红土镍矿利用与研究的现状与发展.pdf

d o i 1 0 ．3 9 6 9 ／j ．j s s n ．2 0 9 5 - 1 7 4 4 ．2 0 1 10 4 ．0 0 5 红土镍矿利用与研究的现状与发展 髓彭彝1 ，岳清瑞1 ，李建军1 ，吴朝昀1 ，王磊2 ，李钒3 1 ．中国冶金科工股份有限公司，北京1 0 0 0 2 8 ； 2 ．首都航天机械公司，北京1 0 0 0 7 6 ； 3 ．北京工业大学环境与能源学院，北京1 0 0 1 2 4 摘要总结红土镍矿性质与利用现状，对目前已有的处理工艺和相关的研究热点进行综述。从工 业应用的角度介绍火法镍铁和镍锍工艺，湿法浸出氨浸、高压酸浸、微生物浸出以及最近研究的 常压酸浸，焙烧与重选一磁选结合的方法。介绍和红土镍矿利用相关的浸出液还原制备材料和碱 融脱硅制备白炭黑工艺。对上述工艺研究进展及工业化可行性进行评述。 关键词红土镍矿；处理；现状研究 中图分类号T F 8 1 5 文献标识码A 文章编号2 0 9 5 1 7 4 4 2 0 1 1 0 4 0 0 1 5 - 0 8 由于镍及镍合金具有耐腐蚀、磁性等特点，在军 工、航空航天材料等诸多领域具有蕈要应用。目前由于 不锈钢、镍合金以及电镀等领域对镍的大量需求，镍矿 物资源的消耗越来越大。镍矿主要为两丈类，一类为硫 化矿，另一类为氧化矿。以往一直以硫化矿作为主要开 采与利用对象，而随着硫化矿资源的逐渐减少，氧化矿 的利用越米越受到重视。红土镍矿作为氧化矿的一种，由 于其分布较广，随着地域不『司成分差异较大，在全球范 围内还有很多没被利用的红土镍矿资源。作为未来可能 是丰要的镍矿产资源，红土镍矿的利用及研究发展现状 和趋势越来越受到关注。 1红土镍矿的资源与矿石性质 随着硫化镍矿资源的逐步减少以及镍需求最的不断 增加，硫化镍矿和氧化镍矿的消耗比例不断发生变化，见 表l 。氧化镍矿的消耗比例逐步增加，预计将逐步超过硫 化镍矿的消耗1 1 - 2 1 。作为氧化镍矿的重要组成部分，红土 镍矿 1 a t e r i t e l 的研究越来越受到重视。 表1 生产镍消耗硫化镍矿和氧化镍矿的比例变化1 2 1 肠 年份 1 9 5 0 1 9 6 0 1 9 7 0 1 9 8 0 1 9 9 02 0 0 3 2 0 1 0 注1 1 预测值 从2 0 世纪发现的巨型 镍储量 2 0 0 万t 镍矿床来 看，2 0 世纪9 0 年代后发现的几乎都是红土镍矿，见表 2 。因此无论从应对镍资源不断增加的需求来看，还是 从目前世界发现的已有镍资源的开发来看，红土镍矿的 高效综合利用势在必行。 目前发现的红土矿多在热带、亚热带地区，这与红 土矿的成因有关。红土矿多因地区的气候原因风化造成 母岩 包括沉积岩、火成岩、变质岩 的风化，大最不 溶的离子遗留形成矿物，所以含有铁、铝、硅等的含水 氧化物【5 】。红士矿是由超基性岩经长期风化，富含铁镁 的橄榄石、辉石和闪石，呈现出黏土状的矿物1 6 - 7 1 。 有色金属工程2 0 1 1 年第4 期 1 5 万方数据 表22 0 世纪以来世界发现巨型镍矿床 镍金属储量 2 0 0 万t 例 由于红土镍矿的成因是矿物的风化自然的侵蚀。因 此风化的过程对矿物的成分也造成重要的影响。自然的 风化会导致接近表层的镍浸出，随着液体流向下层，并 产生沉淀析出，以N i O 取代相应的硅酸盐和氧化铁矿物 晶格中的M g O 、F e O 。