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第 卷第 期 年 月 甘 肃 冶 金 ， 文章编号：（） 某难处理低品位红土镍矿的矿石性质探讨 张 仪，惠兴欢，先永骏 （云南铜业集团公司，云南 昆明 ；楚雄滇中有色公司，云南 楚雄 ； 昆明理工大学，云南 昆明 ） 摘 要：随着硫化镍矿资源的减少，红土镍矿具有埋藏浅，采矿成本低的优势，红土镍矿开发利用研究逐渐受到重 视。 红土镍矿成因复杂，镍、铁与镁相互晶格替代后以类质同象方式形成红土镍矿，镍钴赋存于矿物晶格中，采用常 规选矿工艺不能富集金属镍。 采用火法或湿法冶金工艺处理高品位红土镍矿，具有吨镍生产成本低、能耗低的优势。 深入研究红土镍矿的矿石性质，合理选择低成本、低污染的处理技术工艺，是成功开发红土镍矿的关键环节。 关键词：红土镍矿；矿石性质 ；处理工艺 中图分类号： 文献标识码： ， ， （ ， ，； ， ， ； ， ， ） ： ， ， ， ， ， ， ， ： ； ； 引言 某低品位红土镍矿镍金属储量 万 ，矿体平 均含镍品位 ，伴生钴金属储量 万 ，平均 含钴品位 。 其中上层为褐铁矿型铁质镍矿， 镍金属储量 万 ；中层为褐铁矿与硅酸镍矿混合构 成铁镁质镍矿，镍金属储量 万 ；下层为硅酸镍矿 型镁质镍矿，镍金属储量 万 。 研究红土镍矿的 矿石性质，是正确选择处理技术工艺的依据。 矿床形成及矿石赋存状态 矿床的形成 随着断裂带的发生，岩浆开始活动，首先是基性 岩侵入，继以超基性岩侵入，最后是花岗岩侵入。 岩 浆侵入及其发生的热液作用为镍、钴矿的形成创造 了条件。 蛇纹石化基性、超基性岩体是成矿的母体， 形成硅酸岩风化壳的母岩。 超基性岩体出露地表后 开始风化淋滤作用，逐步形成矿床，属于基性、超基 性岩体风化壳中的红土镍矿。 硅酸岩风化壳特征 硅酸岩风化壳覆盖于蛇纹岩体之上，自上而下 分为残积层、赭石层、蛇纹岩残余构造层、绿高岭石 化蛇纹岩带、淋滤蛇纹岩带、新鲜蛇纹岩带。 从上至 下铁品位逐渐下降，氧化镁品位逐渐上升。 万方数据 矿样物理化学性质 矿样物理性质 该红土镍矿属于硅酸镍矿石，含镍矿物是复杂 的硅酸镍，含镍组分分散于硅酸盐矿石基质成分中， 镍主要以晶格的形式赋存于硅酸盐脉石中，不能通 过选矿方式进行镍金属的富集。 矿样物理性质见表 。 表 矿样物理性质分析表 样品分类 真比重 （ ） 堆比重 （ ） 堆积角 摩擦角 铁质镍矿 铁镁质镍矿 镁质镍矿 不同类型矿石的物理性质 风化型铁质镍矿石 主要以疏松土状物质组成。 以棕红色、褐黄色、 黄绿色为主。 组成矿物主要为铁的氧化物，主要有 镍绿泥石、绿高岭石、暗镍蛇纹岩、叶蛇纹岩等。 堆 比重 ，平均含水 ，易泥化，不适宜堆 浸处理。 混合型铁镁质镍矿石 主要以碎块状、土状物质组成。 以黄绿色、黄色 为主，组成矿物主要为绿高岭石、蛇纹石、绢石、滑石 及铁的氧化物等。 堆比重 ，平均含水 ，含泥 ，雨季或遇水易出现泥化，堆浸处理难 度大，浸出率 。 原生型镁质镍矿石 主要以碎块状、块状物质组成，经过风化淋滤， 但保有原岩性质。 以暗绿色为主，组成矿物主要为 蛇纹石及少量铁质、硅质、碳酸盐等，镍多呈吸附状 态存在。 堆比重 ，平均含水 ，含泥 ，雨季或遇水不会出现泥化，可进行堆浸处理，浸 出率 。 矿样化学性质 光谱分析 矿样光谱分析见表 。 主要成分分析 主要成分分析见表 。 矿样物相分析 镍物相分析 镍物相分析见表 。 