Время публикации:декабря 17, 2019
Аннотация: В условиях сокращения ресурсов сульфидной никелевой руды действительно актуальной является высокая эффективность разработки латеритно-никелевой руды, которая занимает 72% мировых запасов никеля. В данной статье представлены характеристики мировых ресурсов латеритно-никелевой руды и ситуации внутреннего развития, а также подробно изложен традиционный процесс производства и прогресс мокрого процесса. Выщелачивание под атмосферным давлением, бактериальное выщелачивание и т.д. Новый процесс выщелачивания имеет характеристики простого процесса, низкого потребления, легкого управления работой и низких инвестиций и т.д., они будут иметь очень хороший передний план разработки.
Ключевые слова: состояние технологии мокрого аффинажа латеритно-никелевой руды
По геологическому происхождению никелевую руду можно разделить на два вида: сульфидная никелевая руда магматического типа и латеритно-никелевая руда выветривающегося типа, в то время как запасы латерит-никелевой руды занимают 72% мировых ресурсов никеля. В последние годы, благодаря лидерству индустрии нержавеющей стали, спрос на никель во всем мире продолжает расти, производство нержавеющей стали в Китае достигло 10 миллионов тонн в 2008 году, в то время как фактическое производство составляет всего 5,35 миллиона тонн, и одной из важных причин является дефицит никеля.
В настоящее время около 60% никеля извлекается из сульфидной никелевой руды, в то время как ресурсы сульфида никеля быстро сокращаются, качество снижается, а глубина добычи углубляется, сложность добычи увеличивается, а стоимость увеличивается. В то время как затраты на разведку и добычу латеритно-никелевой руды ниже, что позволяет напрямую производить оксид никеля, полидимит и ферроникель, поэтому высокоэффективная разработка ресурсов латерит-никелевой руды действительно актуальна. В 1950-х годах добыча никеля из латеритно-никелевой руды занимала 10% мирового производства никеля, в то время как в 2008 году этот процент достиг 455, а в 2012 году, по оценкам, составляет 510 000 тонн, этот процент должен увеличиться до 51%.
Процесс извлечения никеля из латеритно-никелевой руды можно разделить на обжиговой и мокрый. Из-за высокого расхода и инвестиций в процесс рафинирования, обжиговой процесс в основном используется для производства высококачественной латеритно-никелевой руды. Однако, несмотря на то, что мокрый процесс имеет сложный процесс, долгий поток и высокие требования к оборудованию и т. д., по сравнению с обжигом, он имеет преимущества более низкого расхода и высокой степени извлечения металла. В частности, прогресс выщелачивания под атмосферным давлением и появление нового течения мокрого процесса делает центр разработки и использования латеритно-никелевой руды за десятки лет развития мокрого процесса из обжигаемого.
Категории и характеристики мировых ресурсов латеритно-никелевой руды
Верхняя часть месторождения оксида никеля представляет собой бурый латерит железной руды, который подходит для мокрой обработки; Ниже находится магниевая кремниевая кислота, никелевая руда (в основном серпентинит), которая подходит для сжигания. Средний переходный участок подходит для двух способов. По оценкам, запасы латеритных никелевых руд (лимонит, нонтронит, турфайс), пригодных для мокрого процесса, более чем в два раза превышают запасы (гарниерит, гуминовая руда), пригодных для обжигаемого.
По мере постепенного освоения и использования ресурсов латеритных никелевых руд, у людей появляются новые знания о ее назначении и видах: один называется мокрым способом, который в основном распространен на близлежащих экваторах, таких как Новая Каледония, Индонезия, Филиппины, Папуа-Новая Гвинея, Карибский бассейн, его содержание выше, глина меньше, что легко поддается обработке; Другой вид – сухой процесс, который в основном распространен в районе Южного полушария, удаленного дальше экватора, и его состав сложен, содержание глины выше, что нелегко поддается обработке.
Хотя латеритная никелевая руда имеет несколько различных типов, но с точки зрения общего; У них есть следующие персонажи:
1. Содержание никеля составляет 1,0 ~ 3%, его содержание ниже, а состав сложнее, чем у сульфидной никелевой руды, и трудно получить концентрат никелевой руды с более высоким содержанием никеля, которое составляет более 6%, в то время как никелевую руду с более низким содержанием никеля трудно использовать непосредственно для простого металлургического процесса.
