镍的介绍
金属镍:
元素介绍: 具有铁磁性的金属元素,它能够高度磨光和抗腐蚀。
元素用途:主要用于合金(如镍钢和镍银)及用作催化剂(如拉内镍,尤指用作氢化的催化剂) ,可用来制造货币等,镀在其他金属上可以防止生锈。制造不锈钢和其他抗腐蚀合金,如镍钢、镍铬钢及各种有色金属合金,含镍成分较高的铜镍合金,就不易腐蚀。
镍矿介绍:
红土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,世界上红土镍矿分布在赤道线南北30度以内的热带国家,集中分布在环太平洋的热带―亚热带地区,主要有:美洲的古巴、巴西;东南亚的印度尼西亚、菲律宾;大洋洲的澳大利亚、新喀里多尼亚、巴布亚新几内亚等。
我国镍矿资源储量中70%集中在甘肃,其次分布在、云南、吉林、四川、陕西和青海和湖北7个省,合计保有储量占全国镍资源总储量的27%。我国镍矿类型主要为硫化铜镍矿和红土镍矿。我国的红土镍矿主要从菲律宾进口。由于自1970年起日本与菲律宾开始进行合作,成立合资矿业公司开采含镍2%以上的高品位镍矿,运送回新日铁和住友商社进行冶炼,导致菲律宾的高品位镍矿砂被日本企业垄断,而我国只能进口镍含量在0.9%~1.1%的低品位镍矿砂。
我国周边国家有镍矿储量1125万吨,只分布在少数国家,包括俄罗斯(660万吨)、印度尼西亚(320万吨)、菲律宾(41万吨)、缅甸(92万吨)和越南(12万吨),但占世界总储量比例较大,
约占23%。其中 红土镍矿主要分布在印度尼西亚、菲律宾以及缅甸。印度尼西亚镍资源主要为基性、超基性岩体风化壳中的红土镍矿,分布在群岛的东部,矿带可以从中苏拉威西追踪到哈尔马赫拉、奥比、瓦伊格奥群岛,以及伊利安查亚的鸟头半岛的塔纳梅拉地区,由于印度尼西亚超基性岩带风化壳广泛分布,因此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。
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5~10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Voisey bay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%。其余均为红土镍矿。开发利用红土镍矿的长处在于:
第一,红土镍矿资源丰富,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。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,以解决硫化镍原料不足的问题。至于镍铁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9~11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。
随着近几年澳大利亚西部三个红土型镍厂的投资兴建,人们对于红土镍矿资源的利用性能及其类型又有新的认识,现可分为两类:一类称为“湿型”,主要分布于近赤道地区,如新喀里东尼亚、印尼、菲律宾、巴布亚新几内亚和加勒比海地区;另一类称为“干型”,主要分布于距赤道较远的南半球,以西澳为代表。除西澳外,红土型镍矿资源在东澳亦有分布,产于东澳昆士兰州北部及新南威尔士州中西部,已探获有300万吨镍金属量,全澳合计达1500万吨镍金属量。自1999年初起,西澳相继有三个高压酸浸的镍厂开始生产,这三个厂为考斯(Cawse)、布隆(Bulong)和莫林莫林(Murrin Murrin),一期工程均基建完毕,这三个厂采用的基本工艺流程均为高压酸浸HPAL(High PressureAcid Leach),但后半部流程有所不同。考斯镍厂生产氢氧化镍中间产品,然后再电解生产出金属阴极镍和硫化钴。布隆厂的流程则不经过氢氧化镍中间产品的过程,直接电解生产镍和钴金属。莫林莫林则与古巴Moy Bay镍厂现场流程相近,并沿用加拿大Sherritt技术,先生产混合的硫化镍/钴中间产品,而后电解精炼生产出金属镍和钻。
镍铁冶炼工艺
镍铁合金:
(1)生产方法:
火法冶炼+电解,制得镍板
电炉冶炼,生产镍铁
高炉冶炼,生产镍铁
(2)生产工艺:
硫化矿→氧化焙烧→低镍锍→吹炼→高镍锍→镍铜分离(重结晶)→分别电解→镍、铜
氧化矿→(加煤、石灰石)烧结→(加焦炭、石灰)矿热炉冶炼→精炼除杂质→镍铁
(3)反应原理: NiO·SiO2+CaO=NiO+CaO·SiO2
NiO+C=Ni+CO
(4)镍铁直接生产不锈钢工艺
乌克兰帕布什厂
镍矿→破碎→混匀→加碳素还原剂和熔剂→混匀→回转窑焙烧脱水、预还原→得热镍渣→保温 送矿热炉
冶炼→粗制镍铁→钢包脱硫→酸性转炉脱硅→碱性转炉脱磷→AOD加铬铁→不锈钢
(5)其它镍合金:镍铬合金
镍铁的分类
镍铁一般按照品味即镍含量进行分类,国内比较流行的分类方法是根据冶炼的设备将镍铁分为高炉镍铁和电炉镍铁,其中高炉镍铁品味一般较低,大多含镍10%以下,而电炉镍铁一般含镍10%以上。
镍铁的用途
镍铁最大的用途为用于不锈钢炉料,作为镍的替代品,一般情况下,200系列不锈钢直接可以用低品味的镍铁,300系列不锈钢则用品味在6%以上的镍铁。
镍铁的成分:
镍铁质量不但取决于其含镍的高低,即通常所说的品味的高低,而且还取决于其含有害杂质量的大小,在镍铁中,不论是高炉冶炼还是电炉冶炼,均会产生S、P、SI、C这些杂质,有些由于矿的不同也会含铜、钛等杂质,由于镍铁用途主要用于不锈钢冶炼,因此杂质的高低会影响不锈钢的性能和质量水平。一般情况下,杂质越低越好,但如果要得到优质的镍铁,则必须经过精炼。