因此红土矿的化学与矿物学组成 范围变化很大，尤其是F e ／N i 和S i 0 2 ／M g O ，化学与物理 水含量等，这些随矿物的产地等显著变化。因此不同产 地的矿物提炼工艺差别很大。目前世界上开采的红土矿 资源多集中在以赤道为中心南北纬度3 0 。之间的热带、 亚热带地区。其现有的矿层分布、组成与目前的提取技 术见表3 。 表3 红土镍矿的矿层分布、组成与提取技术脚舰 矿层i r 云≯笪芎誓上丽特点 表4 不同矿物类型的红土镍矿成分与提取工艺1 8 1 红土镍矿 丝兰堕坌些 提取 矿物类型N iC oF e C r 2 0 3U g OS i 0 2 上艺 磐董瞄～．s 叭枷．z 4 肚s oz so ．s ～s1 0 - - 3 0 湿法 硅镁镍簇1 ．5 ～2 ．0o ．0 2 州2 s 4 。以s 州t ㈣熬 矿型鏖2 ．0 ～3 0 ．0 2 - 4 ．1l 毗5l 21 5 - 3 53 0 - 。5 0 火法 谈 ’。 2 红土镍矿处理工艺现状 目前红土镍矿的处理工艺归纳起来可以分为火法工 艺、湿法工艺、选冶联合工艺三种，具体分类见图l [ 9 】。 拳鐾 2 ．1 1 火法工艺 工艺 火法工艺 从不同的矿物类型分类，红土镍矿从大类上又分为 褐铁矿型和硅镁镍矿型。具体的矿物类型、成分与现有 提取工艺见表4 。 从开发的红土镍矿的断面中发现的矿物类型还有绿 脱石、蛇纹石等。总体来说含镍高的矿物类型适合采用火 法冶金的方法处理，主要生产镍铁合会和镍锍，而含镍量 相对较低的矿物类型适合采用浸出等湿法冶金工艺。 针对不同的红土镍矿类型可以采用不同的火法冶炼 工艺。大体可以分为两种路径，用鼓风炉或者电炉还原 熔炼为镍铁或外加硫化剂 如石膏等 在鼓风炉或电炉 中还原得到镍锍。 2 ．1 ．1 还原熔炼制备镍铁工艺 还原熔炼制备镍铁工艺目前工业应用较多，截止到 2 0 0 9 年有多家规模较大的工厂使用此工艺，产镍昔超过 2 5 万t 。其中代表性的厂家有法国镍公司的新喀里多尼 亚多尼安博冶炼厂、哥伦比亚塞罗马托莎冶炼厂、日本 住友公司的八户冶炼厂等。典型工艺流程见图2 。 16 行业纵观O v e r v i e wo fI n d u s t r y 万方数据 图1红土镍矿的现有主要处理工艺分类嗍 图2 红土镍矿还原熔炼制备镍铁的典型工艺流程州 还原产品的镍铁中要求镍含量达到2 0 ％～3 0 ％，而 镍的回收率要求达到9 0 ％～9 5 ％【l 们。大型规模的厂家多采 用电炉熔炼，而小型厂多采用鼓风炉熔炼。鼓风炉冶炼 因其投资少，能耗相对低，非常适应规模小、电力供应 困难及含镍低的矿区就近加工。其对矿石适应性差，尤 其对矿石中的镁含虽非常敏感，也不能处理粉料。电炉 冶炼对矿石的组成、粒度要求都较低，但投资和能耗是 主要制约因素。 2 ．1 ．2 还原熔炼制备镍锍工艺 镍锍是人工熔合的简单硫化物，除镍硫化物外，还 有铁的硫化物。根据相图呵以判断镍锍的熔点低于锍中 所含组分硫化物的熔点。镍锍的密度在4 ．5 ～6g ／c m 3 ，很 容易与渣分离。红土镍矿制备高镍锍的典型流程见图3 。 早期多采用鼓风炉还原，目前世界上年产大于4 万t 图3 红土镍矿还原熔炼制备镍锍的典型工艺流程例 的工厂都是采用电炉熔炼制备氧化镍锍的工艺。