公開時間:December 17, 2019
要約:硫化ニッケル鉱石の資源量削減に伴い、世界のニッケル資源の72%を占めるラテライトニッケル鉱石を高効率に開発することが急務です。この記事では、世界のラテライトニッケル鉱石資源の特徴と国内の開発状況を紹介し、従来の湿式プロセスの生産プロセスと進歩を説明します。大気圧浸出、細菌浸出など、新しい浸出プロセスは、プロセスが簡単で、消費量が少なく、操作制御が容易で、投資が少ないなどの特徴があり、非常に優れた開発前景を持ちます。
キーワード:ラテライトニッケル鉱石湿式プロセス精製技術開発状況
地質学的起源によると、ニッケル鉱石はマグマ型硫化ニッケル鉱石と風化型ラテライトニッケル鉱石の2種類に分けられ、ラテライトニッケル鉱石埋蔵量は世界のニッケル資源の72%を占めています。近年、ステンレス鋼産業の主導により、世界のニッケル需要は増加し続けており、中国のステンレス鋼生産量は2008年に1,000万トンに達しましたが、実際の生産量はわずか535万トンであり、重要な理由の1つはニッケルの供給不足です。
現在、硫化ニッケル鉱石から約60%のニッケルが抽出されていますが、硫化ニッケル資源は急速に減少しており、採掘深さが深まる一方で品質は低下しており、抽出の難易度は高まり、コストは増加しています。ラテライトニッケル鉱石の調査と抽出のコストは低く、酸化ニッケル、ポリジマイト、フェロニッケルを直接生産できるため、ラテライトニッケル鉱石資源を高効率に開発することが本当に急務です。1950年代には、ラテライトニッケル鉱石からニッケルを抽出することが世界のニッケル生産量の10%を占めていましたが、2008年にはこの割合が455に達し、2012年には51万トンと推定され、この割合は51%に増加するはずです。
ラテライトニッケル鉱石からニッケルを抽出するプロセスは、火災プロセスと湿式プロセスに分けることができます。精製プロセス中の消費量と投資が高いため、火法は主に高品質のラテライトニッケル鉱石に使用されます。しかし、湿式プロセスはプロセスが複雑で、流量が長く、設備などの要求が高いにもかかわらず、火災プロセスと比較して、金属の消費量が少なく、回収率が高いという利点があります。特に、大気圧浸出の進展と湿式プロセスの新しい流れの出現により、ラテライトニッケル鉱石の開発と利用の中心は、湿式プロセスの開発と利用の中心を、湿式プロセスの開発と利用の中心に、火プロセスから湿式プロセスに移行しました。
一、世界のラテライトニッケル鉱石資源のカテゴリーと特徴
酸化ニッケル鉱床の上部は、湿式プロセス処理に適した褐色の鉄鉱石ラテライトです。下は、火災プロセスに適したケイ酸マグネシウムニッケル鉱石(主に蛇紋岩)です。中間遷移部は2つの方法に適しています。試算によると、湿式プロセスに適したラテライトニッケル鉱石(褐鉄鉱、ノントロナイト、ターフェイス)の埋蔵量は、火災プロセスに適したラテライトニッケル鉱石(ガルニエライト、フミン鉱石)の2倍以上です。
ラテライトニッケル鉱石資源の段階的な開発と利用に準拠して、人々はその機能とタイプについての新しい知識を持っています:ニューカレドニア、インドネシア、フィリピン、パプアニューギニア、カリブ海地域など、主に赤道近くに分布する湿式プロセスと呼ばれるもの、そのグレードは高く、粘土は処理が容易です。もう1つは乾式プロセスで、主に赤道よりも遠く離れた南半球地域に分布しており、その組成は複雑で、粘土含有量が高く、処理が容易ではありません。
ラテライトニッケル鉱石にはいくつかの異なるタイプがありますが、一般的に見ると。次の文字があります。