2. Колебания содержания компонентов больше, не только изменение содержания ценных элементов, таких как никель, но и изменение состава пустой породы, такой как SiO2, MgO, Fe2O3, Al2O3 и воды, даже в одном и том же минеральном слое, состав латеритной руды (Ni, Co, Fe и MgO) будет постепенно меняться в соответствии с глубиной различных минеральных слоев.
3. В руде мало кобальта, не содержит серы, нет теплотворной способности.
4. Хранилище руды больше, в то же время она находится на поверхности земли, которую легко собирать, и ее можно использовать на открытом воздухе, и она имеет преимущество для развития.
二、Состояние разработки латеритно-никелевой руды во всем мире
Начиная с разработки латеритных никелевых руд в Новой Каледонии, производство металлического никеля из латеритного никеля насчитывает более 100 лет. В последние годы, в связи с огромными потребностями в никеле для производства нержавеющей стали, многие страны-производители никеля активно расширяют разработку и использование латеритной никелевой руды.
В связи с уменьшением запасов латеритных никелевых руд, некоторые крупные предприятия Китая воспользовались шансом увеличить инвестиции в латеритные никелеворудные проекты зарубежных стран. В настоящее время разработаны или разрабатываются зарубежные проекты по добыче латеритной никелевой руды: 1) группы Bao-steel и Jinchuan group инвестировали 1 миллиард долларов США в разработку ресурсов никелевого железа на Филиппинах, 2) China Minmetals и Куба наладили никелевое производство с годовым объемом производства 22,5 тыс. тонн, 3) CNMC разработала никелевую руду в Мьянме, среднее содержание никелевой руды в которой составляет 2%, в том числе около 700 тыс. тонн никеля; 4) CHINA METALLURGICAL CONSTRUCTION (GROUP)CORPORATION сотрудничала с компанией Ji'en Nickel Company для разработки никелевого железа, среднее содержание которого составляет около 1%; 5) Китайская минеральная компания Campbell подписала контракт с мьянманской компанией Moweitang Nickel о сотрудничестве и т.д. В будущих проектах по производству латерита никелевый метод мокрого производства занимает большой процент, и, по оценкам, к 2012 году процент производства никеля методом мокрого производства увеличится с 62% до 80%.
三、Состояние технологии рафинирования латеритно-никелевой руды мокрого процесса
1. Восстановительный обжиг - процесс выщелачивания аммиака (RRAL)
Восстановительный обжиг - процесс выщелачивания аммиака (RRAL) разработан компанией Carson, поэтому он называется процессом Карона. Губинский никелевый завод в Ницзялуо использует процесс восстановительного обжига - аммиачное выщелачивание для обработки никелевого латерита с высоким содержанием магния уже более полувека, подходит для использования метода щелочного выщелачивания аммиака для обработки типичного минерального состава, который составляет 1,4% Ni,8% MgO, 14% SiO2.
С целью повышения скорости выщелачивания никелевого бурения, Американское минеральное бюро разработало новый процесс восстановительного обжига - процесс аммиачного выщелачивания и его аббревиатуру USBM. Важность этого метода заключается в добавлении FeS2 для получения зерна и использовании чистого окиси углерода для восстановления.
2. Процесс кислотного выщелачивания серной кислотой под давлением (HPAL)
Процесс кислотного выщелачивания серной кислотой подходит для обработки латеритной руды типа бурой железной руды, включая более низкую магнезию, принцип процесса кислотного выщелачивания под давлением таков, как показано на следующей картине, наибольшие преимущества этого процесса заключаются в том, что скорость возврата металла может достигать более 90%.
Рисунки 1: Технологическая схема принципа процесса кислотного выщелачивания под давлением
Эта технология берет свое начало с 50-х годов 20 века; Во-первых, он используется для добычи руды в заливе Моа на Кубе под названием A-MAX-PAL по технологии. С тех пор, как в 70-х годах в Австралии компания QNI построила никелевый завод в Ябуле, процесс кислотного выщелачивания перерабатывает латеритную никелевую руду в Новой Каледонии, Индонезии и Квинсленде Австралии. Во втором полугодии 1998 года компания Murrin из Австралии, Коуз, Булонг использует новый процесс кислотного выщелачивания латеритной руды под давлением, чтобы ввести в эксплуатацию разрабатываемый проект и привлечь к себе большое внимание. Технология кислотного выщелачивания под давлением для этих трех процессов аналогична технологии компании Cuba Mo'ao, только для замены вертикальной автофабрики компании Mo'ao используется горизонтальная автодата. Однако программа возврата имеет следующее отличие:
1. В процессе Каузе смешанные гидроксиды металлов осаждаются из ликсивия под высоким давлением, затем используются аммиак для их выщелачивания, а затем подвергаются истощению растворителем и электроосаждению.