此工艺 中，硫化剂的选择是重要一步，现在主要硫化剂为黄铁 矿 F e S 2 、石膏 C a S 0 4 - 2 H O 、硫磺和含硫镍原料，选 择原则主要考虑资源和经济指标。其中以硫磺为原料简 单易行且不会对后续工艺带来杂质，但是缺点是价格 高，硫的有效利用率不高。目前采用此工艺的厂家有国 际镍公司0 N C O 所属的印度尼西亚和新喀里多尼亚工 厂，将硫磺熔化后有控制地喷洒在回转窑焙烧的焙砂 上，与原料中的铁、镍接触转化为硫化物前驱体，之后 进入电炉熔炼为高镍锍。 有色金属工程2 0 1 1 年第4 期1 7 翌竺悃恒 詈鬻鱼圈套悃 l j 藁一 圈 万方数据 还原硫化熔炼产品是高镍锍，其可以制备成金属 镍，也可通过羰基法制备精炼镍。因高镍锍不含铜，还 可以阳极电解精炼制备阴极镍。 能耗高是火法工艺的通病，且还原硫化工艺的综合 回收效果不好，为保证流程的经济性需对矿石品位提出 要求。比较适合的是分布靠下的腐殖土层的硅镁镍型矿。 2 ．2 湿法处理工艺 目前针对红土镍矿的湿法处理工艺主要包括氨 浸、酸浸和生物冶金 含细菌浸出和代谢产物液浸出 等工艺。 2 ．2 ．1 氨浸工艺 氨浸工艺由于最早由C a r o n 教授发明因此又称 C a r o n 工艺【l ”。古巴尼加罗厂采用的工艺是典型的氨浸 工艺。首先经过还原焙烧，将硅酸镍和氧化镍等最大 限度地还原为金属镍，矿物中的钴、铁等元素也会被还 原。还原的矿物在氨水溶液中氧化浸出，实现与脉石的 分离。还原为金属的铁、钴、镍在氧化氨浸中的反应为 反应 1 ，而还原为二价的铁氧化物也可溶解在氨水溶 液中，如反应 2 所示。在氧化浸出过程中部分二价钴 会按反应 3 转化为三价钴。浸出液中的铁通过反应 4 的氧化除铁即氧化水解沉淀经固液分离除去，但由于此 反应形成的氧氧化铁会吸附大量钴造成较大的钴损失。 M e _ 胁N H 3 l ，2 0 2 C 0 2 M “N H 3 k 2 C 0 3 2 。 1 F n n N H 3 C 0 2 F e N H 3 k 2 c 0 3 2 。 2 2 C o N H 3 k 2 1 ／2 0 2 C 0 2 2 C o N H 3 k ” C 0 3 2 。 3 4 F e N H 3 k “ 1 0 H 2 0 0 2 4 F e O H 3l 4 伽- 2 N H 3 8 N H 4 4 浸出液通过蒸氨制得碱式碳酸镍，煅烧后形成 N i O 。通过氢气还原N i O 制备金属镍。钴则从蒸氨的尾 液中加入H ，S 沉淀得到硫化物。 2 0 世纪7 0 年代，在援助阿尔巴尼亚项目中，红土 镍矿采用氨浸液直接加压水热氢还原工艺制备镍粉和镍 球【l2 1 。加拿大S h e m t tG o r d o n 公司n 3 1 研发的湿法冶金 流程采用硫酸铵．氨溶液氢气还原制取镍粉并在菲律宾 M 撕n d u q u e 镍厂应用【l4 1 。由于希望硫酸铵．氨溶液闭路 循环使用，蒸氨工艺可以回收氨而加压还原后的尾液可 以直接循环浸出利用。通过碱式碳酸镍的浆化加压氢还 原同样可以制得超细镍粉0 5 “ 1 8 ] 。后处理的水热氢还原方 法不仅可制备镍粉还可以制备复合粉体与纤维等低维复 合材料，如涂层用镍包铝‘1 9 l 、镍包石墨㈣、镍包硅藻 土1 2 H 镍包空心二氧化硅、镍．粘胶复合纤维等，还可 通过后续热处理等制备镍铬合金包覆粉末‘瑚3 1 和中空镍 纤维【2 4 1 等高附加值产品。 