红土镍矿基础知识

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1、红土镍矿专有名词1、红土镣矿LateriticNikel Ore镣矿nickel ore红土镣矿LateriticNickel Ore由硫化镣矿岩体经风化一一淋滤一一沉积形成的地表风化壳性矿床。由碳酸盐类或者其 他富铁铝氧化物的岩石在湿热气候条件风化形成，一般呈褐红色，具有高含水率、低密度而 强度较高、压缩性较低特性的土。褐铁镣矿(又称红土镣矿)LateriticNickel Ore矽镁镣矿SaproliticNickel Ore2、红土镣矿分类：高品位红土镣矿一一镣含量：NIW1.80%High grade lateritic nickel ore中品位红土镣矿一一镣含量：1.20%MNI1

2、.80%Middle grade lateritic nickel ore低品位红土镣矿一一镣含量：1.2%NI45%,镣含量0.6%3、镣+铁/Ni+Fe镣生铁Nickel pig-iron镣铁Ferrou-nickel(FeNi)镣合金Nickel alloy镣铁合金Nickel-iron alloy4、镣生铁分类/Nickel Pig-iron高品位镣生铁一一镣含量：Ni10%High grade nickel ore中品位镣生铁一一镣含量：4.0%NI10.00%Middle grade nickel ore低品位镣生铁一一镣含量：1.0%NI4.0%Low grade nickel

3、ore红土镍矿处理方法1、镣的性质和用途金属镣是一种银白色金属，具有很多优良的物理和化学性质：高熔点（1453C）,强磁性， 良好的催化性和抗腐蚀性以及容易电镀等。正因为这些优良的特性，镣被广泛用于生产不锈 钢、石油、化工和机械制造业中的耐腐蚀合金钢，空航领域的高温合金钢、磁性电工合金、 催化剂和电镀等行业。随着上述工业部门的发展，特别是不锈钢工业的快速发展，今年来镣 冶金工业发展迅速。2、炼镣原料镣是一种比较丰富的元素。地球中镣的含量约为3%，仅排在Fe、O、SI和Mg之后，然而， 在地壳中镣的含量很低，不到0.01%，其丰富度排在地24位。地球上有四种含镣矿物：（1）硫化镣矿一一镣黄铁矿、

4、镣磁黄铁矿和针硫镣矿等（2）氧化镣矿一一主要指红土镣矿（3）含砷镣矿一一红镣矿、砷镣矿和辉镣矿等（4）深海含镣锰结核深海含镣锰结核的数量现在还无法估计，由于开采成本太高，暂无法利用这种含镣资源。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。含砷镣矿在地球上的储量很少，是一种次要的含硫资源。主要的炼镣原料是硫化镣矿和 红土镣矿。根据目前的炼镣技术水平，硫化镣矿含镣高于3%的被称为富矿，可不经选矿而直接冶 炼；含镣较低的硫化镣矿需经过选矿进行富集，产出品位较高的硫化镣精选矿进行冶炼。红 土矿很难选矿方法来富集，通常是用冶炼的方法直接处理。3、开发和利用红土镣矿资源的重要意义陆

5、地上镣资源总量中硫化镣矿和红土镣矿的比例约为3:7,未来镣冶金工业的发展主要 为红土矿为原料。（2）硫化镣矿日趋枯竭，中国的硫化镣矿的年产量以10%的速度递减。（3）红土镣矿卖场在地表附近，开采成本低，不需要选矿，随着冶炼技术水平的提高，处理 红土镣矿的成本不断减低；（4）选择合适的生产方法，处理红土镣矿可不产生二氧化硫烟气污染；（5）中国是镣的消费大国，同时又是贫镣国；由以上事实可知，我国开发红土镣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镣矿资源。红土镣矿的特性1、红土镣矿的地质结构红土镣矿是由多雨的热带和亚热带的橄榄岩和蛇纹岩这样一些超级岩石的

6、风化而形成的。红 土镣矿床通常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。有价元素和钻主要分布在褐铁矿层，过渡层和腐泥矿层。因此， 人们通常将红土镣矿床分为三个矿层：（1）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）.矿石的化学才成分和矿物组成很均匀，镣的含量较低，通常含有一定数量的钻，结晶性差，粒度较细。（2）腐泥矿层（saprolitic ore layer）腐泥矿层埋藏较深，正好在基岩之

7、上，主要含有石英 （quartz）、滑石（talc）、蛇纹石 （serpentine）、橄榄石（olivine）和矽镁镣矿（garnierite）等矿物。矿石含镣量最高，但其化学成分和矿物组成极不均匀。（3）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，镣、铁、镁和二氧化矽的含量也介于两层之间。 红土矿中铁的含量随深度的增加稳定降低；而镁和二氧化矽含量随深度增加；钻含量与铁相 似，在褐铁矿层最高；镣的分布与镁和二氧化矽一致，在腐泥矿层含量最高。红土矿含水量 都很高，一般为30%50%。被氧化的红土镣矿一般都含有铬、镁、锰、铁和铝等杂质。各矿层红土矿

8、的化学成分（）矿层NICoFeMgoSiO2褐铁矿层0.8 1.50.10.154050050 10过渡矿层1.5 1.80.051.525405 151030腐泥矿层1.83.50.052025152530502、红土镣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； 中国云南的元江也有 90多万吨金属储量的红土矿。由于红土镣矿的分布较广，各地红土矿的地质结构不完全符 合上述三层的分布

