金）。高鎳锍再經(jīng)過鎳精煉廠的不同精煉方法生產(chǎn)出不同的鎳產(chǎn)品。甘肅金川、新疆新鑫礦業(yè)等公司均采用該工藝生產(chǎn)電解鎳。

紅土鎳礦多采用破碎、篩分等工序預(yù)先除去風化程度弱、含鎳低的大塊基巖，然后直接冶煉。氧化鎳礦的冶煉富集方法，可分為火法和濕法兩大類?；鸱ň唧w可分為造锍熔煉、鎳鐵法和粒鐵法，濕法可分為還原焙燒-常壓安浸法、高壓酸洗法等。

鎳生鐵冶煉工藝

鎳鐵的生產(chǎn)工藝也是五花八門，紛繁復(fù)雜。根據(jù)冶煉設(shè)備可分為回轉(zhuǎn)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(zhuǎn)窯-礦熱爐工藝，工藝成熟、設(shè)備簡單易控、生產(chǎn)效率高。但是其不足之處在于熔煉溫度（1500℃左右）較高，需消耗大量冶金焦和電能，生產(chǎn)成本高，且有粉塵污染等。而且，礦石含鎳品位的高低對火法工藝的生產(chǎn)成本影響較大，礦石鎳品位每降低0.1%，生產(chǎn)成本大約增加3-4%。該工藝適合處理鎂質(zhì)硅酸鹽型紅土礦A型、中間型紅土礦C1、C2型。且Ni品位>1.6%，最好1.8%，這樣有利于節(jié)約生產(chǎn)成本。

RKEF工藝流程為：礦石配料—回轉(zhuǎn)窯干燥—回轉(zhuǎn)窯焙燒—爐熔煉粗鎳鐵—LF爐精煉（或機械攪拌脫硫）—精制鎳鐵水淬—產(chǎn)出合格鎳鐵粒。

國內(nèi)最早采用大型矩形礦熱電爐生產(chǎn)鎳鐵的RKEF工藝的是青山集團投資建設(shè)的福安鼎信鎳鐵公司，由中國恩菲工程技術(shù)有限公司設(shè)計，項目采用2條Φ5×40m干燥窯、4條Φ4.8×100m回轉(zhuǎn)窯、4臺33000KVA圓型礦熱爐。到目前為止，這兩條RKEF生產(chǎn)線生產(chǎn)穩(wěn)定、指標良好，成本國內(nèi)最低。

燒結(jié)—高爐還原熔煉工藝是國內(nèi)近幾年發(fā)展起來的紅土礦冶煉工藝。高爐生產(chǎn)鎳鐵和生產(chǎn)生鐵在技術(shù)上大差不差，目前國內(nèi)高爐生產(chǎn)低鎳生鐵較多，原料一般是含鎳1%左右紅土鎳礦，生產(chǎn)2%含鎳量的低鎳生鐵，通暢焦比在0.8左右（800公斤焦炭/噸鎳生鐵）。從技術(shù)層面講，燒結(jié)—高爐還原熔煉工藝存在著高爐體積利用率低、焦炭消耗量大、燒結(jié)污染嚴重、鎳生鐵含磷高、鎳回收率低等缺點。

高爐生產(chǎn)鎳鐵的流程主要是：礦石干燥篩分（大塊破碎）—配料—燒結(jié)—燒結(jié)礦加焦炭塊及熔劑（英石）入高爐熔煉—鎳鐵水鑄錠和熔渣水淬—產(chǎn)出鎳鐵錠和水淬渣。

隨著國家產(chǎn)業(yè)政策的調(diào)整，大量500m以下的煉鐵高爐被淘汰。但由于國內(nèi)不銹鋼用鎳緊張，紅土鎳礦大量進口，加之當?shù)卣疄榱私鉀Q就業(yè)問題和創(chuàng)造稅收，這些被淘汰的高爐又被用于紅土鎳礦的處理，生產(chǎn)含鎳3-5%的鎳鐵。

回轉(zhuǎn)窯-電爐法還原工藝是國內(nèi)較為常用的一種火法冶煉工藝，流程簡單分為以下幾個工序；1.干燥焙燒，礦石在直徑3m，長80m的回轉(zhuǎn)窯內(nèi)，用熱煤氣加熱至650-700℃，去除全部附著水和60％-70％的結(jié)合水。2.熔煉還原，熱礦石在電爐內(nèi)熔化成礦熔體，隨后還原分開粗鎳鐵和鐵渣。3.精煉，一般采用鋼包精煉，脫硫、磷。