2. В процессе Bulong используется H2S для осаждения смешанных сульфидов из ликсивиума под высоким давлением, а затем для выведения сульфида из алюминия под высоким давлением, а затем для истощения растворителя, восстановления водорода, таблетирования и т. Д.
3. В процессе Муррина непосредственно происходит истощение растворителя и электроосаждение из ликсивия под высоким давлением.
Ресурсы, годовое производство, достигнутые темпы и проектная производительность этих трех латеритных никелевых заводов показаны на форме 3. С точки зрения формы 3, процесс реализации проекта HPAL из трех латеритных руд в Австралии не очень удовлетворительный, только Cawse смог достичь 74% проектного производства, стоимость производства снизилась с 4,1 до 1,54 долларов США; Производство Murrin составляет 1/3 от проектного производства, однако эти условия были достигнуты в ситуации повторного и нового толчка, завод Bulong был вынужден обанкротиться в 2004 году из-за проблем с технологиями и финансированием.
Форма 3 Простые ситуации на трех никелевых заводах HAPL в Западной Австралии
Существует множество проблем по технологии, механическому проектированию и расчету стоимости этих трех проектов, например: материал, выбранный для оборудования, не подходит или конфигурация не сочетается и т.д. Несмотря на то, что эти три проекта не достигли ожидаемой цели, их реализация позволила получить ценный опыт в области разработки технологии кислотного выщелачивания под давлением.
3. Другой поток мокрого процесса
Выщелачивание под атмосферным давлением (AL): подходит для обработки латеритной никелевой руды с более низким содержанием железа и более высоким содержанием магнезии. В настоящее время компания Skye resource проводит исследования по разработке системы атмосферного выщелачивания для разработки латеритной руды в Гватемале, при этом остаточная кислота выщелачивается из бурой руды и кислота, выделяющаяся после осаждения рубинглиммера, которая будет использоваться для составления гумусовой руды.
Отвальное выщелачивание: в основном подходит для гумусовой почвы руды. Обильные результаты показывают, что: используя технологию отвального выщелачивания, скорость выщелачивания никеля за 3 месяца может достичь более 75%, скорость выщелачивания кобальта может достичь более 60%. Европейская никелевая компания в настоящее время проводит масштабный эксперимент по выщелачиванию на месторождении «под ключ», и ожидается создание первой установки выщелачивания отвала для извлечения никеля и кобальта.
Микроволновое спекание — метод выщелачивания под давлением: для микронволнового спекания для нарушения кристаллической решетки минерала, затем для нагнетания и выщелачивания при низкой температуре, чтобы ионы железа осаждались как гематитовый тип, затем усиление выщелачивания и снижение температуры и давления кислотного выщелачивания под высоким давлением.
Сегрегация хлоридов - выщелачивание аммиаком: Добавьте немного углеродистого восстановителя и хлоридирующего агента (хлорид натрия или хлорид кальция), нагрейте в неточной или слабой атмосфере раскисления, заставляя ценный металл испаряться из руды, в то время как поверхность углеродного зерна уменьшается до металлического зерна. Затем обжаренный продукт будет непосредственно обработан аммиачным выщелачиванием. Ван Чэнъянь использует этот метод для обработки руды оксида никеля кегли Юаньцзян, результат тестирования таков: скорость выщелачивания никеля составляет более 80%, а скорость выщелачивания кобальта - более 50%.
Биовыщелачивание: путем окислительной восстановления микроорганизмов позволяет эффективно растворять металл в руде с низким содержанием золота. Кастро и др. исследовали биовыщелачивание. Образец получен от минеральной компании Acesita, его химический состав составляет 43,2% SiO2, 0,09% Ni。 Размер измельченного зерна должен быть менее 147 мкм, при выщелачивании минералов используется 5 видов ауксогетертрофов. Условия выщелачивания: вес минерального образца должен составлять 5 кг (предварительно стерилизованный при 121 ° C), есть среда, включая микробы, температура должна быть 30 ° C, скорость вращения бутылки должна составлять 200 об/мин, а скорость выщелачивания никеля составляет более 80%.
