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行业动态

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红土镍矿资源开发利用的优势和前景

2021-08-19
现在,国际镍工业出产的镍,首要来自硫化镍矿资源,约占总产值的60%。其他来自红土镍矿。但是跟着优质(含镍档次高)易开采的硫化镍矿资源的减少、对环境要求的前进、红土镍矿提取技能的前进以及镍价格要素等的影响,从红土镍矿出产的镍量会不断添加。过去50年资源开发的特色印证了这一开展趋势,产值变化如表4所示。
表4 不同年份镍的产值统计 万t
红土型镍开发利用的首要优势在于:
(一)红土型镍矿资源丰富,全球约有4 100万t镍金属量,勘查本钱低。
(二)可露天开采,采矿本钱极低。
(三)选冶工艺已逐步老练。
(四)不锈钢出产的开展,对烧结氧化镍、镍铁或通用镍的需求添加,而这些镍产品首要是由氧化镍矿出产的。
(五)国际红土型镍资源首要散布于近赤道区域,大部分靠近海岸,便于外运。
从红土镍矿的资源特色来看,国际镍工业的开展资源开发重心将逐步从硫化镍矿转移到红土镍矿的利用。由于红土镍矿一般都伴生有钴,铁、铬等多种有价金属,其综合利用的必要性清楚明了。关于我国而言,虽然我国的红土镍矿资源份额偏小,但跟着硫化镍资源的逐步枯竭,镍市场需要的不断增长,参与海外红土镍矿的开发势在必行。近年来,我国从缅甸、古巴、印尼进口的很多红土镍矿以及与菲律宾、巴布亚新几内亚的镍钴出产联合项目的实施,进一步表明红土镍矿的开发已经成为我国镍资源利用的重要内容。国际范围内红土镍矿的开发利用前景十分宽广。
三、国内外红土镍矿处理技能及发展
氧化镍矿床是含镍橄榄岩在热带或亚热带区域经过大规模的长期的风化淋滤蜕变而成的,是由铁、铝、硅等含水氧化物组成的疏松的粘土状矿石。由于铁的氧化,矿石呈赤色,所以被称为红土矿(laterite)。红土镍矿的可采部分一般由3层组成:褐铁矿层、过渡层和腐殖土层,其处理工艺如表5所示。
表5 红土镍矿的散布、组成与提取技能 %图片
(一)火法工艺
火法处理红土镍矿的工艺按其产出产品的不同分为复原熔炼出产镍铁工艺和复原硫化熔炼出产镍锍工艺。
1、复原熔炼出产镍铁
国际上用得最多的红土镍矿火法处理工艺是复原熔炼出产镍铁,用于出产不锈钢。氧化镍易被C,CO,Si复原,在较高温度下操控必定的复原条件,就能够使氧化镍完全复原成金属,铁部分复原,与镍熔合成镍铁合金,而未被复原的硅、镁氧化物与另一部分氧化铁一起造渣。复原熔炼出产镍铁的办法有以下几种:
(1)反转窑-电炉复原熔炼工艺。反转窑-电炉复原熔炼工艺(RKEF)是现在红土镍矿锻炼厂遍及选用的一种火法锻炼工艺流程,技能牢靠、老练。该工艺首要工序包含枯燥、焙烧-预复原、电炉熔炼和精粹。由于原矿含有很多附着水和结晶水,所以熔炼前的炉料预备首要是脱水和枯燥,一般是在枯燥窑内脱除附着水,在较长的反转窑内于较高的温度下焙烧预复原,进一步脱除结晶水,部分镍、铁氧化物预复原,同时炉料得到预热,为下一步电炉熔炼节省能源,出窑炉料温度为650~900℃,直接送人电炉上面的料仓中,加入交(直)流电弧炉复原熔炼制取镍铁,精粹后用做锻炼不锈钢的质料。该工艺适合于低铁高镍型红土镍矿,得到的镍铁产品镍档次一般为10%~15%,铁档次为60%~80%,镍的回收率大于90%。
