公開時間:December 17, 2019
概要:硫化ニッケル鉱石の資源削減に伴い、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で開発することが非常に急務です。本稿では、世界のラテライトニッケル鉱石資源の特徴と国内の発展状況を紹介し、伝統的なウェットプロセスの生産プロセスと進捗状況について解説する。大気圧浸出&細菌浸出など 新しい浸出プロセスは、シンプルなプロセス、低消費、操作を制御するのが容易、低投資などの特性を持っています。
キーワード: ラテライト・ニッケル鉱石 湿式精製技術開発状況
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種類に分けることができ、ラテライトニッケル鉱石の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リーディングにより、世界のニッケル需要は増加を続け、中国のステンレス鋼生産量は2008年に1000万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、品質は低下していますが、採掘深度は深化しており、抽出の困難さは増し、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成できるため、ラテライトニッケル鉱石資源を効率的に開発することは非常に急務です。1950年代には、ラテライトニッケル鉱石からのニッケル抽出は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510,000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多いため、ファイアプロセス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、フローが長く、機器に対する要求が高いなど、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、大気圧浸出の進行とウェットプロセスの新たな流れの出現により、ラテライトニッケル鉱石の開発と利用の中心は、ウェットプロセスの開発の数十年間で火災プロセスからウェット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性
酸化ニッケル鉱物鉱床の上部は、湿式プロセス処理に適した褐色鉄鉱石ラテライトです。下部は、火のプロセスに適したマグネシウムケイ酸ニッケル鉱石(主に蛇紋岩)です。中間トランジションセクションは、2つの方法に適しています。推定によると、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、腐植鉱石)の2倍以上です。
ラテライトニッケル鉱石資源の漸進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:主にニューカレドニア、インドネシア、フィリピン、パプアニューギニア、カリブ海地域などの近くの赤道を分布するウェット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。もう一つは乾式プロセスで、主に赤道より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種類がありますが、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%であり、そのグレードは硫化ニッケル鉱石よりも低く、組成はより複雑であり、6%を超える高いニッケル含有量のニッケル鉱石濃縮物を得ることは困難ですが、一方、ニッケル含有量の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、ニッケルなどの貴重な元素含有量の変化だけでなく、SiO2、MgO、Fe2O3、Al2O3、水などの脈石の組成変化が大きく、同じ鉱物床でも、ラテライト鉱石(Ni、Co、Fe、MgO)の組成は、異なる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、鉱石に熱量はありません。
4、鉱石の貯蔵は大きいですが、地球の表面にあり、収集が容易で、野外で操作でき、開発に利点があります。
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印から、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、ステンレス鋼産業のためのニッケルの巨大な要求のために、ニッケルを生産する多くの国は積極的にラテライトニッケル鉱石の開発そして利用を拡大します。
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つかんでいます。現在開発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Minmetalsとキューバは、年間22.5千トンのニッケル生産、3)CNMCは、ミャンマーのニッケル鉱石を開発し、ニッケル鉱石の平均グレードは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、平均グレードが約1%のニッケル鉄開発のためにJi'enニッケル会社と協力しました。5)中国のキャンベル鉱物会社は、ミャンマーのMoweitangニッケル鉱石との協力などの契約に署名しました。 将来のラテライトニッケルプロジェクトでは、ウェットプロセスが大きな割合を占め、2012年になると推定され、総ニッケル生産量に占めるウェットプロセスニッケル生産の割合は62%から80%に増加します。
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、焙煎の削減-アンモニア浸出プロセス(RRAL)
焙煎の削減 - 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ているため、キャロンプロセスと呼ばれています。Guba Nijialuoニッケル工場は、焙煎の削減を利用しています - ニッケルラテライト高マグネシウムを処理するためのアンモニア浸出プロセスは、1.4%Ni、8%MgO、14%SiO2である典型的な鉱物組成を処理するためにアンモニアアルカリ浸出法を利用するのに適した半世紀以上行われています。
ニッケルの鋭い浸出率を改善するために、アメリカの鉱物局は焙煎を減らす新しいプロセスを開発した - アンモニアの浸出プロセスおよび略語はUSBMである。この方法の重要性は、FeS2を添加して穀物を作り、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)
酸の浸出プロセスを加圧する硫酸は、低マグネシアを含む茶色の鉄鉱石のタイプラテライト鉱石を扱うために適しています、酸の浸出プロセスを加圧する原則は次の図の通りです、このプロセスの最大の利点は金属のリターン率が90%以上に達することができることです、
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、A-MAX-PAL技術と呼ばれるキューバモア湾の鉱石に使用されます。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、ニューカレドニア、インドネシア、オーストラリアのクイーンズランド州でラテライトニッケル鉱石を処理する酸浸出プロセスを行っています。1998年の後半に、オーストラリアのMurrin、Cawse、Bulongは、開発プロジェクトが動作し、大きな注目を集めるために、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います。これら3つのプロセスの酸加圧浸出技術は、キューバMo'ao社と似ていますが、Mo'ao社の垂直autodaveを置き換えるために水平autodaveを利用しています。ただし、リターンプログラムには次の違いがあります。
