红土镍矿处理方法综述..doc

红土镍矿处理方法综述 当前位置：首页 33 正文 〖APOL会员特权区〗 文章来源：APOL 添加人：admin 添加时间：2011-11-10 15:29:00 沈阳有色金属研究院相关研究成果简介-----报告人 尹文新 1.1 镍的性质和用途 金属镍是一种银白色金属，具有很多优良的物理和化学性质：高熔点（1453℃），强磁性，良好的催化性和抗腐蚀性以及容易电镀等。正因为这些优良特性，镍被广泛应用于生产不锈钢，石油、化工和机械制造业中的耐腐蚀合金钢，航空航天领域的高温合金钢，磁性电工合金，催化剂及电镀等行业。随着上述工业部门的发展，特别是不锈钢工业的快速发展，近年来镍冶金工业发展迅速。 1.2 炼镍原料 镍是一种比较丰富的元素。地球中镍的含量约为3%，仅排在Fe、O、Si和Mg之后。然而，在地壳中镍的含量很低，不到0.01%，其丰度排在第24位。 地球上有四种含镍矿物： ⑴ 硫化镍矿——镍黄铁矿、镍磁黄铁矿和针硫镍矿等 ⑵ 氧化镍矿——主要指红土镍矿 ⑶ 含砷镍矿——红镍矿、砷镍矿和辉镍矿等 ⑷ 深海含镍锰结核 深海含镍锰结核的数量现在还无法估计，由于开采成本太高，暂无法利用这种含镍资源。目前，世界各国正在研制海底机器人，为开采海底锰结核做前期准备工作。 含砷镍矿在地球上的储量很少，是一种次要的含镍资源。主要的炼镍原料是硫化镍矿和红土镍矿。 根据目前的炼镍技术水准，硫化镍矿含镍高于3%的被称为富矿，可不经选矿而直接冶炼；含镍较低的硫化镍矿需经过选矿进行富集，产出品位较高的硫化镍精矿再进行冶炼。红土矿很难用选矿方法来富集，通常是用冶炼的方法直接处理。 1.3 开发和利用红土镍矿资源的重要意义 ⑴ 陆地上镍资源总量中硫化镍矿和红土镍矿的比例约为3：7，未来镍冶金工业的发展主要以红土矿为原料； ⑵ 硫化镍矿日趋枯竭，中国的硫化镍矿的年产量以10%的速度递减； ⑶ 红土镍矿埋藏在地表附近，开采成本低，不需要选矿，随着冶炼技术水准的提高，处理红土镍矿的成本不断降低； ⑷ 选择合适的生产方法，处理红土镍矿可不产生二氧化硫烟气污染； ⑸ 中国是镍的消费大国，同时又是贫镍国。 由以上事实可知，我国开发红土镍矿资源有着非常重要的意义。目前，世界各国，特别是发达国家，都在积极开发或准备开发红土镍矿资源。 2 红土镍矿的特点 2.1 红土镍矿的地质结构 红土镍矿是由多雨的热带和亚热带的橄榄岩（Peridotite）和蛇纹石（Serpentine）这样一些超级岩石的风化而形成的。红土镍矿床通常是分层存在于地表以下0~40米范围，矿床的地质结构为：覆盖层；褐铁矿层；过渡层；腐泥层；橄榄岩层。有价元素镍和钴主要分布在褐铁矿层，过渡层和腐泥土矿层。因此，人们通常将红土镍矿床分为三个矿层： ⑴ 褐铁矿层（Lateritic ore layer） 褐铁矿层离地表最近，主要矿物包括褐铁矿（Laterite）、针铁矿（Goethite）、水铝矿（Gibbsite）和铬铁矿（Chromite）。矿石的化学成分和矿物组成很均匀，镍的含量较低，通常含有一定数量的钴，结晶性差，粒度较细。 ⑵腐泥矿层（Saprolitic ore layer） 腐泥矿层埋藏较深，正好在基岩之上，主要含有石英（Quartz），滑石（Talc），蛇纹石（Serpentine），橄榄石（Olivine）和硅镁镍矿（Garnierite）等矿物。矿石含镍量最高，但其化学成分和矿物组成极不均匀。 ⑶ 过渡矿层（Transition ore layer） 过渡矿层位于褐铁矿层和腐泥矿层两层之间，镍、铁、镁和二氧化硅的含量也介于两层之间。 红土镍矿典型的浓度分布见图1，化学成分列于表1。由图1和表1可以看出：红土矿中铁的含量随深度的增加稳定降低；而镁和二氧化硅含量随深度增加；钴含量分布与铁相似，在褐铁矿层最高；镍的分布与镁和二氧化硅一致，在腐泥矿层含量最高。红土矿含水量都很高，一般为30%~50%。被氧化的红土镍矿一般都含有铬、镁、锰、铁和铝等杂质。 图1 红土镍矿典型的浓度分布 表 1 各矿层红土矿的化学成分（%） 矿层 Ni Co Fe MgO SiO2 褐铁矿层 0.8-1.5 0.1-0.15 40-50 0-5 0-10 过渡矿层 1.5-1.8 0.05-0.1 25-40 5-15 10-30 腐泥矿层 1.8-3.5 ＜0.05 10-25 15-25 30-50 2.2 红土镍矿的分布和矿物组成的差异 目前，已发现有较大红土矿储量的国家有：Australia，Cuba，New Caledonia，Papua New Guinea，Greece，Indonesia，Philippine，India和Burma等国。中国