2 0 纪8 0 年代，澳大利亚昆士兰镍公司 Q N I 的 雅布鲁厂 Y j a b u l a 改进了焙烧氨浸工艺，对氨浸液用 L i x 8 4 ．I 进行萃取富集镍，反萃直接得到硫酸镍。硫酸 镍可以电沉积得到阴极镍。钴在萃余液中富集，加硫化 物沉淀得到硫化钴，由硫化钴精炼得到金属钴。主要工 艺流程见图4 。 芏五 空 浸出蠹 髓极镶 图4Q N I 镍精炼厂原则工艺流程 氨法由于不能很好进行铜的分离还有氧化除铁过程 的钴损失，对高铜高铁含量的红土镍矿不适用，另外目 前的镍回收率在7 5 ％～8 0 ％，钴回收率在4 0 ％～5 0 ％t 阳5 1 ，限 制九比工艺的应用与推广。2 0 0 4 年的美国金属学会矿业 分会的红土矿专题会上，由于改进的C a r o n 法在能源效 率和金属回收率上都有所提高，且其浸出剂闭路循环等 特点又重新成为研究热点1 2 6 1 * 2 ．2 ．2 高压酸浸 高压酸浸工艺，适用于处理低镁 铝 高铁型的红 土镍矿，即褐铁矿型的红士镍矿。在2 0 世纪5 0 年代得 到工业应用，代表工艺是古巴的毛阿 M o a 镍冶炼厂。在 2 5 肌2 7 0 ℃，4 5M P a 外压条件下，用硫酸将矿物中的 钴、镍、铁、铝等溶解，之后的反应中在控制D H 值条 件下，将铁、铝、硅等杂质元素沉淀进渣中，以达到镍 钴与大部分脉石的分离。之后通过净化、除杂、分离等 工序得到镍、钴产品，钴的回收率可以达到9 0 ％以上。 18 行业纵观O v e r v i e wo fI n d u s t 吖 万方数据 加拿大鹰桥公司 F a l c o n b f i d g e 应用高压酸浸工艺 生产镍钴混合氧化物，作为该公司在挪威精炼厂的原 料。2 0 世纪末在澳大利亚建立了三个采用高压酸浸工艺 的冶炼厂，至1 9 9 9 年相继投产。三个厂分别是M u r r i n ． M u r r i n 、B u l o n g 、C a w s e ，生产能力、设计能力和2 0 0 0 年 实际产品产量及投资费用见表5 。另外在新喀里多尼亚 也建立了一个高压酸浸厂G o r o 。 表5 澳大利亚三个高压酸浸厂的生产能力与投资费用‘8 I 项目M u r r i n M u f f i n B u l o n g C a w s e 从表5 看，建厂投资很大，在2 ．0 ～2 ．5 万 A 镍生 产能力。另外2 0 0 0 年的运行情况不令人满意。M u r f i n ． M u n i n 产量只有设计能力的l ／3 ，而C a w s e 达到设计能 力的7 0 ％以上。其技术经济评价需要运行一段时间后才 能准确作出。目前已经十年过去了，但是国内相关文献 的报道差异很大。符剑刚报道开始盈利州。兰兴华删则 明确指出，1 9 9 8 以来三家工厂由于起初设计时未考虑 到容器球阀的腐蚀等问题，致使运行成本很高，难以达 到设计产茸，M u r r i n ．M u r r i n 已停止生产，B u l o n g 厂也 关闭。M u r f i n M u r r i n 开工最大产量也只达到设计能力的 8 0 ％。三家工厂运行不理想并未影响高压酸浸工艺的应 用。M u r r i n ．M u r r i n 、B u l o n g 、C a w s e 三家工艺技术层面 各具特色，原则工艺流程分别见图5 至图7 。 