Ключевые слова: состояние технологии мокрого аффинажа латеритно-никелевой руды
По геологическому происхождению никелевую руду можно разделить на два вида: сульфидная никелевая руда магматического типа и латеритно-никелевая руда выветривающегося типа, в то время как запасы латерит-никелевой руды занимают 72% мировых ресурсов никеля. В последние годы, благодаря лидерству индустрии нержавеющей стали, спрос на никель во всем мире продолжает расти, производство нержавеющей стали в Китае достигло 10 миллионов тонн в 2008 году, в то время как фактическое производство составляет всего 5,35 миллиона тонн, и одной из важных причин является дефицит никеля.
В настоящее время около 60% никеля извлекается из сульфидной никелевой руды, в то время как ресурсы сульфида никеля быстро сокращаются, качество снижается, а глубина добычи углубляется, сложность добычи увеличивается, а стоимость увеличивается. В то время как затраты на разведку и добычу латеритно-никелевой руды ниже, что позволяет напрямую производить оксид никеля, полидимит и ферроникель, поэтому высокоэффективная разработка ресурсов латерит-никелевой руды действительно актуальна. В 1950-х годах добыча никеля из латеритно-никелевой руды занимала 10% мирового производства никеля, в то время как в 2008 году этот процент достиг 455, а в 2012 году, по оценкам, составляет 510 000 тонн, этот процент должен увеличиться до 51%.
Процесс извлечения никеля из латеритно-никелевой руды можно разделить на обжиговой и мокрый. Из-за высокого расхода и инвестиций в процесс рафинирования, обжиговой процесс в основном используется для производства высококачественной латеритно-никелевой руды. Однако, несмотря на то, что мокрый процесс имеет сложный процесс, долгий поток и высокие требования к оборудованию и т. д., по сравнению с обжигом, он имеет преимущества более низкого расхода и высокой степени извлечения металла. В частности, прогресс выщелачивания под атмосферным давлением и появление нового течения мокрого процесса делает центр разработки и использования латеритно-никелевой руды за десятки лет развития мокрого процесса из обжигаемого.
Категории и характеристики мировых ресурсов латеритно-никелевой руды
Верхняя часть месторождения оксида никеля представляет собой бурый латерит железной руды, который подходит для мокрой обработки; Ниже находится магниевая кремниевая кислота, никелевая руда (в основном серпентинит), которая подходит для сжигания. Средний переходный участок подходит для двух способов. По оценкам, запасы латеритных никелевых руд (лимонит, нонтронит, турфайс), пригодных для мокрого процесса, более чем в два раза превышают запасы (гарниерит, гуминовая руда), пригодных для обжигаемого.
По мере постепенного освоения и использования ресурсов латеритных никелевых руд, у людей появляются новые знания о ее назначении и видах: один называется мокрым способом, который в основном распространен на близлежащих экваторах, таких как Новая Каледония, Индонезия, Филиппины, Папуа-Новая Гвинея, Карибский бассейн, его содержание выше, глина меньше, что легко поддается обработке; Другой вид – сухой процесс, который в основном распространен в районе Южного полушария, удаленного дальше экватора, и его состав сложен, содержание глины выше, что нелегко поддается обработке.
Хотя латеритная никелевая руда имеет несколько различных типов, но с точки зрения общего; У них есть следующие персонажи:
1. Содержание никеля составляет 1,0 ~ 3%, его содержание ниже, а состав сложнее, чем у сульфидной никелевой руды, и трудно получить концентрат никелевой руды с более высоким содержанием никеля, которое составляет более 6%, в то время как никелевую руду с более низким содержанием никеля трудно использовать непосредственно для простого металлургического процесса.
2. Колебания содержания компонентов больше, не только изменение содержания ценных элементов, таких как никель, но и изменение состава пустой породы, такой как SiO2, MgO, Fe2O3, Al2O3 и воды, даже в одном и том же минеральном слое, состав латеритной руды (Ni, Co, Fe и MgO) будет постепенно меняться в соответствии с глубиной различных минеральных слоев.
