在很久很久以前，在地球上還沒有生命的時候，鎳（Ni）和它的小伙伴們已經(jīng)在地球上居住，當(dāng)時鎳（Ni）、鐵（Fe）等小伙伴大多數(shù)居住在幾千度高溫的地核之內(nèi)。截止目前為止，地核內(nèi)依然居住著大量的鎳鐵（Ni-Fe）合金。隨著時間的推移，滄海變桑田，不斷有熔融的巖漿噴出，很多Ni和小伙伴逐漸來到地表。鎳（Ni）天生就仰慕硫（S）、氧（O）這些漂亮的女孩子，并且在漫長的歲月中長期孤單寂寞，于是便紛紛與硫（S）、氧（O）談起了戀愛，形成一對對的小戀人，也就是硫化鎳（NiS）、氧化鎳（NiO）等。但是氧（O）天生就喜歡高富帥，所以與Ni感情并不是十分的穩(wěn)定。與此同時，自然界中的硅（Si）、鐵（Fe）、鎂（Mg）等也分別與氧（O）談起了戀愛，組成二氧化硅（SiO2）、氧化鐵即三氧化二鐵（Fe2O3）、氧化鎂（MgO）等一個個小家庭。也許是一個個游離的家庭仍缺少歡樂，于是各個小家庭聚集在一起，形成了氧化鎳-二氧化硅-氧化鐵-氧化鎂（NiO-SiO2- Fe2O3-MgO）等大家庭，這便是氧化鎳礦的雛形。大家庭人多熱鬧，于是越來越多的其它小伙伴也都慕名而來，比如氧化鋁（Al2O3）、氧化鈷（CoO）、氧化鉻（Cr2O3）等紛紛加入，這樣便形成了一個小部落。再之后水（H2O）也加入這個部落，包括結(jié)構(gòu)水和自由水，還有一些有機物，這樣氧化鎳礦這個小王國就誕生了。這個小王國打算打造自己的國旗，由于鐵（Fe）在這個王國中人數(shù)較多，且是元老級人物，而且其與氧（O）談戀愛之后變成正三價鐵，顏色艷紅，于是便定紅色為國旗顏色，因此氧化鎳礦也稱紅土鎳礦。
紅土鎳礦王國中的鎳（Ni）和親密小伙伴們一直幸福快樂的生活，但其中的關(guān)系也存在親疏遠(yuǎn)近。水和有機物是跟大家關(guān)系最不親密的小伙伴，并且氧（O）與鎳（Ni）及小伙伴們依次的感情也是有強有弱，尤其是氧（O）對鎳（Ni）和鈷（Co）的感情較為脆弱。盡管如此，在那個荒涼多雨的環(huán)境中，整個紅土鎳礦王國還算是和平共處。一直到人類的出現(xiàn)，尤其是人類開始了解和認(rèn)識到鎳（Ni）的冶煉工藝，鎳（Ni）和小伙伴們愛恨情仇的故事便逐漸拉開了序幕。
1751年，瑞典科學(xué)家發(fā)現(xiàn)小伙伴鎳（Ni），到1804年提煉出金屬鎳（Ni）。鎳具有良好的機械強度和延展性，難熔耐高溫，并且具有很高的化學(xué)穩(wěn)定性，在空氣中很難氧化等特征，因此鎳是一種十分重要的有色金屬材料，被用來制造不銹鋼、高鎳合金鋼和合金結(jié)構(gòu)鋼等。之后并應(yīng)運而生多種冶煉工藝從硫化鎳礦和氧化鎳礦中來提取鎳（Ni）。紅土鎳礦的提取技術(shù)歸納起來分為火法提取和濕法提取。而RKEF法（回轉(zhuǎn)窯-電爐熔煉法）是目前紅土鎳礦冶煉的主流工藝。RKEF的基本原理也是基于鎳（Ni）和小伙伴們愛恨情仇的故事展開。
鎳（Ni）和小伙伴們與氧（O）的感情是深淺不一的，根據(jù)熱力學(xué)可分析其感情深淺。
鎳（Ni）和小伙伴們分別與氧（O）的親密度，即感情深淺如下：
MgO>Al2O3>SiO2 >Cr2O3>Fe2O3>CoO>NiO
氧化鎂>氧化鋁>二氧化硅>氧化鉻>氧化鐵>氧化鈷>氧化鎳