钴物相分析 钴物相分析见表 。 铁物相分析 铁物相分析见表 。 表 矿样光谱分析表 样品分类 铁质镍矿 铁镁质镍矿 镁质镍矿 表 主要成分分析表 样品分类 铁质镍矿 铁镁质镍矿 镁质镍矿 表 镍物相分析表 样品分类 硫酸镍硫化镍硅酸镍全镍 分布率分布率分布率分布率 铁质镍矿 铁镁质镍矿 镁质镍矿 表 钴物相分析表 样品分类 氧化钴硫砷钴脉石矿物中钴全钴 分布率分布率分布率分布率 铁质镍矿 铁镁质镍矿 镁质镍矿 甘 肃 冶 金 第 卷 万方数据 表 铁物相分析表 样品分类 磁性铁碳酸铁硅酸铁硫化物赤、褐铁矿等全铁 分布率分布率分布率分布率分布率分布率 铁质镍矿 铁镁质镍矿 镁质镍矿 矿石性质小结 硅酸镍矿分为三大类。 矿体上层为铁质镍 矿，含 ，占总储量的 ；中层为铁镁 质镍矿，含 ，占总储量的 ；下 层为镁质镍矿，含 ，占总储量的。 该类矿石定位为高镁硅酸镍型红土镍矿。 镍钴品位变化规律。 矿体呈平缓状伏于超基 性岩体之上，镍品位呈现中部高，向上或向下出现逐 渐变贫现象。 含镍较高的主要属于蛇纹岩残余物带 及绿高岭石化蛇纹岩带。 在矿体的垂直方向，从上 向下钴品位逐渐降低。 矿石主要化学成分。 矿石主要成分为镁、硅、 铁、铝的氧化物，钙的氧化物含量低。 在矿体的垂直 方向，从上向下 、品位逐渐升高，、 品位逐渐降低。 在形成红土镍矿过程中，镍替换蛇纹石中的 镁，形成含镍蛇纹石。 镍铁含量较高时镁含量低，镁 含量较高时镍铁含量低，镍、铁与镁相互晶格替代以 类质同象形成红土镍矿。 矿体风化后释放硅和镍， 向下淋滤迁移沉积，形成硅酸镍矿。 处理工艺 火法工艺 火法工艺主要有回转窑干燥预还原电炉熔 炼法、回转窑直接还原法、还原硫化熔炼法、高炉 冶炼镍铁法等。 回转窑干燥预还原电炉熔炼工艺（ 工艺）生产镍铁法。 可处理高硅、高镁、低铁、低钴、 含镍的硅酸镍矿，具有成熟先进、流程简单、 应用普遍、节能环保的优势。 回转窑直接还原磁选工艺生产镍铁法。 操 作条件苛刻、难以操作控制，需要石灰、煤粉等原料， 控制矿石粒度 。 还原硫化熔炼工艺生产镍锍法。 镍金属回 收率较低，为 ，需要硫铁矿、煤粉等原料，控制矿 石粒度 。 高炉冶炼镍铁工艺生产镍铁法。 产品中的 和 容易超标，工艺不稳定、能耗较高，不适宜处理 低品位镍矿石。 火法工艺处理红土镍矿能耗成本占 ，主要 处理高镁、高硅、高镍、低铁、低钴的镁质型红土镍 矿；处理含镍的硅酸镍矿，能够降低单位金 属镍的生产成本，提高镍金属回收率指标。 湿法工艺 湿法工艺主要有加压酸浸法、还原焙烧氨浸 法、常压搅拌酸浸法。 加压酸浸法用于处理火法工艺难以处理的高 铁、低镁、高镍的褐铁矿型红土镍矿。 ， 时，具有镍钴浸出率高，硫酸单耗低，单位金属 镍产品生产成本低的优势。 近年来新建红土镍矿处 理工艺大部分为加压酸浸工艺。 还原焙烧氨浸法适宜处理含 的 高硅、高镁、高镍的镁质镍矿，主要存在问题是能耗 较高，镍钴回收率低。 常压搅拌酸浸法适宜处理铁质镍矿、铁镁质 镍矿。 存在问题主要为浸出率较低（ ）， 硫酸单耗高，搅拌浸出矿浆固液分离困难，浸出液含 铁、镁高（ ， ）时，沉镍 后液环保治理困难等问题。 湿法工艺处理红土镍矿酸耗成本占 ，能耗成本占 ，加压酸浸法适宜处理 高铁、高硅、高镍、低镁的红土镍矿；常压酸浸法适宜 处理低酸耗、高浸出率的红土镍矿。 结论 红土镍矿矿石性质复杂，镍、铁与镁晶格互相 替代后以类质同象方式生成红土镍矿，采用常规选 矿工艺不能富集金属镍。 