现在世界上氧化镍矿的处理技能归纳起来大致有三种,即火法技能、湿法技能和火湿法联系技能。火法技能还能够按其产出的商品不一样分为复原熔炼出产镍铁的技能和复原硫化熔炼出产镍锍的技能;湿法技能能够按其浸出溶液的不一样分为氨浸技能和酸浸技能;火湿法联系技能是指氧化镍矿经复原焙烧后选用选矿办法选出有用商品的技能。
1.火法技能
(1)复原熔炼出产镍铁
火法处理技能中世界上用得最多的是复原熔炼出产镍铁。现在,至少有14家工厂使用复原熔炼法处理氧化镍矿出产镍铁。镍铁年产值(含镍计)在25万吨摆布,大都选用电炉熔炼,选用鼓风炉熔炼的只要几个规划较小的工厂。
电炉熔炼出产镍铁的技能则合适处理各种类型的氧化镍矿,出产规划则可根据质料的供给情况、矿石的贮量等决定,可大可小,对入炉炉料的粒度也没有严厉的请求,粉料以及较大块料都可直接处理。电炉熔炼出产镍铁的仅有缺陷即是能耗大。
鼓风炉熔炼出产镍铁其长处是出资小、能耗较低,合适出产规划小、电力供给艰难以及氧化镍矿含镍低的区域。它的缺陷是对矿石适应性差、对镁含量有较严厉的请求,别的也不能处理粉矿、对入炉炉料也有严厉请求。
(2)复原硫化熔炼出产镍锍
复原硫化熔炼处理氧化镍矿出产镍锍的技能最早用来处理氧化镍矿,早在上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。该技能与鼓风炉复原熔炼出产镍铁的技能存在一样的缺陷。上世纪70年代往后建造的大型工厂均选用了电炉熔炼的技能处理氧化镍矿出产镍锍。现在,几个最大的、年产镍量大于4万吨的工厂分别在印度尼西亚和新喀里多尼亚。全世界由氧化镍矿出产镍锍的镍量在12万吨摆布。
复原硫化熔炼的硫化剂可供选择的有黄铁矿、石膏、硫磺和含硫的镍质料。选用硫磺作硫化剂的长处是简单易行,并且对熔炼进程不发生负面影响(即不影响渣成分、不影响处理才能、不添加电耗),但它报价较贵,硫的有用利用率不高,并且要有一套硫磺熔化和运送喷洒的设备。世界镍公司(INCO)所属的印度尼西亚、新喀里多尼亚的工厂均选用硫磺作硫化剂。将硫磺熔化后有操控地喷洒在回转窑焙烧出来的尚处于必定温度下的焙砂上,使铁、镍转化为硫化物,而后送入电炉熔炼出产低镍锍。听说其硫磺的来源是火山口的天然硫磺,其报价较低。
选用复原硫化熔炼处理氧化镍矿出产镍锍的技能,其商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;也能够作为常压羰基法精粹镍的质料出产镍丸和镍粉;因为高镍锍中不含铜,还能够直接铸成阳极板送硫化镍电解精粹的工厂出产阴极镍。总归,能够进一步处理,出产各种形式的镍商品,并能够收回其间的钴。
2.湿法技能
(1)氨浸法(Caron法)
湿法技能处理氧化镍矿的工业始于上世纪40年代。最早选用的是氨浸技能,即氧化镍矿经枯燥和复原焙烧后进行多段常压氨浸出,其代表性的工厂是美国建造的古巴尼加罗镍厂。氨浸法处理氧化镍矿,其商品能够是镍盐、氨浸法处理技能不合适处理含铜和含钴高的氧化镍矿以及硅镁镍烧结镍、镍粉、镍块等。型(新喀里多尼亚)的氧化镍矿,只合适于处理表层的红土矿,这就极大地约束了氨浸技能的开展。此外,氨浸技能镍钴收回率偏低,全流程镍收回率仅为75~80%,钴约为40~50%。到现在为止,世界上只要四家工厂选用氨浸法处理氧化镍矿,并且都是在上世纪70年代曾经建造的,三十多年来没有一家新建工厂选用氨浸技能。
(2)酸浸法
在250~270℃,4~5 MPa的高温高压条件下,用稀硫酸将镍、钴等有价金属和铁、铝矿藏一同溶解,在随后的反响中,操控必定的pH值等条件,使铁、铝和硅等杂质元素水解进入渣中,镍、钴选择性进入溶液,从溶液中选用溶剂萃取、硫化沉积等技能收回。
酸浸法技能处理氧化镍矿的工业出产始于上世纪的50年代。其时代表性的工厂是古巴毛阿镍锻炼厂,它也是由美国设计建造的。酸浸技能合适于处理低镁含量的氧化镍矿,矿石中镁含量过高会添加酸的耗费,进步操作本钱,对技能进程也会带来影响。假如矿石中的钴含量高,更合适选用酸浸技能,不只钴的浸出率比氨浸技能高,并且因为钻的价值比镍高,使酸浸技能的单位出产本钱大幅度降低。尽管高压酸浸镍浸出率可达90%以上,但因为酸浸技能也受到矿石条件的制约,现在世界上选用酸浸法处理氧化镍矿的工厂只要三家,且因为高温高压的处理条件对设备请求严苛,工作均不非常正常。整体而言,酸浸技能开展尚不老练。
3.火湿法联系技能
火法-湿法相联系的技能处理氧化镍的工厂,现在世界上只要日本冶金(Nippon Yakim)公司的大江山锻炼厂(Oyama Smelter)。首要技能进程为:原矿磨细与粉煤混合制团,团矿经枯燥和高温复原焙烧,焙烧矿团再磨细,矿浆进行选矿(重选和磁选)别离得到镍铁合金商品。该技能的最大特点是出产本钱低,能耗中的85%能源由煤供给,吨矿耗煤160-180kg。而火法技能电炉熔炼的能耗80%以上由电能供给,吨矿电耗560-600 kWh,两者能耗本钱差价很大,依照现在国内市场的价值核算,两者报价相差3-4倍。可是该技能存在的疑问还比较多,大江山锻炼厂虽经多次改善,技能技能仍不行安稳,通过几十年其出产规划仍停留在年产镍1万t摆布。该技能的技能关键是复原焙烧进程的温度控粉煤与矿石混合和制等。从节能、低本钱和综合利用(处理低档次氧化镍矿)镍资本的视点出发,这一技能是值得进一步研讨和推广的。俄罗斯的研讨人员对乌拉尔氧化镍矿选用离析焙烧进行浮选或磁选等方面进行了实验研讨后以为,它是现在仅有能降低本钱,节约能源和添加镍产值的办法,合适于处理任何类型的氧化镍矿。
火法技能处理氧化镍矿出产镍铁合金具有流程短、功率高级长处,但能耗较高,其操作本钱中的最大构成项是能源耗费,如选用电炉熔炼,仅电耗就约占操作本钱的50%,再加上氧化镍矿熔炼前的枯燥、焙烧预处理技能的燃料耗费,操作本钱中的能耗本钱可能要占65%以上,用火法技能处理中低档次的镍红土矿因为锻炼矿石量大能耗高,锻炼本钱较高,所以现在火法技能首要处理高档次的镍红土矿。现在处理中低档次镍红土矿的首要办法是湿法技能,尽管本钱上比火法低,但湿法处理氧化镍矿技能杂乱、流程长、技能条件对设备请求高。综上所述,处理火法技能能耗高的难题以及开发新的湿法技能处理中低档次镍红土矿将是往后镍锻炼的开展方向。
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