人類一般想要利用的是單身狀態(tài)的鎳（Ni）及其小伙伴們，所以想到了兩種方法。第一種方法：只要給鎳（Ni）及其小伙伴們加熱至一定溫度，鎳（Ni）和小伙伴們都要與氧（O）分手，恢復(fù)單身貴族的狀態(tài)。但這個溫度需要非常非常高，耗費熱量大，甚至有些溫度人類并不能達(dá)到，于是人類想到了另外一個方法：考慮到氧（O）非常喜歡高富帥，那就在這些一個個的小家庭周圍安放一個高富帥，讓氧（O）來主動移情別戀，讓鎳（Ni）和小伙伴們失戀成為單身狀態(tài)，這樣金屬鎳就能被人類所用。于是人類就在選擇一個在人類眼里物美價廉，在氧（O）眼里是高富帥的元素，即還原劑碳（C）。
那接下來我們來講一下再RKEF工藝中，鎳（Ni）和小伙伴們愛恨情仇的故事。鎳（Ni）和小伙伴們從印尼、菲律賓一路漂洋過海來到廣青，開始了在RKEF工藝中的愛恨情仇。
1、干燥（φ5×40m）
上圖是干燥窯的實物圖，其規(guī)格為φ5×40m。
紅土鎳礦小王國中水占的比例大約在35%左右，水和有機物是跟大家關(guān)系最不親密的伙伴，所以在干燥窯中，大約350℃的溫度，水就有一部分脫離了鎳（Ni）和小伙伴們，其比例降低至22~25%。為什么在干燥窯里要脫水至22~25%呢？因為水分太高，達(dá)不到干燥的效果；水分太低，容易揚塵，污染周圍環(huán)境。
上圖顯示的就是經(jīng)干燥后的紅土鎳礦，此時干礦中水分在22~25%間，可看到現(xiàn)場沒有揚塵，環(huán)境比較干凈。
2、配料
上圖顯示的是配料站的實物圖。
經(jīng)過干燥的鎳（Ni）和小伙伴們來到配料站，因為不同地方的紅土鎳礦，鎳（Ni）和小伙伴們的比例不同，不能達(dá)到后期冶煉的要求，尤其是在后工序電爐內(nèi)，鎳（Ni）和鐵（Fe）及其它金屬小伙伴變成單身之后，要和爐渣分離開，因此對爐渣渣系二氧化硅-氧化鐵-氧化鎂（SiO2- FeO-MgO）的熔點、粘度要求較高，所以要將不同的紅土鎳礦經(jīng)過配比，使鎳（Ni）和小伙伴們的比例維持在合理的范圍之內(nèi)。同時，在配料站里配進(jìn)去了本故事的第二男主角—焦丁碳（C）。不過在配料站內(nèi)，碳（C）只能算是屌絲一個，長的丑，黑不溜秋，鎳（Ni）和小伙伴們根本就瞧不起碳（C），氧（O）更是不把碳（C）放在眼里，看都不看一眼。碳（C）在配料站里不受待見，一路忍辱負(fù)重，在鎳（Ni）和小伙伴們的冷眼旁觀下一起進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯。
3、回轉(zhuǎn)窯（φ4.4×100m）
上圖是回轉(zhuǎn)窯的實物圖，其規(guī)格為φ4.4×100m。
剛進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯，隨著溫度的升高，氧（O）最先發(fā)現(xiàn)她最瞧不起的碳（C）居然逐漸開始變的帥氣起來，對自己的吸引力也越來越大，因此看碳（C）的眼神也溫柔了起來。而同時鎳（Ni）和其他的金屬小伙伴們也發(fā)現(xiàn)碳（C）對自己的女朋友氧（O）開始了不懷好意，已經(jīng)開始威脅到了自己和氧（O）的感情。
溫度進(jìn)一步升高，溫度達(dá)至453.5℃，屌絲C完成第一次逆襲，華麗轉(zhuǎn)變?yōu)槌晒θ耸俊?/span>雖然在鎂（Mg）、鋁（Al）、硅（Si）、鉻（Cr）眼里，碳（C）仍然是屌絲男士，對他們的家庭（即和O的感情）構(gòu)成不了什么威脅，但鎳（Ni）的女朋友氧（O）已經(jīng)開始移情別戀，對碳（C）投懷送抱，成了碳（C）的女朋友，組成了新的家庭一氧化碳（CO）。
NiO C=Ni CO