对矿体平均含镍品位 、矿石性质复杂 的红土镍矿，采用火法或湿法冶金工艺处理时，导致 生产成本高、环保治理费用高等问题。 从全球视野对比、研究红土镍矿的矿石性质， 选择矿体含镍品位高、资源综合回收率高、生产成本 低、环保治理费用低的处理技术工艺。 参考文献： 杨涛，李小明，赵俊学，等 红土镍矿处理工艺现状 及研究进展有色金属（冶炼部分），（）： （下转第 页） 第 期 张 仪，等：某难处理低品位红土镍矿的矿石性质探讨 万方数据 浮渣量的情况要不定时的扒出。 若在锌液表面聚 集的浮渣量过多将会使锌液发黏，使铅锌分离不彻 底，锌液中含铅升高。 粗锌含铅的生产实践 针对粗锌生产过程中温度控制采取的措施 根据料柱高度及时调整鼓风风量，使料柱高 度与鼓风风量相匹配，合理调整二次分量的大小， 将冷凝器进口温度控制在 。 根据浸没式冷却器外表面黏结物的黏结情 况，对浸没式冷却器黏结物及时进行处理，保证冷 却流槽槽尾温度在 。 根据浸没式冷却器内表面的结垢情况，及时 在循环水塔处加入适量的除垢剂，并对结垢较厚的 管进行更换。 控制循环水水温，发现水温较高时，及时补 充低温新水，并适当调节水量。 针对粗锌生产操作控制环节中采取的措施 根据生产实践，将分离槽内锌液层的高度控 制在 。 每月对储锌槽底铅排放次数不少于 次。 在粗锌取样过程中严格按照对采样勺冲洗 次以上、截流采样的要求进行取样。 根据分离系统浮渣量的实际情况，不定时地 将分离系统的浮渣扒出，合理的控制浮渣量。 粗锌生产过程控制取得的效果 近 年粗锌含铅合格率的情况统计见表 。 从表 中可以看出：在 年 月检修结束 以后，粗锌含铅合格率连续六个月都低于 ，第 三冶炼厂熔炼车间根据实际生产情况，对影响粗锌 含铅的每一个环节采取相应的控制措施，在 年 月至今，粗锌含铅得到了有效地控制，粗锌含铅合 格率都在 以上，达到了粗锌的质量要求。 表 年 年粗锌含铅合格率统计表 年 年 年 年 月份 月份 月份 月份 月份 月份 月份 月份 月份 月份 月份 月份 累计 注：表中 年 月份、 年 月份、 年 月份，这 个 月第三冶炼厂停产检修。 结语 实践证明，在粗锌生产过程中采用合理的操作温 度，加强生产控制环节的管理，对降低粗锌含铅，提高 粗锌含铅合格率，提高粗锌质量，具有重要的意义。 参考文献： 彭容秋锌冶金长沙：中南大学出版社， 张伟健铅锌密闭鼓风炉冶炼 长沙：中南大学出版 社， 唐明明影响浸没式冷却流槽冷却效果的主要因素的探 讨甘肃冶金，（）： 收稿日期： （上接第 页） 张志华， 毛拥军 红土镍矿处理工艺研究现状 湖 南有色金属，（）： 张振华，王晓福 红土镍矿处理工艺综述 建筑科 学，（）： 马保中，杨玮娇，王成彦，等 红土镍矿湿法浸出工艺 的进展 有色金属（冶炼部分），（）： 及亚娜， 孙体昌， 蒋曼 红土镍矿提镍工艺进展 矿产保护与利用，（）： 李金辉，李洋洋，郑顺，等 红土镍矿冶金综述 有色金属科学与工程，（）： 刘志国，孙体昌，蒋曼，等 红土镍矿原矿性质及其 对直接还原焙烧的影响机理 北京科技大学学报， （）： 康兴东，夏春才 镍矿资源现状及未来冶金技术发展 科技视界，（）： 林志峰，杨建龙，洪 托 印度尼西亚镍资源投资策略 分析 昆明理工大学学报（ 社会科学版），（）： 收稿日期： 作者简介：张 仪（），男，云南祥云人，教授级高工，博士。 长期 从事铜镍湿法冶金和铜选矿工作 甘 肃 冶 金 第 卷 万方数据