3. В руде мало кобальта, не содержит серы, нет теплотворной способности.
4. Хранилище руды больше, в то же время она находится на поверхности земли, которую легко собирать, и ее можно использовать на открытом воздухе, и она имеет преимущество для развития.
二、Состояние разработки латеритно-никелевой руды во всем мире
Начиная с разработки латеритных никелевых руд в Новой Каледонии, производство металлического никеля из латеритного никеля насчитывает более 100 лет. В последние годы, в связи с огромными потребностями в никеле для производства нержавеющей стали, многие страны-производители никеля активно расширяют разработку и использование латеритной никелевой руды.
В связи с уменьшением запасов латеритных никелевых руд, некоторые крупные предприятия Китая воспользовались шансом увеличить инвестиции в латеритные никелеворудные проекты зарубежных стран. В настоящее время разработаны или разрабатываются зарубежные проекты по добыче латеритной никелевой руды: 1) группы Bao-steel и Jinchuan group инвестировали 1 миллиард долларов США в разработку ресурсов никелевого железа на Филиппинах, 2) China Minmetals и Куба наладили никелевое производство с годовым объемом производства 22,5 тыс. тонн, 3) CNMC разработала никелевую руду в Мьянме, среднее содержание никелевой руды в которой составляет 2%, в том числе около 700 тыс. тонн никеля; 4) CHINA METALLURGICAL CONSTRUCTION (GROUP)CORPORATION сотрудничала с компанией Ji'en Nickel Company для разработки никелевого железа, среднее содержание которого составляет около 1%; 5) Китайская минеральная компания Campbell подписала контракт с мьянманской компанией Moweitang Nickel о сотрудничестве и т.д. В будущих проектах по производству латерита никелевый метод мокрого производства занимает большой процент, и, по оценкам, к 2012 году процент производства никеля методом мокрого производства увеличится с 62% до 80%.
三、Состояние технологии рафинирования латеритно-никелевой руды мокрого процесса
1. Восстановительный обжиг - процесс выщелачивания аммиака (RRAL)
Восстановительный обжиг - процесс выщелачивания аммиака (RRAL) разработан компанией Carson, поэтому он называется процессом Карона. Губинский никелевый завод в Ницзялуо использует процесс восстановительного обжига - аммиачное выщелачивание для обработки никелевого латерита с высоким содержанием магния уже более полувека, подходит для использования метода щелочного выщелачивания аммиака для обработки типичного минерального состава, который составляет 1,4% Ni,8% MgO, 14% SiO2.
С целью повышения скорости выщелачивания никелевого бурения, Американское минеральное бюро разработало новый процесс восстановительного обжига - процесс аммиачного выщелачивания и его аббревиатуру USBM. Важность этого метода заключается в добавлении FeS2 для получения зерна и использовании чистого окиси углерода для восстановления.
2. Процесс кислотного выщелачивания серной кислотой под давлением (HPAL)
Процесс кислотного выщелачивания серной кислотой подходит для обработки латеритной руды типа бурой железной руды, включая более низкую магнезию, принцип процесса кислотного выщелачивания под давлением таков, как показано на следующей картине, наибольшие преимущества этого процесса заключаются в том, что скорость возврата металла может достигать более 90%.
Рисунки 1: Технологическая схема принципа процесса кислотного выщелачивания под давлением
Эта технология берет свое начало с 50-х годов 20 века; Во-первых, он используется для добычи руды в заливе Моа на Кубе под названием A-MAX-PAL по технологии. С тех пор, как в 70-х годах в Австралии компания QNI построила никелевый завод в Ябуле, процесс кислотного выщелачивания перерабатывает латеритную никелевую руду в Новой Каледонии, Индонезии и Квинсленде Австралии. Во втором полугодии 1998 года компания Murrin из Австралии, Коуз, Булонг использует новый процесс кислотного выщелачивания латеритной руды под давлением, чтобы ввести в эксплуатацию разрабатываемый проект и привлечь к себе большое внимание. Технология кислотного выщелачивания под давлением для этих трех процессов аналогична технологии компании Cuba Mo'ao, только для замены вертикальной автофабрики компании Mo'ao используется горизонтальная автодата. Однако программа возврата имеет следующее отличие:
1. В процессе Каузе смешанные гидроксиды металлов осаждаются из ликсивия под высоким давлением, затем используются аммиак для их выщелачивания, а затем подвергаются истощению растворителем и электроосаждению.