回轉(zhuǎn)窯——磁選工藝又名直接還原工藝，目前世界上采用此工藝的只有日本冶金公司大江山冶煉廠。此工藝被公認為是目前最為經(jīng)濟的處理紅土鎳礦的方法，其最大特點是生產(chǎn)成本低，能耗中85%能源由煤提供，噸礦耗煤160-180kg。而電爐熔煉鎳鐵工藝能耗80%以上由電能提供，噸礦電耗560-600kwh。但是該工藝存在的主要問題是回轉(zhuǎn)窯的結(jié)圈及回收率問題，大江山冶煉廠雖經(jīng)多次改進，工藝技術(shù)仍不夠穩(wěn)定。

我國鎳生鐵產(chǎn)業(yè)分布

目前我國鎳鐵生產(chǎn)企業(yè)總數(shù)在150家以上，以山東、江蘇、內(nèi)蒙、遼寧、福建居多，其中山東地區(qū)以高爐廠家為主，同時電爐廠家雖然數(shù)量少但規(guī)模較大，代表企業(yè)鑫海。山西、江蘇、河南等地也有一定數(shù)量的高爐企業(yè)；而內(nèi)蒙、寧夏地區(qū)則基本上均是礦熱爐企業(yè)，其中內(nèi)蒙地區(qū)在產(chǎn)企業(yè)數(shù)量多但產(chǎn)能均較小。

目前來看，不銹鋼廠自身建設(shè)鎳鐵項目越來越多，如青山控股和韓國浦項合資的青浦合金，寶鋼和中鋼合資建設(shè)的中寶濱海鎳業(yè)等。此外，山東、江蘇等地不少在產(chǎn)廠家也在積極謀劃擴大產(chǎn)能，形成規(guī)模優(yōu)勢。青山集團、江蘇德龍、山東鑫海是國內(nèi)最大的三家鎳鐵冶煉企業(yè)。

未來，國內(nèi)企業(yè)更是紛紛布局海外鎳鐵、不銹鋼行業(yè)。其中代表企業(yè)為青山集團。至于國內(nèi)鎳鐵行業(yè)，市場關(guān)注焦點在于環(huán)保，國內(nèi)持續(xù)趨嚴的環(huán)保督查將會限制國內(nèi)鎳鐵產(chǎn)量上升，換句話說，國內(nèi)鎳鐵的頂峰已過，最多時超過300家鎳鐵廠的風光不再，在行業(yè)虧損洗牌，中小企業(yè)關(guān)停后，再次受到印尼低成本鎳鐵的沖擊，國內(nèi)鎳鐵廠或?qū)⒃俣瘸霈F(xiàn)一波關(guān)停風潮。

鎳生鐵成本計算

1. 紅土鎳礦——冶煉高鎳鐵的主要原料礦材，業(yè)內(nèi)主要使用的含鎳量為0.9-1.0%、1.4-1.6%、1.9-2.0%三種紅土鎳礦，我們選取相對含鎳量稍高1.9-2.0%的紅土鎳礦作為計算對象（以中間值1.95%作為核算），另外紅土鎳礦含結(jié)晶水和吸附水合計約30%，也就是干礦占比為70%。再來看看我們要生產(chǎn)的高鎳鐵含鎳量10%-15%，理論計算以中間值12.5%作為核算值，那么每噸鎳鉻鐵產(chǎn)品需濕紅土鎳礦為9.16噸。

2. 電力成本——冶煉高鎳鐵的主要能耗成本，據(jù)悉業(yè)內(nèi)每干噸紅土鎳礦需要700kwh電力，按此量需求進行計算，每噸產(chǎn)品電耗為4488kwh/h。

3. 各種燃力消耗：生產(chǎn)一噸鎳鐵產(chǎn)品需要用煤約1噸。

4. 還原焦：還原鐵需要用焦炭，還原劑中所需焦炭為450kg。

5. 其他原料費用如石灰、電極等合計1000元/噸。

6. 工資、折舊、維護等費用2500元/噸。

由此，我們可以計算出RKEF冶煉高鎳生鐵成本。