镍材迈向循环利用石灰

发布时间：2022-07-13 19:05:06 来源：冶金机械网

数十年来，镍在很多重要技术应用中的使用量不断增长，导致了其需求量的持续增长。镍需求量的历史增长率约为每年4％，而近年来，在典型镍矿开采年限（20年）中的镍需求量增长率翻了一番，这意味着每关闭一座镍矿，就需要开辟两座新镍矿。这种情况毫不意外地推动了镍的循环利用率的增长以初级产量的补充。在美国，目前，循环利用镍材占一次供应量的45％，而1994年的该比例为35％。随着一次供应量的增长，通过循环利用回收的镍，数量必将随之增长才能满足需求。

石油化学工业前景光明钢铁生产潜力巨大

新的二次镍能满足不断增长的需求量。某些情形下，社会产生的废料贵重金属含量，甚至高于矿石中的数量。

最有前景的二次镍来源部分存在于石油化学工业中。原油天然含有低水平的镍，这些镍在灰分中富集，而重质燃油燃烧系统中充分燃烧的灰分一般含有约10％（重量百分比）的镍。炼油厂和石油化学工业中使用的催化剂中也含有一定的镍。这些催化剂，过去往往作为垃圾被填埋，但如今循环利用的比例越来越高。

由于金属镍有三分之二以上用于不锈钢的生产，因此大部分冶炼类回收方法产出的铁合金让它们成为普遍的二次镍来源。Tetronics公司的直流等离子体电弧冶炼是典型的案例，运营了数十年的两座商业化工厂，始终从不锈钢生产废料中回收镍、铬、钼及其他金属。

“在原料中加入焦炭或无烟煤还原剂，等离子体电弧提供了可在不锈钢生产中再利用的铁合金需要的输入能量，且规模非常适合目前可用的石油化学废催化剂及相关二次原料数量。”Tetronics公司技术总监Tim Johnson博士解释说，“冶炼炉中较小的气流量和对冶炼条件的严密控制保证了废气、粉尘减少，延续了了优良的环保性能。由于增加金属供应的压力与日俱增，因此未来几年内，Tetronics公司及其他二次镍来源的专门加工能力必然会扩大。”

循环利用是创建可持续性社会的关键支柱之一。正如联合国可持续发展目标所述的那样，在改变世界的17个目标当中，“负责任的消费和生产”是循环经济的核心，在缓解气候变化方面发挥着关键作用。

镍是循环利用效率最高的金属之一

首先，镍可以无限循环使用而不影响质量。一般而言，从一次原料中回收的金属无法与循环利用金属加以区分，因此需要特别注意，在寿命终结时收集并循环利用尽可能多的镍材。

其次，由于循环利用率高达68％，镍成为循环利用效率最高的金属之一。这意味着全部镍材的三分之二以上，可以在消费品寿命终结时循环利用。循环利用镍材会进入新的寿命周期，其中很大一部分采取不锈钢的形式，而约15％进入碳钢循环。

然而，数据分析表明仍有17％的镍材未被循环利用。Graedel教授团队指出：“金属的循环利用效率存在巨大差异，碳钢等贱金属循环利用效率较高，而稀土元素目前很难循环利用。其中有不同因素发挥作用，例如使用模式、是否存在回收的经济诱因或者是否存在现成的回收和循环利用基础设施等。

在存量（社会目前的镍使用量）和流动模型以及循环利用方面，镍和不锈钢位居最佳被研究原料之列，社会镍存量快速增长而且镍的循环利用率有上升的趋势。”

不慎进入碳钢循环的镍材数量有可能进一步减少。改善分选系统对于保证从碳钢废料中更多地分离不锈钢等含镍产品至关重要，提高镍材循环利用率并减少浪费，是真正实现可持续性的一个明确目标。循环利用镍材会有约15％进入碳钢循环的新寿命周期。

循环利用镍材是镍寿命周期中的一个重要因素，也是全球可持续发展的一个重要促成因素。由于镍的需求量在不断增长，未来镍材的循环利用，将作为初级产量补充方案的一部分。