1、ニッケル含有量は1.0~3%で、硫化ニッケル鉱石よりも品位が低く、組成が複雑であり、ニッケル含有量が6%を超えるニッケル鉱石精鉱を得ることは困難ですが、ニッケル含有量が低いニッケル鉱石は、単純な冶金プロセスに直接使用することは困難です。
2、成分含有量の変動が大きく、ニッケルなどの有価元素含有量の変化が大きいだけでなく、SiO2、MgO、Fe2O3、Al2O3などの脈石と水の組成変化が大きく、同じ鉱床でも、ラテライト鉱石(Ni、Co、Fe、MgO)の組成は、さまざまな鉱物層の深さに応じて徐々に変化します。
3、コバルトが少なく、硫黄がなく、鉱石に熱価がありません。
4、鉱石の貯蔵量は大きい一方で、地表にあるため収集が容易で、屋外で操作でき、開発に有利です。
二、世界のラテライトニッケル鉱石の開発状況
ニューカレドニアのラテライトニッケル鉱石開発の痕跡から、ラテライトニッケルからの金属ニッケル生産はこれまで100年以上の歴史があります。近年、ステンレス鋼産業におけるニッケルの膨大な需要により、ニッケルを生産する多くの国がラテライトニッケル鉱石の開発と利用を積極的に拡大しています。
ラテライトニッケル鉱石資源が少ないため、中国の一部の大企業は、外国のラテライトニッケル鉱石プロジェクトの投資を拡大する機会を捉えています。現在開発中または開発されている外国のラテライトニッケル鉱石プロジェクトは、1)宝鋼グループと金川グループは、フィリピンのニッケル鉄資源開発に10億米ドルを投資し、2)中国鉱業とキューバは、年間生産量22.5万トンのニッケル生産を設立し、3)CNMCはミャンマーのニッケル鉱石を開発し、その平均グレードのニッケル鉱石は2%で、約70万トンのニッケルが含まれています。4)中国冶金建設(グループ)コーポレーションは、平均品位が約1%のニッケル鉄開発のためにJi'en Nickel Companyと協力しました。5)中国キャンベル鉱物会社は、ミャンマーのMoweitangニッケル鉱石と協力契約を締結しました。 将来のラテライトニッケルプロジェクトでは、湿式プロセスが大きな割合を占め、2012年には、ニッケル総生産量に占める湿式ニッケル生産の割合が62%から80%に増加すると推定されています。
三、湿式プロセスラテライトニッケル鉱石の精製技術状況
1、焙煎の低減 - アンモニア浸出プロセス(RRAL)
焙煎の低減 - アンモニア浸出プロセス (RRAL) はカーソンによって開発されたため、カロン プロセスと呼ばれます。Guba Nijialuoニッケルプラントは、ニッケルラテライト高マグネシウムを処理するために還元焙煎-アンモニア浸出プロセスを利用しており、アンモニアアルカリ浸出法を利用して1.4%Ni、8%MgO、14%SiO2の典型的な鉱物組成を処理するのに適しています。
ニッケル掘削浸出率を改善するために、アメリカ鉱物局は焙煎を減らす新しいプロセスを開発しました - アンモニア浸出プロセスとその略語はUSBMです。この方法の重要性は、FeS2 を加えて粒子を作り、純粋な一酸化炭素を利用して還元することです。
2、硫酸加圧酸浸出プロセス(HPAL)
硫酸加圧酸浸出プロセスは、下級マグネシアを含む褐色鉄鉱石タイプのラテライト鉱石の処理に適しており、加圧酸浸出プロセスの原理は次の図のように、このプロセスの最大の利点は、金属の還元率が90%以上に達する可能性があることです。
写真1:加圧酸浸出プロセスの原理のプロセスフロー