9、规律。E印尼一处红土矿，分布在0 1.5米处的红土矿含镣高达1.37% 2.13%，与其他地区的情况差别较大。矿物组成也不尽相同，不同的地域的几种红土矿 的矿物组成实例如下：（1）新赫里多尼亚GORO红土矿2/3的颗粒粒度10MM，细粒矿主要矿物组成为针铁矿（goethite）和蛇纹石（serpentine）, 少量矿物组成为滑石（talc），水铝石（gibbsite），绿泥石（chlorite）,石英（quartz） 和粘泥（clay）等。粗粒矿主要含Cr-尖晶石（Cr-spinel），蛇纹石，水铝石和氧化镁矿。 镣主要存在于针铁矿、蛇纹石和氧化锰矿中；钻存在于针铁矿和氧化锰矿中。（2）新赫

10、里多尼亚plainedes lacs红土矿与goro矿相比，含高岭石，绿泥石，菱铁矿（siderite）和长石（feldspar）较多，含蛇 纹石和水铝石较少。镣主要存在于针铁矿，蛇纹石，Fe-Mg矽酸盐和Fe-Mn氧化物中。（3）E印尼 Sorowako 红土矿主要矿物组成是腐泥（saponite），粒度范围为10 100mm，主要矿物是镁和镁铁矽酸盐 和针铁矿。镣的含量不均匀，镣主要存在于蛇纹石，橄榄石，绿泥石和闪石（amphibole） 中，钻存在于氧化锰矿中。（4）E印度的Sukinda红土矿主要矿物组成为石英和针铁矿，次要矿物是磁铁矿(magnetite)，铬铁矿(chromite)

11、，滑 石，赤铁矿(hematite)和高岭矿(kaolinite)，镣主要存在于针铁矿中。(5) 希腊eaboea岛红土矿主要矿物是赤铁矿和石英，次要矿物包括针铁矿(y-feooh)，绿泥石(Ni,Mg,AI)12 (Si,AI)8O20(0H)6，铬铁矿(Mg,Fe) (Cr,Al)2O4和含镣滑石Ni3SI.O1o(OH)2等。2062434 1O2工业上处理红土镣矿的主要方法1. 红土镣矿的火法台金红土镣矿中的主要元素是铁和镁，从红土矿提取镣，需要考虑如何处理镣、铁和镁之间的关 系。根据台金热力学原理，镣和铁与硫的亲和力远远大于镁，而镁于洋的亲和力远远大于镣 和铁。因此，实现镣和铁与镁的

12、分离是很容易的。另一方面，金属氧化物于硫化物稳定很多， 铁的氧化物于镣的氧化物稳定得多。红土镣矿的火法台金工艺就是基于这种亲和力的差异而 设计的。(1) 红土镣矿的还原硫化熔炼(镣硫或冰镣熔炼)红土镣矿还原硫化熔炼工艺，也称冰镣熔炼工艺(nickel matte smelting process)是炼 镣工业应用最早的火法台金方法，始于1889年，我国的还原硫化熔炼通常用鼓风炉(小高 炉)代替电炉。该工艺过程主要包括三部分：炉料准备、低冰镣熔炼和低冰镣的吹炼。熔炼 过程需要加入硫化剂(硫，黄铁矿或硫化钙)使红土矿中的镣和部分铁转化为硫化物(低冰镣)，而其他成分进入渣相。在吹炼阶段再将硫化亚铁变

13、成FeO造渣而留下Ni3S2(高冰镣)。低冰镣的主要化学成分为10%30%, 50%60%Fe和9%12%S;高冰镣成分：75%一 78%Ni, 0.5%0.6%Fe和21%22%S。该工艺由于无法解决二氧化硫污染而逐渐被淘 汰。(2) 镣铁熔炼工艺红土矿的镣铁熔炼工艺(RKEF Process)的原理是先将物料推进干燥的焙烧，然后在高温下 使红土矿的镣和铁的氧化物还原成镣铁合金。由于铁与氧的亲和力比较大，在熔炼过程中几 乎所有的镣被还原，而铁只有60%70%被还原，其余部分以FeO形式造渣。典型的红土 矿镣铁熔炼工艺由干燥、回转炉焙烧和电炉熔炼三部分组成，适合处理含镣较高的腐泥矿层 红土矿。

14、2. 火法湿法联合流程用火法一一湿法联合流程处理红土矿是指20世纪20年代开发的还原焙烧一氨浸流程，按发 明人的名字叫caron工艺(caron process)。20世界70年代，我国层采用caron process 为阿尔巴尼亚建一个镣厂，建厂前的中间试验在上海台炼厂进行。在该工艺过程中，红土矿 先经过选择性还原焙烧，将物料中的镣、钻和部分铁还原成金属，接着通过氨浸过程使镣钻 转入溶液，然后经过脱氨、氢还原和烧结过程得到最后产品镣粉和氧化镣。应该指出的是， Caron工艺的镣、钻回收率较低，镣回收率为75%80%，钻为40%45%。3. 湿法台金过程工业上采用的处理红土矿的湿法台金工艺指高

15、压硫酸浸出工艺(HPAL Process) .该工艺与 1959年用于处理古巴湾红土镣矿(mao bay process).高压酸浸过程在高压壶中进行，由 于浸出温度和压力都很高，镣和钻的浸出率均较高，且浸出选择性好，红土矿中的铁进入溶 液的量很少，大部分留在浸出渣中。该法适合处理含镣含钻较高的褐铁矿层红土矿。高压酸 浸流程的主图设备高压壶比较昂贵，建厂投资很大。成熟工艺师指前面已经讨论过的工业已经应用的四种红土矿处理技术。在这四种处理技 术中，还原硫化熔炼过程技术落后，环境污染严重，近年来没有什么新发展。还原氨浸法， 即caron process,虽然具有选择性强的优点，但由于工艺流程长，镣钻回收率过低，目前 世界上只有3 4家企业采用。在工业上得到广泛应用的技术是高压酸浸和电炉炼镣铁两 种方法。