我国镍矿及镍铁情况..pdf
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1、中国镍矿及镍铁简述 1.镍元素及其作用 镍是一种化学元素。化学符号Ni,原子序数 28,原子量 58.69 ,属周 期系族。古代埃及 、 中国和巴比伦人都曾用含镍量很高的陨铁制作器物, 中国古代云南生产的镍矿中含镍量就很高。1751 年瑞典 A.F.克龙斯泰德 用木炭还原红镍矿制得金属镍,其英文名称来源于德文Kupfernickel ,含 义是假铜。镍矿在地壳中的含量为0.018 ,镍矿 主要矿物 有镍黄铁矿 (Ni,Fe)9S8 、硅镁镍矿( Ni,Mg)SiO3 ?nH2O、针镍矿或黄镍 矿(NiS)、红镍矿( NiAs)等。海底的锰结核中镍的储量很大,是镍的 重要远景资源。 英文简称Ni
2、ckel Ore 镍是一种银白色金属, 首先是 1751 年 由瑞典矿物学家克朗斯塔特(A.F.Cronstedt) 分离出来的。由于它具有良好 的机械强度和延展性,难熔耐高温,并具有很高的化学稳定性,在空气中 不氧化等特征,因此是一种十分重要的有色金属原料,被用来制造不锈钢、 高镍合金钢和合金结构钢,广泛用于飞机、雷达、导弹、坦克、舰艇、宇 宙飞船、原子反应堆等各种军工制造业。 在民用工业中, 镍常制成结构钢、 耐酸钢、耐热钢等大量用于各种机械制造业。镍还可作陶瓷颜料和防腐镀 层,镍钴合金是一种永磁材料,广泛用于电子遥控、原子能工业和超声工 艺等领域,在化学工业中,镍常用作氢化催化剂。近年来
3、,在彩色 电视机、磁带录音机和其他通讯器材等方面镍的用量也正在迅速增加。总 之,由于镍具有优良性能,已成为发展现代航空工业、国防工业和建立人 类高水平物质文化生活的现代化体系不可缺少的金属。 2. 红土型 镍矿开发进展的原因 随着世界 90 年代经济发展,占镍用途65的不锈钢需求增长坚挺, 镍需求前 5 年平约每年增长4以上,预测今后 510 年,增长率 3.5一 4,其中亚州的镍需求增长率将是7。然而,世界可供近期开发的 硫化 镍资源,除了加拿大的Voiseybay 镍矿以外,几乎廖廖无几。全球至今 约探获 7000 万吨镍 金属量的资源。其中,硫化镍约 3000 万吨,占 42。 其余均为
4、红土型镍。开发利用红土型镍的长处在于: 第一,红土型镍资源丰富,全球均有4100 万吨镍金属量,勘查成本 低。 第二,采矿成本极低。 第三,选冶工艺已经成熟。 红土型镍矿的火法冶炼铁镍技术业已成熟, 压力酸浸技术亦趋成熟。 该技术始于 50 年代,首次用于古巴 Moa Bay 矿, 称 AMAXPAL 技术。此后, 70 年代澳洲 QNI 公司建成 Yabula 镍厂,酸 浸处理新喀里东尼亚、 印尼及澳州昆士兰州的红土型镍矿。加拿大 Sherritt 公司湿法处理红土型镍矿的技术已获公认。 第四,红土型镍矿可以生产出氧化镍、硫镍、铁镍等中间产品,其中 硫镍,氧化镍可供镍精炼厂使用,以解决硫化镍
5、原料不足的问题。至于铁 镍更是便于用于制造不锈钢,降低生产成本。如印尼Antam 公司利用本 土的红土型镍矿,生产铁镍的成本去年已降至1.4 美元磅镍( 1 磅 0.453kg- 编者注)年产量近1 万吨含镍量。 第五,世界红土型资源主要分布于近赤道地区,大部分靠近海岸,便 于外运。 因此,红土型镍建厂的投资虽然较大, 一般每磅镍年生产能力需911 美元,但由于上述长处,如果工艺合理,管理有素,其每磅镍的生产成本 可低于硫化镍。以澳大利亚最大的镍业公司西部矿业公司(WMC )为例, 每磅镍的总成本(包括投资摊销) 自 1996 年 3.0 美元降至 2.0 美元(2000 年) 。工艺成熟、管