この技術は 20 世紀の 50 年代から始まります。まず、キューバモア湾鉱石のA-MAX-PAL技術と呼ばれるために使用されます。その後、70年代にオーストラリアQNI社はヤブラニッケル工場を設立し、酸浸出プロセスでラテライトニッケル鉱石をインドネシア、オーストラリアのクイーンズランド州に処理しました。1998年下半期、オーストラリアのMurrin、Cawse、Bulongは、ラテライト鉱石の酸浸出を加圧する新しいプロセスを利用して、開発プロジェクトを稼働させ、大きな注目を集めました。これら 3 つのプロセスの酸加圧浸出技術は、Cuba Mo'ao Company に似ており、Mo'ao Company の垂直オートデイブを水平オートデイブに置き換えるだけです。ただし、リターンプログラムには以下の違いがあります。
1、Cawse プロセスでは、混合金属水酸化物を高圧リキシビウムから沈殿させ、アンモニアを利用して浸出し、溶媒の枯渇と電着を行います。
2、Bulongプロセスでは、H2Sを利用して高圧lixiviumから混合硫化物を沈殿させ、好気性条件下で硫化物を析出させ、溶媒枯渇、水素還元、打錠などを行います。
3、Murrinプロセスでは、高圧lixiviumからの溶媒の枯渇と電着を直接行います。
これら3つのラテライトニッケルプラントの資源、年間生産量、達成率、および設計生産量をフォーム3に示します。フォーム3から見ると、オーストラリアの3つのラテライト鉱石HPALプロジェクトのプロセスはあまり満足のいくものではなく、Cawseだけで設計生産の74%に達する可能性があり、製造コストは4.1米ドルから1.54米ドルに削減されます。ムリンの生産量は設計生産量の1/3であるが、何度も押し付ける状況下でこの条件に達し、技術と資金の問題により、2004年にブロン工場が倒産を余儀なくされる。
形式3 西オーストラリア州HAPLニッケル工場3基の簡易状況
これら3つのプロジェクトの技術、機械設計、コスト計算には、たとえば、機器で選択された材料が適切でない、構成が接合部から外れているなど、多くの問題があります。これら3つのプロジェクトは、期待した目標には達していませんが、それらの立ち上げは、加圧酸浸出技術の開発に関する貴重な経験を提供しました。
3、湿式プロセスのその他の流れ
大気圧浸出(AL):鉄含有量が低く、マグネシア含有量が高いラテライトニッケル鉱石の処理に適しています。現在、スカイ資源会社は、グアテマラのラテライト鉱石開発のための大気圧浸出の開発を研究しており、褐鉱石から浸出した残留酸と、腐植土鉱石の組成に使用されるrubinglimmerの沈殿後に放出される酸です。
ダンプ浸出:主に腐植土鉱石に適しています。ダンプ浸出技術を利用すると、3か月でニッケルの浸出率が75%以上、コバルトの浸出率が60%以上に達する可能性があることを示す豊富な結果。ヨーロッパのニッケル会社は現在、ターンキーで大規模な浸出実験を行っており、ニッケルとコバルトを抽出する最初のダンプ浸出プラントを設置する予定です。
マイクロ波焼結-加圧浸出法:ミクロン波焼結で鉱物の結晶格子を乱し、低温で加圧して浸出させ、鉄イオンをヘマタイトタイプとして析出させ、浸出を強化し、高圧酸浸出の温度と圧力を下げます。
塩化物の偏析 - アンモニアの浸出:炭素質還元剤と塩素化剤(塩化ナトリウムまたは塩化カルシウム)を加え、金属または弱い脱酸雰囲気で加熱し、貴重な金属を鉱石から揮発させる一方で、炭素粒子の表面を金属粒子に還元します。その後、焙煎された製品はアンモニア浸出で直接処理されます。Wang Chengyan はこの方法を利用して Yuanjiang pin の酸化ニッケル鉱石を処理し、テスト結果は、ニッケルの浸出率が 80% 以上であるのに対し、コバルトの浸出率は 50% 以上です。
生物浸出:微生物の酸化還元により、低品位の鉱石から金属を効果的に溶解させます。カストロなどは生物浸出を研究しています。サンプルはAcesita鉱物会社から来ており、その化学組成は43.2%SiO2、0.09%Niです。粉砕された粒径は147μm未満である必要がありますが、ミネラル浸出では5種類の異種栄養補助性物質を利用します。浸出条件は、鉱物サンプルの重量が5kg(121°C以下で滅菌済み)、微生物を含む媒体があり、温度が30°C、ボトルの回転速度が200r/min、Niの浸出速度が80%以上であることです。