鐵（Fe）和氧（O）的戀愛關(guān)系比較復(fù)雜，自然界存在氧化鐵即三氧化二鐵（Fe2O3）、四氧化三鐵（Fe3O4）、氧化亞鐵（FeO）等多種戀愛狀態(tài)。那么紅土鎳礦中鐵（Fe）和氧（O）的戀愛關(guān)系基本上是氧化鐵即三氧化二鐵（Fe2O3）。但是進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯后，當(dāng)溫度進(jìn)一步升高至675℃，屌絲碳（C）完成第二次逆襲，順利成為高富帥，氧化鐵即三氧化二鐵（Fe2O3）中的氧（O）開始先后移情別戀，投懷送抱給碳（C），若氧（O）沒有完全碳（C）搶走，則變成氧化亞鐵（FeO）這樣的一夫一妻制家庭；若氧（O）完全被高富帥碳（C）搶走，則變?yōu)閱紊龛F（Fe），而氧（O）與碳（C）組成新的家庭一氧化碳（CO）。
3Fe2O3 C=2 Fe3O4 CO
Fe3O4 C=3FeO CO
FeO C=Fe CO
盡管此時碳（C）已經(jīng)成為高富帥，但仍然動搖不了鎂（Mg）、鋁（Al）、硅（Si）、鉻（Cr）與氧（O）的感情。同時，由于Ni和小伙伴們在回轉(zhuǎn)窯里停留的時間較短，1~2小時，所以仍有大量的氧化鎳（NiO）、氧化鐵即三氧化二鐵（Fe2O3）、氧化亞鐵（FeO）依然處于戀愛關(guān)系。
此外，在回轉(zhuǎn)窯焙燒過程中，鎳（Ni）和鐵（Fe）除了部分被碳（C）搶了女朋友氧（O）之外，鎳（Ni）和小伙伴們中的水（結(jié)構(gòu)水和自由水）、有機物等幾乎也完全脫除，同時鎳（Ni）和小伙伴們的溫度達(dá)到了700~800℃。
4、礦熱爐熔煉
鎳（Ni）和小伙伴們從回轉(zhuǎn)窯出來后，這個小王國已經(jīng)發(fā)生了翻天覆地的變化。水分和有機物幾乎已經(jīng)全部脫除，氧化鎳（NiO）這對小戀人一部分已經(jīng)分手，所以一部分的鎳（Ni）已經(jīng)變?yōu)閱紊頎顟B(tài)，也就是金屬鎳（Ni）。氧化鐵即三氧化二鐵（Fe2O3）這個家庭由于碳（C）的介入，也已經(jīng)發(fā)生巨大的變化，一部分家庭變成了氧化亞鐵（FeO）和四氧化三鐵（Fe3O4）這樣的家庭，更有甚者完全分手，變成金屬鐵（Fe）。此刻，我們稱經(jīng)回轉(zhuǎn)窯出來的鎳（Ni）和小伙伴們?yōu)橹荷啊?/span>焙砂經(jīng)料罐轉(zhuǎn)運至礦熱爐保溫料倉，然后經(jīng)過下料管進(jìn)入礦熱爐內(nèi)。
礦熱爐是一種將電能通過電阻熱和電弧熱兩種方式轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮艿囊苯鹪O(shè)備，下面兩張圖為礦熱爐內(nèi)的實物圖和示意圖。
在礦熱爐內(nèi)，渣鐵溫度可達(dá)至1500~1600℃。此時我們的第二男主角碳（C）再次升級，成為了舉世矚目的國民老公，男神級別，對二氧化硅（SiO2）、氧化鉻（Cr2O3）、氧化鐵即三氧化二鐵（Fe2O3）、氧化鈷（CoO）、氧化鎳（NiO）中的氧（O）已經(jīng)具有不可抗拒的吸引力。
