第十一章 红土镍矿概况简介.doc

红土镍矿概况简介 红土镍矿来源及成分 红土镍矿的来源 表1-6 红土镍矿资源在各地区的分布状况 国家或地区 资源/Mt 镍品位/% 含镍量/% 占总量的比例/% 澳大利亚 2452 0.86 21 13.1 非洲 996 1.31 13 8.1 中、南美洲 1131 1.51 17 10.6 加勒比海 944 1.17 11 6.9 印度尼西亚 1576 1.61 25 15.7 菲律宾 2189 1.28 28 17.4 新喀里多尼亚 2559 1.44 37 22.9 亚洲和欧洲 506 1.04 5 3.3 其他 269 1.18 3 2.0 总计 12621 1.28 161 100 红土镍矿的成分 1）低镍高铁矿 Ni Fe H2O P SiO2 MgO CaO 0.6%-1.0% 48%-52% 30%-35% 0.003%-0.009% 3.0%-6.0% 0.5%-2.8% 0.01%-0.1% 中镍高铁矿 Ni Fe H2O P SiO2 MgO CaO 1.3%-1.7% 25%-40% 30%-40% 0.003%-0.009% 3.0%-6.0% 0.5%-2.8% 0.01%-0.1% 高镍低铁矿 Ni Fe H2O P SiO2 MgO CaO 1.7%-2.1% 13%-18% 30%-35% 0.003%-0.009% 3.0%-6.0% 0.5%-2.8% 0.01%-0.1% 红土镍矿冶炼工艺 目前，世界上投产的红土镍矿处理方法如下： 还原造锍熔炼－吹炼－高锍镍精矿 火法 镍铁 还原镍铁熔炼－吹炼 红土镍矿 精练－电镍 选择性还原焙烧－常压氨浸 湿法 加压酸浸 1 红土镍矿的火法处理工艺 还原熔炼生产镍铁 世界上用得最多的火法处理工艺是还原熔炼生产镍铁。其原则工艺流程见图1-2。由于原矿含有大量附着水和结晶水，所以熔炼前的炉料准备主要是脱水和干燥。一般是在干燥窑内脱除附着水，在较长的回转窑内于较高的温度下焙烧，进一步把结晶水排除，同时炉料得到预热以节约电炉能耗。出窑炉料温度为980℃～1000℃，直接送入电炉上面的料仓中，经还原熔炼制取高碳镍铁，其可以做冶炼不锈钢的原料，但大部分用于精炼[36]。 就还原熔炼的设备而言，较大生产规模的工厂大都采用电炉熔炼，少数几个小厂采用鼓风炉熔炼。鼓风炉熔炼生产镍铁的优点是投资小、能耗较低，适合规模小、电力供应困难以及含镍较低的红土矿区；它的缺点是对矿石适应性差，对镁含量有较严格的要求，另外也不能处理粉矿，对入炉炉料也有严格的要求。电炉熔炼的工艺适合处理各种类型的氧化镍矿。生产规模可依据原料的供应情况决定，可大可小，对入炉炉料业没有严格要求，粉料或大块料都可以处理，但缺点是能耗太大[15,37-39]。 图1-2 电炉还原熔炼镍铁原则流程 镍铁生产除了熔炼法以外，还有回转窑生产粒铁法[40]。方法是将红土镍矿经干燥、破碎、筛分处理后，与熔剂、还原剂按比例混合，加入回转窑进行还原焙烧。矿石在回转窑中被还原，生成海绵状的镍铁合金。合金与渣的混合物经水淬冷却、破碎、筛分、磁选或重选等处理，得到粗镍铁粒。该法是二十世纪三十年代发明的，由于生产效率低、镍的回收率低、对原料要求苛刻等缺点，没有得到推广。另外，美国汉纳矿业公司采用的是回转窑－电炉熔炼、炉外还原冶炼镍铁的工艺，主要是在回转窑中预热煅烧，电炉中主要是熔化，只加部分还原剂，选择性地还原出一部分铁与镍，熔融体在炉外加硅铁还原得粗镍铁，精炼后得产品镍铁。 红土镍矿的湿法处理工艺 褐铁矿类型的镍红土矿和含MgO比较低的硅镁镍矿通常采用湿法冶金工艺处理。湿法冶金主要是2种工艺，一种是还原焙烧－氨浸工艺（简称为RRAL） ，另一种是硫酸加压酸浸工艺（简称为HPAL）。 （1）还原焙烧－氨浸工艺 湿法工艺处理氧化镍矿的工业始于上世纪40年代，最早采用的就是氨浸工艺[41]，这个流程是由Caron教授发明的，所以又称为Caron流程。古巴的尼加罗厂是世界上最早采用该法的工厂，基本流程是还原焙烧－氨浸。还原焙烧的目的是使硅酸镍和氧化镍最大限度地被还原成金属，同时控制还原的条件，使大部分Fe还原成Fe3O4，只有少部分Fe被还原成金属，焙烧矿再用NH3及CO2将金属镍和钴转为镍氨及钴氨络合物进入溶液，金属铁先生成铁氨络合物进入溶液，然后再氧化成Fe3+，水解生成