6、理先进的红土型镍矿也可以达到这个水平。特别是近 几年红土型镍矿压力酸浸技术项目的详细可行性研究报告,将钴的价值计 算在内,每磅镍的生产成本均在1.4 美元以下。因此,红土型镍矿开发利 用的技术中心已由火法转为湿法的酸浸金属。 3. 全球镍矿资源介绍 世界上可开采的镍资源有2类,一类是硫化矿床,另一类是氧化镍矿, 全球已探明的镍矿储量约230亿吨,平均含矿量为 0.97,镍总量大约为 2.2亿吨,其中硫化镍矿储量约为105亿吨,平均等级为 0.58,镍含量约 为6200万吨,约占镍矿总资源量的28;氧化镍矿约为 126亿吨,平均等 级为1.28;镍含量约为 1.6亿吨,约占镍矿总资源的72。 硫
7、化镍矿石按镍含量可分下列三个品级,特富矿石:Ni3;富矿石 Ni 13;贫矿石: Ni 0.31。富矿石及贫矿石需经选矿,特富 矿石可直接入炉冶炼。 硫化镍矿床普遍含铜,常称含铜硫化镍矿床。在镍矿体中铜无需单独 制定指标和圈定矿体,当镍品位达不到指标而铜可单独形成矿体时,其指 标为按铜执行。除铜外,一般常伴生有铁、铬、钴、锰、铂族金属、金、 银及硒和碲等,这些伴生有用组分的含量要求是:Pt、Pd为0.03g/t ;Os、 Ru、Rh、Ir为0.02g/t ;Au为0.050.1g/t 、Ag为1.0g/t、Co为0.01;Se 为0.0005 ;Te为0.0002 。 我国镍矿资源主要都是硫化
8、镍矿,氧化镍矿极少。我国镍矿分布就大 区来看,主要分布在西北、西南和东北,其保有储量占全国总储量的比例 分别为 76.8、12.1、4.9。就各省(区)来看,甘肃储量最多,占 全国镍矿总储量的62,其次是新疆(11.6) 、云南( 8.9) 、吉林 (4.4) 、湖北( 3.4)和四川( 3.3) 。 图 1 我国镍矿床分布图 氧化镍矿资源为硫化镍矿岩体风化-淋滤-沉积形成的地表风化壳性矿 床,由于铁的氧化,矿石呈红色,所以统称为红土镍矿。但实际上氧化镍 矿分为两种类型,一种是褐铁矿型,位于矿床的上部,铁高、镍低,硅、 镁较低,但钴含量较高,这种矿石宜采用湿法冶金工艺处理,冶炼镍铁产 生的炉渣
9、用于钢的生产。另一种为硅镁镍矿,位于矿床的下部,硅、镁含 量较高,铁、钴含量较低,但镍含量较高,这种矿石宜采用火法冶金工艺 处理,生产镍铁产生的炉渣可用作建筑材料和生产化肥。而处于中间过渡 的矿石可以采用火法冶金也可以采用湿法冶金工艺。 表 3 不同类型的红 土镍矿成分红土镍矿类 型 Ni Co Fe Mg O Si O2 Cr 2O3 褐铁矿型0.8 1.5 0.1 0.2 40 50 0.5 5.0 10 30 2 5 硅镁镍矿型1.5 2.0 0.0 20.1 25 40 5 15 10 30 1 2 1 .5 3 .0 0.0 20.1 10 25 15 35 30 50 1 2 因此