从流程上看，矿石碎磨和加压浸出工艺一致，但后 处理工艺差别很大。1 1M u r r i n ．M u r r i n 矿含镍为0 ．9 9 ％，钴 为0 ．0 6 5 ％，采用类似M o a 厂的工艺，浸出液先经H ，s 硫化转化为镍钴硫化物沉淀富集，加压氧化转化为可溶 性硫酸盐，后续采用C y a n e x 2 7 2 萃取钴，以D ，E H P A 从 反萃液除去锌等杂质，最后电解得到阴极钴。萃余液采 用S h e r r i a 技术加氧还原生产镍粉，副产品为硫酸铵。2 B u l o n g 矿含镍为1 ．1 ％，钴为0 ．0 8 ％，浸出液直接用 C y a n e x 2 7 2 萃取钴，钻反萃液用H ，s 沉淀为C o S ，再精 炼。萃取钴后萃余液用羧酸萃取剂V e r s a t i c l 0 萃取镍，反 萃液直接电沉积回收镍。由于萃取剂V e 删i c l 0 水溶性 很好，需设计回收装置。3 1C a w s e 矿含镍为1 ．1 ％，钴 为0 ．1 5 ％，浸出液D H 值低，镍、钴以氢氧化物形式沉淀。氢 氧化物再进行氨浸，除去铁、锰、镁、钙等杂质。然后 采用L i x 8 4 ．1 萃取镍，反萃电沉积得到镍，钴采用硫化 沉积。由于全过程仅萃取一次，且在萃取前将二价钴离 子氧化为三价，提高L i x 8 4 ．I 的钴与镍的选择性，因此 运行成本低，每磅镍的现金成本1 ．5 1 ．8 。 芝五 Ⅺk 玛 镍 盒盐巨董菠 D 2 聊I A 萃锌 图5M u r r i n ．M u f f i n 原S d - r 艺流程‘8 1 石灰◆ 浸出潦 图6B u l o n g 原则工艺流程嘲 有色金属工程2 0 1 1 年第4 期1 9 嵩T 制 中翠罢亨 万方数据 由于7 0 ％的红土矿资源都是褐铁矿型的，高压酸 浸技术受到更多的关注。1 9 9 8 年以后，B H PB i l l i t o n 公 司 B H P B 、巴西国有矿业公司 C V P , D 、加拿大鹰桥公 司 F a l c o n b f i d g e 和国际镍公司 I N C O 都进行了大茸高 压酸浸的研究工作[ 2 7 1 。与H P A L 工艺的差别在于矿浆是 直接加热还是间接加热，体系是补充新水还是利用含盐 水以及高压浸出液采用何种方法处理和得到什么样的镍 钴产品。高压酸浸工艺适于处理低镁高铁矿物，矿物中 镁含量高会增加耗酸鼍。钴含量高的矿石酸浸工艺更具 优势，且钴产品价值更高。 芷五 石灰 M g O 浸出渣 薹金遗 H 2 s 囱 ◆ C o S 图7 C a w s e 原则工艺流程‘8 1 2 ．2 ．3 生物浸出法 生物浸出是借助于某些特定微生物的生物活性催化 作用使金属元素从矿石中有效地溶解出来的过程。因其 投资成本低，成为研究的热点，在实验室的研究取得一 定的进展。S i m a t e 【2 8 ‘2 9 1 研究化能自养型细菌浸出红土镍 矿中，p H 值、矿浆浓度和矿粉粒度对镍浸出率的影响，并 建立了模型。确定了矿粉粒度是最重要影响因素，在2 ．6 ％ 的矿浆浓度下，p H 值为2 ．0 ，矿粉粒度为0 ．0 6 3 m m 的最 优条件下，镍浸出率可达7 9 ．8 ％。