キーワード:ラテライトニッケル鉱石湿式プロセス精製技術開発状況
地質学的起源によると、ニッケル鉱石はマグマ型硫化ニッケル鉱石と風化型ラテライトニッケル鉱石の2種類に分けられ、ラテライトニッケル鉱石埋蔵量は世界のニッケル資源の72%を占めています。近年、ステンレス鋼産業の主導により、世界のニッケル需要は増加し続けており、中国のステンレス鋼生産量は2008年に1,000万トンに達しましたが、実際の生産量はわずか535万トンであり、重要な理由の1つはニッケルの供給不足です。
現在、硫化ニッケル鉱石から約60%のニッケルが抽出されていますが、硫化ニッケル資源は急速に減少しており、採掘深さが深まる一方で品質は低下しており、抽出の難易度は高まり、コストは増加しています。ラテライトニッケル鉱石の調査と抽出のコストは低く、酸化ニッケル、ポリジマイト、フェロニッケルを直接生産できるため、ラテライトニッケル鉱石資源を高効率に開発することが本当に急務です。1950年代には、ラテライトニッケル鉱石からニッケルを抽出することが世界のニッケル生産量の10%を占めていましたが、2008年にはこの割合が455に達し、2012年には51万トンと推定され、この割合は51%に増加するはずです。
ラテライトニッケル鉱石からニッケルを抽出するプロセスは、火災プロセスと湿式プロセスに分けることができます。精製プロセス中の消費量と投資が高いため、火法は主に高品質のラテライトニッケル鉱石に使用されます。しかし、湿式プロセスはプロセスが複雑で、流量が長く、設備などの要求が高いにもかかわらず、火災プロセスと比較して、金属の消費量が少なく、回収率が高いという利点があります。特に、大気圧浸出の進展と湿式プロセスの新しい流れの出現により、ラテライトニッケル鉱石の開発と利用の中心は、湿式プロセスの開発と利用の中心を、湿式プロセスの開発と利用の中心に、火プロセスから湿式プロセスに移行しました。
一、世界のラテライトニッケル鉱石資源のカテゴリーと特徴
酸化ニッケル鉱床の上部は、湿式プロセス処理に適した褐色の鉄鉱石ラテライトです。下は、火災プロセスに適したケイ酸マグネシウムニッケル鉱石(主に蛇紋岩)です。中間遷移部は2つの方法に適しています。試算によると、湿式プロセスに適したラテライトニッケル鉱石(褐鉄鉱、ノントロナイト、ターフェイス)の埋蔵量は、火災プロセスに適したラテライトニッケル鉱石(ガルニエライト、フミン鉱石)の2倍以上です。
ラテライトニッケル鉱石資源の段階的な開発と利用に準拠して、人々はその機能とタイプについての新しい知識を持っています:ニューカレドニア、インドネシア、フィリピン、パプアニューギニア、カリブ海地域など、主に赤道近くに分布する湿式プロセスと呼ばれるもの、そのグレードは高く、粘土は処理が容易です。もう1つは乾式プロセスで、主に赤道よりも遠く離れた南半球地域に分布しており、その組成は複雑で、粘土含有量が高く、処理が容易ではありません。
ラテライトニッケル鉱石にはいくつかの異なるタイプがありますが、一般的に見ると。次の文字があります。
1、ニッケル含有量は1.0~3%で、硫化ニッケル鉱石よりも品位が低く、組成が複雑であり、ニッケル含有量が6%を超えるニッケル鉱石精鉱を得ることは困難ですが、ニッケル含有量が低いニッケル鉱石は、単純な冶金プロセスに直接使用することは困難です。