反转窑-电炉熔炼工艺适合处理各种类型的氧化镍矿,熔池可到达较高的温度且温度易于操控,适合于处理难熔的硅镁镍矿,对入炉炉料也没有严格要求;渣含有价金属较少;出产简单操控,便于操作,易于完成机械化和自动化。所以近几年来反转窑-电炉熔炼镍铁工艺开展较快,现在至少有14家工厂使用这一办法处理氧化镍矿,镍铁年产值(含镍计)在25万t左右。
(2)竖炉-电炉工艺。鹰桥公司在新喀里多尼亚的Koniambo锻炼厂选用的是多米尼加鹰桥竖炉-电炉工艺。该工艺流程借鉴水泥窑外分化的技能,将物料磨细后进行闪速枯燥、闪速煅烧、在流态化炉中进行预复原,然后在直流电弧炉内熔炼煅烧料,LF炉内精粹,具有固定投资少,操作本钱省,物料逗留时间短,产品质量高,烟尘率低,动力消耗低的优点。
(3)鼓风炉锻炼工艺。豉风炉锻炼是将氧化镍矿在反转窑内预热、枯燥后制成团块,与焦炭块一起加入鼓风炉内锻炼,出产出粗镍铁,再进行精粹,制出镍铁。鼓风炉锻炼是最早的炼镍办法之一,对环境不友好,矿石适应性差,对镁含量有较严格的要求,另外不能处理粉矿,对入炉炉料也有严格的限制。跟着出产规模扩展、锻炼技能前进、炼钢厂对镍类质料要求的前进以及环境保护要求的前进,这一办法已逐步被筛选。
(4)可移动平炉出产镍铁工艺。除了以上几种得到使用的办法,日本神户钢铁有限公司还新开发了一种用可移动平炉出产镍铁的处理工艺。该工艺包含:①混料过程。将含有氧化镍和氧化铁的矿石配人碳质复原剂制备成混料。②复原过程。在移动的平炉内加热复原混料,制备复原混料。③熔炼过程。在熔炉内将已复原的混合物熔化制备镍铁。该工艺能够以较低的本钱高效率地制备出高镍含量的镍铁产品,且灰尘数量少,避免了炉壁灰尘的堆积发生粘结物,因而给料时渣的含量可不用调整。
2、复原熔炼出产镍锍
复原锍化熔炼处理氧化镍矿出产镍锍的工艺早在20世纪二三十年代就得到了使用,其时选用的都是鼓风炉熔炼。该工艺与鼓风炉复原熔炼出产镍铁的工艺存在相同的缺点,因而新建的大型工厂都选用电炉熔炼红土镍矿出产镍锍。全国际由氧化镍矿出产镍锍的镍量在12万t左右。镍锍出产工艺是在出产镍铁工艺的熔炼过程中,加入硫化剂,产出低镍锍,再经过转炉吹炼出产高镍锍。镍锍的成分能够经过复原剂(焦粉)和硫化剂的加入量加以调整。可供挑选的硫化剂有黄铁矿( FeS2)、石膏(CaSO4·2H2O)、硫磺和含硫的镍质料。现在国内朝阳昊天集团选用该工艺出产低镍锍,获得的低镍锍产品镍档次为5%~8%,镍金属回收率大于90%。
选用复原锍化熔炼处理氧化镍矿出产镍锍的工艺,其产品高镍锍具有很大的灵活性:经焙烧脱硫后的氧化镍可直接复原熔炼出产用于不锈钢工业的通用镍;也能够作为常压拨基法精粹镍的质料出产镍丸和镍粉;由于高镍锍中不含铜,还能够直接铸成阳极板送锍化镍电解精粹的工厂出产阴极镍。总之,能够进一步处理,出产各种形式的镍产品,并能够回收其中的钴。
(二)湿法工艺
关于含镍较高而含铜和钴低的红土镍矿,较多选用电炉复原熔炼的办法出产镍铁,但在处理含铜、钴比较高的红土镍矿时,宜选用湿法流程处理,以利于综合回收各种有价金属和降低能耗。浸出是常用的湿法处理办法,根据矿石中氧化镁含量的高低,选用常压氨浸工艺和高压酸浸工艺两种办法。含氧化镁高的矿石需选用氨浸,由于酸浸时需消耗很多的酸中和矿石中的碱性脉石,操作本钱高,在经济上不可行。而含氧化镁低的矿石可选用硫酸浸出,为加速整个溶解过程,浸出作业通常在高温高压下进行。