C a s t r o 等进行实验室 培养异养微生物从硅镁镍矿中浸出镍的研究，在室温摇 瓶中经2 0d 浸出，镍的浸出率町达8 0 ％【3 0 1 。S u l d a 等[ 3 1 1 将微波处理和生物浸出结合，经微波处理后，天然筛选 的黑曲霉菌的生长增强，2 0d 后菌株对镍的浸出率达到 9 2 ％。同样K a r t 3 2 】等利用从天然红土矿中分离得到的黑 曲霉菌菌株人工培养得到孢子，对印度奥罩萨红士矿样 微波处理后，接种孢子，1 4d 的镍浸出率最高可到9 5 ％。 实验室的优良结果一直吸引工业界，S h e r r i t tG o r d o n 公司于2 0 世纪9 0 年代对生物浸出工艺进行了中试。生 物浸出的反应周期较长，反应速率慢，受环境等多种未 知冈素影响很大，工业放大过程的浸出率极不稳定，对 于浸出率很低的矿物必须重新进行化学浸出。因此生物 浸出的工业化受到严重阻碍。培养和提取优良的菌种、提 高菌种的适应力、强化浸出是今后生物浸出研究的重要 内容。 在强调牛物浸出环保和低能耗时，部分学者提出对 生物安全性的质疑。由于人工在矿石上大量接种经过选 育的菌种，若在自然环境中生物堆浸，则严重破坏矿区 自然界的微生物种群平衡，其后果目前尚无法估计与评 价。若封闭处理，不经高温菌株灭活或进一步处理，尾 矿和矿渣中会有大量菌种，排放到自然环境中，也可能 破坏微生物生态平衡。另外，部分菌种是自然菌种人工 诱变的新菌群，其为自然界中没有的菌群，新菌群的引 入，对人及生态影响后果难以估鼍。因此部分专家提醒 微生物浸出与微生物冶金的安全性须提早重视。 部分研究转向细菌衍生的有机酸浸出，利用培养细 菌的代谢产物，细菌灭活后应用于浸出矿物，这样可以 趋利避害，防止自然界生物种群平衡的破坏。刘学等p 3 】 利用黑曲霉菌产生的有机酸浸出红土矿，镍的浸出率 达到7 3 ．5 ％，钴的浸出率达到5 3 ．2 ％，而铁的浸出率为 4 7 ．2 ％。其铁浸出率低于酸浸过程，具有一定的选择性。 3 其他红土矿处理研究热点 除上述介绍的流程和试验结果外，选冶联合流程，常 压酸浸 堆浸 以及熔融脱硅等工艺也是红土镍矿利用 的技术发展方向。 3 ．1 选冶联合流程 目前实现选冶联合流程工业化的只有日本冶 金 N i p p o nY a k i m 公司的大江山冶炼厂 O y a m a S m e l t e r 。将原矿磨矿后与煤粉混合制团，团矿干燥和 高温焙烧，焙砂球磨后重选和磁选得到镍铁合金。此工 艺的优点是由煤提供能量，比纯火法冶炼过程的电提供 能量大大降低能耗成本。目前大江山冶炼厂虽历经多次 改进，但工艺技术仍不稳定。此工艺流程简单，原料适 应强，镍回收率高，但得到镍铁产品的最高含镍量不超 过1 5 ％。我国汪云华[ 3 4 1 和朱德庆[ 3 5 1 等也开展了相关的 研究工作。 还有一类选冶联合流程是焙烧一浮选法。将矿粉与 还原剂等助剂混合高温焙烧还原得到焙砂，细磨后添 2 0 行业纵观O v e r v i e wo fI n d u s t r y 昌一壹◆ 篙i 万方数据 加硫酸铜溶液，利用金属镍与铜离子的置换反应，将镍 颗粒表面活化，用黄药等浮选药剂将包裹镍的铜浮选出 来。E t 本高桥爱和等进行了深入的研究[ 3 6 1 0 3 ．2 堆浸 相对于高压酸浸，堆浸免除了高压操作和高压设备 及其维护的费用。堆浸主要有硫酸和盐酸两种浸出介质。 