10、其红土型镍钴矿有良好的找矿前景。菲律宾也以红土镍为主,主 要分布在诺诺克岛。缅甸也有红土型硅酸镍矿,受印缅山脉超基性岩带控 制,分布在中部盆地西缘。俄罗斯的镍资源分布在西伯利亚地台西北缘诺 里尔斯克硫化铜镍矿区。越南镍矿为铜镍硫化物型,分布在西北部,已知 有山萝省的班福矿床,赋存在黑水河裂谷塔布蛇绿岩带内,有探明储量12 万吨。 4. 我国镍矿进口情况 由于我国镍矿资源相对缺乏,尤其是红土镍矿非常稀缺,从下图可以 看出,伴随着06年我国镍铁冶炼的悄然兴起到07年的燎原之势, 我国镍矿 进口量也在 06-07 年呈现了爆炸性增长。 随着我国不锈钢产能的不断释放, 我国每年的镍消耗量将占全球四分之
11、一,在此供需矛盾推动下,我国将继 续依赖镍矿进口,并且随着我国镍铁行业的发展,镍矿进口量也将呈继续 上升之势。 图 2 2005-2009 年我国年进口镍矿统计 5. 镍的主要用途及镍铁的优势体现 镍的主要用途是制造不锈钢、高镍合金钢和合金结构钢,被广泛用于 飞机、雷达、导弹、坦克、舰艇、宇宙飞船、原子反应堆等各种军工制造 业;在民用工业中,镍常制成结构钢、耐酸钢、耐热钢等大量用于各种机 械制造业、石油;镍与铬、铜、铝、钴等元素可组成非铁基合金。镍基合 金、镍铬基合金是耐高温、抗氧化材料,用于制造喷气涡轮、电阻、电热 元件、高温设备结构件等;镍还可作陶瓷颜料和防腐镀层;镍钴合金是一 种永磁材料
12、,广泛用于电子遥控、原子能工业和超声工艺等领域,在化学 工业中,镍常用作氢化催化剂。 目前不锈钢生产中镍元素主要有三种来源:电解镍、镍铁和废不锈钢, 其中前两种均由镍矿通过湿法和火法等工艺冶炼而得。 电解镍及镍铁牌号与成分简介 1、表1 电解镍牌号与化学成分电解镍按化学成分分为五个牌号: Ni99.99 、Ni99.96 、Ni99.90 、Ni99.50 、Ni99.20 。 电解镍的化学成分应符合下表的规定 牌号N i99.9 N i99.9 N i99.9 N i99.5 N i99.2 9 6 0 0 0 化学成分镍和钴总 量不小于 9 9.99 9 9.96 9 9.9 9 9.5
13、9 9.2 钴不大于0 .005 0. 02 0. 08 0 .15 0. 50 杂 质 含 量 不 大 于 C 0 .005 0. 01 0. 01 0 .02 0. 10 Si 0 .001 0. 002 0. 002 - - P 0 .001 0. 001 0. 001 0 .003 0. 02 S 0 .001 0. 001 0. 001 0 .003 0. 02 Fe 0 .002 0. 01 0. 02 0 .20 0. 50 Cu 0 .001 5 0. 01 0. 02 0 .04 0. 15 Zn 0 .001 0. 0015 0. 002 0 .005 - As 0 .00
14、0 8 0. 0008 0. 001 0 .002 - Cd 00.0.0- .000 3 0003 0008 .002 Sn 0 .000 3 0. 0003 0. 0008 0 .002 5 - Sb 0 .000 3 0. 0003 0. 0008 0 .002 5 - Pb 0 .000 3 0. 001 0. 001 0 .002 0. 005 Bi 0 .000 3 0. 0003 0. 0008 0 .002 5 - Al 0 .001 - - - - Mn 0 .001 - - - - Mg 0 .001 0. 001 0. 002 - - 2、表2 我国生产镍铁主要成分指标目
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