在礦熱爐內(nèi)，氧化鎳（NiO）這對戀人幾乎已全部徹底分手，氧化鈷（CoO）也已經(jīng)幾乎全部分手，同時碳（C）這個國民老公也完全具備將二氧化硅（SiO2）、氧化鉻（Cr2O3）、氧化鐵即三氧化二鐵（Fe2O3）的氧（O）全部奪取的能力。但人類并不想碳（C）將二氧化硅（SiO2）、氧化鉻（Cr2O3）、氧化鐵即三氧化二鐵（Fe2O3）這些家庭全部破壞掉，所以在配料的時候配進(jìn)去的碳（C）的數(shù)量明顯小于氧（O）的數(shù)量，這樣碳（C）就只能進(jìn)行選擇性的去奪取這些家庭中的氧（O），根據(jù)這些家庭的親密度，先從感情脆弱的家庭入手。所以氧化鎳（NiO）和氧化鈷（CoO）這兩對小戀人幾乎全部分手，氧化鐵即三氧化二鐵（Fe2O3）這個家庭一部分被碳（C）徹底分手，變成單身的金屬鐵（Fe），另外一部分被破壞至變成氧化亞鐵（FeO），而對于二氧化硅（SiO2）、氧化鉻（Cr2O3）僅僅很少的一部分家庭被破壞，變成單身硅（Si）和單身鉻（Cr）。這樣的整個過程就是選擇性還原，也就是建立在鎳（Ni）和小伙伴們由于碳（C）的一次次逆襲搶奪其戀人氧（O）的愛恨情仇故事。
NiO C=Ni CO
3Fe2O3 C=2 Fe3O4 CO
Fe3O4 C=3FeO CO
FeO C=Fe CO
SiO2 2C=Si 2CO
Cr2O3 3C=2Cr 3CO
故事到此并沒有結(jié)束，變成單身的鎳（Ni）、鈷（Co）、鐵（Fe）及少量的硅（Si）、鉻（Cr）又恢復(fù)至單身貴族的氣質(zhì)?；蛟S是對還處于戀愛關(guān)系的二氧化硅（SiO2）、氧化亞鐵（FeO）、氧化鎂（MgO）、氧化鋁（Al2O3）、氧化鉻（Cr2O3）等心存嫉妒羨慕恨，單身貴族們決定和戀愛中的家庭分開，于是依靠重力沉降脫離這些處于戀愛的小伙伴們，便分別形成了Ni-Fe合金和爐渣，然后分別通過鐵口和渣口排出。這樣在人類的運籌帷幄之中，鎳（Ni）和小伙伴們的愛恨情仇故事結(jié)束了，其紅土鎳礦小王國也變成了對人類大有用途的Ni-Fe合金和暫時還沒有效利用的爐渣。
廣青鎳鐵RKEF工藝流程
最后，讓我們再次根據(jù)廣青RKEF工藝來回顧一下鎳和小伙伴們在RKEF工藝中的愛恨情仇。（1）鎳和小伙伴們經(jīng)過篩分、破碎后首先進(jìn)入干燥窯，在干燥窯里，最不親密的小伙伴水被脫除至22~25%；（2）在配料站內(nèi)，為了使在礦熱爐內(nèi)單身的鎳和單身的其它小伙伴更容易離開還處于戀愛狀態(tài)的家庭，所以需要使不同的紅土鎳礦混合在一起，調(diào)整鎳（Ni）和小伙伴們的比例。同時，在配料站里加入了本故事的第二男主角—碳（C），盡管碳（C）目前還是屌絲一個；（3）在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)，第二男主角—碳（C）經(jīng)過兩次華麗的變身，成為了高富帥，鎳（Ni）的女朋友氧（O）開始對碳（C）投懷送抱，同時鐵（Fe）的女朋友氧（O）也開始對碳（C）投懷送抱，所以在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)已經(jīng)出現(xiàn)了單身的鎳（Ni）和單身的鐵（Fe）；同時最不親密的小伙伴水和有機物幾乎被全部脫除；鎳和小伙伴們的溫度被提高至700~800℃；（4）在礦熱爐內(nèi)，我們的第二男主角碳（C）最次轉(zhuǎn)變?yōu)閲窭瞎?，幾乎對所有的氧?/span>O）都具備了不可抗拒的吸引力，但人類配入的碳（C）量明顯小于氧（O）的數(shù)量，所以國民老公碳（C）進(jìn)行了有選擇性的先破壞感情較弱的家庭，即把鎳（Ni）的女朋友氧（O）幾乎全部搶走，同時搶走部分鐵（Fe）的女朋友，使鎳（Ni）和部分鐵（Fe）重新變?yōu)閱紊怼Ｈ缓髥紊淼男』锇閭兗刀柿w慕恨還處于戀愛狀態(tài)的家庭，變分離開來，分別形成了Ni-Fe合金和爐渣。