2、成分含有量の変動が大きく、ニッケルなどの有価元素含有量の変化が大きいだけでなく、SiO2、MgO、Fe2O3、Al2O3などの脈石と水の組成変化が大きく、同じ鉱床でも、ラテライト鉱石(Ni、Co、Fe、MgO)の組成は、さまざまな鉱物層の深さに応じて徐々に変化します。
3、コバルトが少なく、硫黄がなく、鉱石に熱価がありません。
4、鉱石の貯蔵量は大きい一方で、地表にあるため収集が容易で、屋外で操作でき、開発に有利です。
二、世界のラテライトニッケル鉱石の開発状況
ニューカレドニアのラテライトニッケル鉱石開発の痕跡から、ラテライトニッケルからの金属ニッケル生産はこれまで100年以上の歴史があります。近年、ステンレス鋼産業におけるニッケルの膨大な需要により、ニッケルを生産する多くの国がラテライトニッケル鉱石の開発と利用を積極的に拡大しています。
ラテライトニッケル鉱石資源が少ないため、中国の一部の大企業は、外国のラテライトニッケル鉱石プロジェクトの投資を拡大する機会を捉えています。現在開発中または開発されている外国のラテライトニッケル鉱石プロジェクトは、1)宝鋼グループと金川グループは、フィリピンのニッケル鉄資源開発に10億米ドルを投資し、2)中国鉱業とキューバは、年間生産量22.5万トンのニッケル生産を設立し、3)CNMCはミャンマーのニッケル鉱石を開発し、その平均グレードのニッケル鉱石は2%で、約70万トンのニッケルが含まれています。4)中国冶金建設(グループ)コーポレーションは、平均品位が約1%のニッケル鉄開発のためにJi'en Nickel Companyと協力しました。5)中国キャンベル鉱物会社は、ミャンマーのMoweitangニッケル鉱石と協力契約を締結しました。 将来のラテライトニッケルプロジェクトでは、湿式プロセスが大きな割合を占め、2012年には、ニッケル総生産量に占める湿式ニッケル生産の割合が62%から80%に増加すると推定されています。
三、湿式プロセスラテライトニッケル鉱石の精製技術状況
1、焙煎の低減 - アンモニア浸出プロセス(RRAL)
焙煎の低減 - アンモニア浸出プロセス (RRAL) はカーソンによって開発されたため、カロン プロセスと呼ばれます。Guba Nijialuoニッケルプラントは、ニッケルラテライト高マグネシウムを処理するために還元焙煎-アンモニア浸出プロセスを利用しており、アンモニアアルカリ浸出法を利用して1.4%Ni、8%MgO、14%SiO2の典型的な鉱物組成を処理するのに適しています。
ニッケル掘削浸出率を改善するために、アメリカ鉱物局は焙煎を減らす新しいプロセスを開発しました - アンモニア浸出プロセスとその略語はUSBMです。この方法の重要性は、FeS2 を加えて粒子を作り、純粋な一酸化炭素を利用して還元することです。
2、硫酸加圧酸浸出プロセス(HPAL)
硫酸加圧酸浸出プロセスは、下級マグネシアを含む褐色鉄鉱石タイプのラテライト鉱石の処理に適しており、加圧酸浸出プロセスの原理は次の図のように、このプロセスの最大の利点は、金属の還元率が90%以上に達する可能性があることです。
写真1:加圧酸浸出プロセスの原理のプロセスフロー
この技術は 20 世紀の 50 年代から始まります。まず、キューバモア湾鉱石のA-MAX-PAL技術と呼ばれるために使用されます。その後、70年代にオーストラリアQNI社はヤブラニッケル工場を設立し、酸浸出プロセスでラテライトニッケル鉱石をインドネシア、オーストラリアのクイーンズランド州に処理しました。1998年下半期、オーストラリアのMurrin、Cawse、Bulongは、ラテライト鉱石の酸浸出を加圧する新しいプロセスを利用して、開発プロジェクトを稼働させ、大きな注目を集めました。これら 3 つのプロセスの酸加圧浸出技術は、Cuba Mo'ao Company に似ており、Mo'ao Company の垂直オートデイブを水平オートデイブに置き換えるだけです。ただし、リターンプログラムには以下の違いがあります。