1、Cawseプロセスでは、混合金属水酸化物が高圧リキシビウムから沈殿し、アンモニアがそれらを浸出させ、その後、溶媒の枯渇と電気堆積を行います。
2、Bulongプロセスでは、H2Sを利用して高圧リキシビウムから混合硫化物を沈殿させ、好気性条件下で硫化物を液化し、溶媒消耗、水素還元、傾斜などを行います。
3、ムリン法では、高圧リキシビウムから直接溶媒の枯渇と電着を行います。
これら3つのラテライトニッケル工場の資源、年間生産量、達成率、および設計生産をフォーム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、カウズは設計生産の74%に達することができ、製造コストは4.1米ドルから1.54米ドルに減少しました。ムリンの生産は設計生産の1/3であるが、この状況は再び押し上げられる状況下で到達し、ブロン工場は技術と資金の問題により2004年に破産を余儀なくされた。
フォーム3:西オーストラリアの3つのHAPLニッケル工場の単純な状況
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、機器に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された目標には達していませんが、それらの設立は、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、湿式プロセスの他の流れ
大気圧浸出(AL):鉄含有量が少なく、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、褐色鉱石から浸出された残留酸と、腐植土鉱石の組成に使用されるルービングリマー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。豊富な結果は、ダンプ浸出技術を利用して、3ヶ月でニッケルの浸出率は75%以上に達する可能性があり、コバルトの浸出率は60%以上に達する可能性があることを示しています。ヨーロピアン・ニッケル社は、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ある。
マイクロ波焼結-加圧浸出方法:鉱物の結晶格子を乱すためにマイクロ波焼結を行い、その後、低温下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沈殿させ、浸出を強化し、高圧酸浸出の温度と圧力を低下させます。
塩化物の分離-アンモニア浸出:ある炭素質の減力剤および塩素化の代理店(塩化ナトリウムかカルシウム塩化物)、貴重な金属を鉱石からの揮発させるneturalまたは弱いdeoxidationの大気の熱を加えて、その間金属粒であるカーボン穀物の表面を減らします。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ピンのニッケル酸化物鉱石を処理し、試験結果は次のとおりです:ニッケルの浸出率は80%を超え、コバルトの浸出率は50%を超えています。
バイオリーチング: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。カストロ等はバイオリーチングの研究を行ってきました。サンプルはアセシータ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未満であるべきですが、ミネラル浸出は5種類の補助ヘテロトロフを利用します。浸出条件は次のとおりです:ミネラルサンプルの重量は5kg(121°C未満で滅菌済み)、微生物を含む媒体があり、温度は30°Cである必要があり、ボトルの回転速度は200r / minであり、Niの浸出率は80%以上です。
キーワード: ラテライト・ニッケル鉱石 湿式精製技術開発状況
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種類に分けることができ、ラテライトニッケル鉱石の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リーディングにより、世界のニッケル需要は増加を続け、中国のステンレス鋼生産量は2008年に1000万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、品質は低下していますが、採掘深度は深化しており、抽出の困難さは増し、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成できるため、ラテライトニッケル鉱石資源を効率的に開発することは非常に急務です。1950年代には、ラテライトニッケル鉱石からのニッケル抽出は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510,000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多いため、ファイアプロセス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、フローが長く、機器に対する要求が高いなど、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、大気圧浸出の進行とウェットプロセスの新たな流れの出現により、ラテライトニッケル鉱石の開発と利用の中心は、ウェットプロセスの開発の数十年間で火災プロセスからウェット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性
酸化ニッケル鉱物鉱床の上部は、湿式プロセス処理に適した褐色鉄鉱石ラテライトです。下部は、火のプロセスに適したマグネシウムケイ酸ニッケル鉱石(主に蛇紋岩)です。中間トランジションセクションは、2つの方法に適しています。推定によると、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、腐植鉱石)の2倍以上です。
ラテライトニッケル鉱石資源の漸進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:主にニューカレドニア、インドネシア、フィリピン、パプアニューギニア、カリブ海地域などの近くの赤道を分布するウェット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。もう一つは乾式プロセスで、主に赤道より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種類がありますが、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%であり、そのグレードは硫化ニッケル鉱石よりも低く、組成はより複雑であり、6%を超える高いニッケル含有量のニッケル鉱石濃縮物を得ることは困難ですが、一方、ニッケル含有量の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、ニッケルなどの貴重な元素含有量の変化だけでなく、SiO2、MgO、Fe2O3、Al2O3、水などの脈石の組成変化が大きく、同じ鉱物床でも、ラテライト鉱石(Ni、Co、Fe、MgO)の組成は、異なる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、鉱石に熱量はありません。