硫酸酸浸过程，首先将矿石磨细分级处理，然后加 入硫酸浸出，其中镍、钴、铁、镁、铝等金属离子进入溶液。 浸出液经沉淀铁、固液分离、净化、富集等处理工序， 最终得到镍的产品。针对不同的矿物产地，不同的矿石 类型，不同的硫酸浸出条件，有许多研究结果报道【3 ‘7 ‘ 3 叭。其中针对L i t h a r a k i a 和T r i a d a 氧化矿，镍浸出率可 达8 5 ％，而铁的浸出率不到5 0 ％，酸耗为1 0 ．1 ～2 0 ．9k ∥ t ．N i ，低于加压酸浸的2 7 ～3 4k g ／t - N i 。 制约堆浸应用的难题硅镁镍矿浸出过程结构破坏， 大最细二氧化硅产生，阻碍酸渗透浸出液的铁、铝、 镁等杂质难以有效分离；不适用于低铁高镁矿。目前欧 洲镍公司在土耳其进行大规模扩试，处理C a l d a g 红土 镍矿，这是世界上首个堆浸处理工厂。另外C V R D 、 I N C O 、M i e a b e l aN i c k e l 和我国云南锡业集团都在试验 硫酸堆浸工艺。 盐酸堆浸工艺一直停留在小规模试验阶段，工艺过 程与硫酸浸出相近。与硫酸浸出相比，可以直接使用 V e r s a t i c1 0 和C y a n e x3 0 从浸出液中萃取镍、钴，更易 与锰、镁元素分离。 然而，腐蚀和气体逸散污染问题是严重制约因素。 以赤铁矿沉淀铁时，产酸量大提高回收成本。 3 ．3 碱融脱硅工艺 红土矿中含有较高的硅，尤其硅镁型镍矿，二氧化 硅含量高达3 0 ％～5 0 ％t 8 1 。采用碱融法处理红土镍矿的机 理是，将矿物中含硅氧化物和铝氧化物通过与苛性钾钠 的反应生成可溶性的硅酸盐、铝酸盐，有效地将硅铝从 矿物中分离出来，硅酸盐经碳酸化处理可以得到白炭黑 产品‘3 1 。熔融脱硅后，镍品位提高易于后处理。提取 的硅制备出白炭黑是资源的有效利用。该工艺具有潜在 应用价值。 4 结语 随着世界范围内的硫化镍矿资源的减少，红土镍矿 的开发与利用日趋紧迫。目前国内红土矿的研究主要集 中在元江镍矿和元石山镍矿。元石山采用回转窑焙烧一 氨浸工艺，已生产出精制硫酸镍产品。最近国内从新喀 里多尼亚购买了红士镍矿，采用何种工艺能适用于此种 矿石，同时具有良好的技术经济指标和环境评价指标是 关注的重点。在现有的工艺路线中，火法路线和氨浸路 线是具有成功先例的，但火法高能耗是不可避免的问题， 提升氨浸过程镍钴的回收率，应用新技术势在必行。 高压酸浸被认为是未来发展的主流工艺，目前国外 采用此流程的不少，其中也包括新喀里多尼亚，但须注 意吸取澳大利亚三家工厂失败的教训，在设备维护和技 术上必须更细致地考虑，尤其是关键部件腐蚀等问题。 从技术经济指标看，产品的深度加工，提取冶金 与制备材料相结合，充分利用矿物的各组分资源是发 展趋势。 从研究角度，除上述工艺的技术改进研究之外，选 冶联合工艺是发展的方向之一。生物技术在冶金过程的 应用也是势不可挡，但是生物安全性与对整体生态群落 平衡的影响必须一并考虑。生物代谢产物的利用是相对 安全的途径之一。堆浸技术可能比较适合我国的一些地 区，但是环境的影响必须综合评价。 参考文献 [ 1 】何焕华．世界镍工业现状及发展趋势[ J 】．有色冶金，2 0 0 1 ， 8 6 1 - 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