2. В процессе Bulong используется H2S для осаждения смешанных сульфидов из ликсивиума под высоким давлением, а затем для выведения сульфида из алюминия под высоким давлением, а затем для истощения растворителя, восстановления водорода, таблетирования и т. Д.
3. В процессе Муррина непосредственно происходит истощение растворителя и электроосаждение из ликсивия под высоким давлением.
Ресурсы, годовое производство, достигнутые темпы и проектная производительность этих трех латеритных никелевых заводов показаны на форме 3. С точки зрения формы 3, процесс реализации проекта HPAL из трех латеритных руд в Австралии не очень удовлетворительный, только Cawse смог достичь 74% проектного производства, стоимость производства снизилась с 4,1 до 1,54 долларов США; Производство Murrin составляет 1/3 от проектного производства, однако эти условия были достигнуты в ситуации повторного и нового толчка, завод Bulong был вынужден обанкротиться в 2004 году из-за проблем с технологиями и финансированием.
Форма 3 Простые ситуации на трех никелевых заводах HAPL в Западной Австралии
Существует множество проблем по технологии, механическому проектированию и расчету стоимости этих трех проектов, например: материал, выбранный для оборудования, не подходит или конфигурация не сочетается и т.д. Несмотря на то, что эти три проекта не достигли ожидаемой цели, их реализация позволила получить ценный опыт в области разработки технологии кислотного выщелачивания под давлением.
3. Другой поток мокрого процесса
Выщелачивание под атмосферным давлением (AL): подходит для обработки латеритной никелевой руды с более низким содержанием железа и более высоким содержанием магнезии. В настоящее время компания Skye resource проводит исследования по разработке системы атмосферного выщелачивания для разработки латеритной руды в Гватемале, при этом остаточная кислота выщелачивается из бурой руды и кислота, выделяющаяся после осаждения рубинглиммера, которая будет использоваться для составления гумусовой руды.
Отвальное выщелачивание: в основном подходит для гумусовой почвы руды. Обильные результаты показывают, что: используя технологию отвального выщелачивания, скорость выщелачивания никеля за 3 месяца может достичь более 75%, скорость выщелачивания кобальта может достичь более 60%. Европейская никелевая компания в настоящее время проводит масштабный эксперимент по выщелачиванию на месторождении «под ключ», и ожидается создание первой установки выщелачивания отвала для извлечения никеля и кобальта.
Микроволновое спекание — метод выщелачивания под давлением: для микронволнового спекания для нарушения кристаллической решетки минерала, затем для нагнетания и выщелачивания при низкой температуре, чтобы ионы железа осаждались как гематитовый тип, затем усиление выщелачивания и снижение температуры и давления кислотного выщелачивания под высоким давлением.
Сегрегация хлоридов - выщелачивание аммиаком: Добавьте немного углеродистого восстановителя и хлоридирующего агента (хлорид натрия или хлорид кальция), нагрейте в неточной или слабой атмосфере раскисления, заставляя ценный металл испаряться из руды, в то время как поверхность углеродного зерна уменьшается до металлического зерна. Затем обжаренный продукт будет непосредственно обработан аммиачным выщелачиванием. Ван Чэнъянь использует этот метод для обработки руды оксида никеля кегли Юаньцзян, результат тестирования таков: скорость выщелачивания никеля составляет более 80%, а скорость выщелачивания кобальта - более 50%.
Биовыщелачивание: путем окислительной восстановления микроорганизмов позволяет эффективно растворять металл в руде с низким содержанием золота. Кастро и др. исследовали биовыщелачивание. Образец получен от минеральной компании Acesita, его химический состав составляет 43,2% SiO2, 0,09% Ni。 Размер измельченного зерна должен быть менее 147 мкм, при выщелачивании минералов используется 5 видов ауксогетертрофов. Условия выщелачивания: вес минерального образца должен составлять 5 кг (предварительно стерилизованный при 121 ° C), есть среда, включая микробы, температура должна быть 30 ° C, скорость вращения бутылки должна составлять 200 об/мин, а скорость выщелачивания никеля составляет более 80%.