4、鉱石の貯蔵は大きいですが、地球の表面にあり、収集が容易で、野外で操作でき、開発に利点があります。
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印から、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、ステンレス鋼産業のためのニッケルの巨大な要求のために、ニッケルを生産する多くの国は積極的にラテライトニッケル鉱石の開発そして利用を拡大します。
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つかんでいます。現在開発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Minmetalsとキューバは、年間22.5千トンのニッケル生産、3)CNMCは、ミャンマーのニッケル鉱石を開発し、ニッケル鉱石の平均グレードは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、平均グレードが約1%のニッケル鉄開発のためにJi'enニッケル会社と協力しました。5)中国のキャンベル鉱物会社は、ミャンマーのMoweitangニッケル鉱石との協力などの契約に署名しました。 将来のラテライトニッケルプロジェクトでは、ウェットプロセスが大きな割合を占め、2012年になると推定され、総ニッケル生産量に占めるウェットプロセスニッケル生産の割合は62%から80%に増加します。
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、焙煎の削減-アンモニア浸出プロセス(RRAL)
焙煎の削減 - 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ているため、キャロンプロセスと呼ばれています。Guba Nijialuoニッケル工場は、焙煎の削減を利用しています - ニッケルラテライト高マグネシウムを処理するためのアンモニア浸出プロセスは、1.4%Ni、8%MgO、14%SiO2である典型的な鉱物組成を処理するためにアンモニアアルカリ浸出法を利用するのに適した半世紀以上行われています。
ニッケルの鋭い浸出率を改善するために、アメリカの鉱物局は焙煎を減らす新しいプロセスを開発した - アンモニアの浸出プロセスおよび略語はUSBMである。この方法の重要性は、FeS2を添加して穀物を作り、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)
酸の浸出プロセスを加圧する硫酸は、低マグネシアを含む茶色の鉄鉱石のタイプラテライト鉱石を扱うために適しています、酸の浸出プロセスを加圧する原則は次の図の通りです、このプロセスの最大の利点は金属のリターン率が90%以上に達することができることです、
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、A-MAX-PAL技術と呼ばれるキューバモア湾の鉱石に使用されます。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、ニューカレドニア、インドネシア、オーストラリアのクイーンズランド州でラテライトニッケル鉱石を処理する酸浸出プロセスを行っています。1998年の後半に、オーストラリアのMurrin、Cawse、Bulongは、開発プロジェクトが動作し、大きな注目を集めるために、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います。これら3つのプロセスの酸加圧浸出技術は、キューバMo'ao社と似ていますが、Mo'ao社の垂直autodaveを置き換えるために水平autodaveを利用しています。ただし、リターンプログラムには次の違いがあります。
1、Cawseプロセスでは、混合金属水酸化物が高圧リキシビウムから沈殿し、アンモニアがそれらを浸出させ、その後、溶媒の枯渇と電気堆積を行います。
2、Bulongプロセスでは、H2Sを利用して高圧リキシビウムから混合硫化物を沈殿させ、好気性条件下で硫化物を液化し、溶媒消耗、水素還元、傾斜などを行います。
3、ムリン法では、高圧リキシビウムから直接溶媒の枯渇と電着を行います。
これら3つのラテライトニッケル工場の資源、年間生産量、達成率、および設計生産をフォーム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、カウズは設計生産の74%に達することができ、製造コストは4.1米ドルから1.54米ドルに減少しました。ムリンの生産は設計生産の1/3であるが、この状況は再び押し上げられる状況下で到達し、ブロン工場は技術と資金の問題により2004年に破産を余儀なくされた。
フォーム3:西オーストラリアの3つのHAPLニッケル工場の単純な状況
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、機器に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された目標には達していませんが、それらの設立は、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、湿式プロセスの他の流れ
大気圧浸出(AL):鉄含有量が少なく、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、褐色鉱石から浸出された残留酸と、腐植土鉱石の組成に使用されるルービングリマー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。豊富な結果は、ダンプ浸出技術を利用して、3ヶ月でニッケルの浸出率は75%以上に達する可能性があり、コバルトの浸出率は60%以上に達する可能性があることを示しています。ヨーロピアン・ニッケル社は、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ある。
マイクロ波焼結-加圧浸出方法:鉱物の結晶格子を乱すためにマイクロ波焼結を行い、その後、低温下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沈殿させ、浸出を強化し、高圧酸浸出の温度と圧力を低下させます。
塩化物の分離-アンモニア浸出:ある炭素質の減力剤および塩素化の代理店(塩化ナトリウムかカルシウム塩化物)、貴重な金属を鉱石からの揮発させるneturalまたは弱いdeoxidationの大気の熱を加えて、その間金属粒であるカーボン穀物の表面を減らします。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ピンのニッケル酸化物鉱石を処理し、試験結果は次のとおりです:ニッケルの浸出率は80%を超え、コバルトの浸出率は50%を超えています。
バイオリーチング: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。カストロ等はバイオリーチングの研究を行ってきました。サンプルはアセシータ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未満であるべきですが、ミネラル浸出は5種類の補助ヘテロトロフを利用します。浸出条件は次のとおりです:ミネラルサンプルの重量は5kg(121°C未満で滅菌済み)、微生物を含む媒体があり、温度は30°Cである必要があり、ボトルの回転速度は200r / minであり、Niの浸出率は80%以上です。