1、Cawse プロセスでは、混合金属水酸化物を高圧リキシビウムから沈殿させ、アンモニアを利用して浸出し、溶媒の枯渇と電着を行います。
2、Bulongプロセスでは、H2Sを利用して高圧lixiviumから混合硫化物を沈殿させ、好気性条件下で硫化物を析出させ、溶媒枯渇、水素還元、打錠などを行います。
3、Murrinプロセスでは、高圧lixiviumからの溶媒の枯渇と電着を直接行います。
これら3つのラテライトニッケルプラントの資源、年間生産量、達成率、および設計生産量をフォーム3に示します。フォーム3から見ると、オーストラリアの3つのラテライト鉱石HPALプロジェクトのプロセスはあまり満足のいくものではなく、Cawseだけで設計生産の74%に達する可能性があり、製造コストは4.1米ドルから1.54米ドルに削減されます。ムリンの生産量は設計生産量の1/3であるが、何度も押し付ける状況下でこの条件に達し、技術と資金の問題により、2004年にブロン工場が倒産を余儀なくされる。
形式3 西オーストラリア州HAPLニッケル工場3基の簡易状況
これら3つのプロジェクトの技術、機械設計、コスト計算には、たとえば、機器で選択された材料が適切でない、構成が接合部から外れているなど、多くの問題があります。これら3つのプロジェクトは、期待した目標には達していませんが、それらの立ち上げは、加圧酸浸出技術の開発に関する貴重な経験を提供しました。
3、湿式プロセスのその他の流れ
大気圧浸出(AL):鉄含有量が低く、マグネシア含有量が高いラテライトニッケル鉱石の処理に適しています。現在、スカイ資源会社は、グアテマラのラテライト鉱石開発のための大気圧浸出の開発を研究しており、褐鉱石から浸出した残留酸と、腐植土鉱石の組成に使用されるrubinglimmerの沈殿後に放出される酸です。
ダンプ浸出:主に腐植土鉱石に適しています。ダンプ浸出技術を利用すると、3か月でニッケルの浸出率が75%以上、コバルトの浸出率が60%以上に達する可能性があることを示す豊富な結果。ヨーロッパのニッケル会社は現在、ターンキーで大規模な浸出実験を行っており、ニッケルとコバルトを抽出する最初のダンプ浸出プラントを設置する予定です。
マイクロ波焼結-加圧浸出法:ミクロン波焼結で鉱物の結晶格子を乱し、低温で加圧して浸出させ、鉄イオンをヘマタイトタイプとして析出させ、浸出を強化し、高圧酸浸出の温度と圧力を下げます。
塩化物の偏析 - アンモニアの浸出:炭素質還元剤と塩素化剤(塩化ナトリウムまたは塩化カルシウム)を加え、金属または弱い脱酸雰囲気で加熱し、貴重な金属を鉱石から揮発させる一方で、炭素粒子の表面を金属粒子に還元します。その後、焙煎された製品はアンモニア浸出で直接処理されます。Wang Chengyan はこの方法を利用して Yuanjiang pin の酸化ニッケル鉱石を処理し、テスト結果は、ニッケルの浸出率が 80% 以上であるのに対し、コバルトの浸出率は 50% 以上です。
生物浸出:微生物の酸化還元により、低品位の鉱石から金属を効果的に溶解させます。カストロなどは生物浸出を研究しています。サンプルはAcesita鉱物会社から来ており、その化学組成は43.2%SiO2、0.09%Niです。粉砕された粒径は147μm未満である必要がありますが、ミネラル浸出では5種類の異種栄養補助性物質を利用します。浸出条件は、鉱物サンプルの重量が5kg(121°C以下で滅菌済み)、微生物を含む媒体があり、温度が30°C、ボトルの回転速度が200r/min、Niの浸出速度が80%以上であることです。
