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1、國外紅土鎳礦冶煉技術(shù)“各有千秋”常見的紅土鎳礦冶煉處理工藝主要有濕法工藝和火法工藝。濕法工藝是使用硫酸、鹽酸或者氨水溶液作為浸出劑，浸出紅土鎳礦中的鎳和鈷金屬離子。常見的濕法處理工藝有高壓酸浸工藝（HPAL）、常壓酸浸工藝（PAL）和氨浸工藝（Caron）。硅鎂質(zhì)型紅土鎳礦中鎂含量高，浸出過程酸耗大，目前較多采用火法工藝處理。常用的紅土鎳礦火法處理工藝有：電爐溶煉、高爐鎳鐵工藝、硫化熔煉等。目前國外大部分采用濕法工藝冶煉紅土鎳礦。美國：新型還原焙燒－氨浸法回收率提高還原焙燒-氨浸工藝又稱為Car
2、on流程，屬于濕法冶煉工藝。其主要流程為：礦石經(jīng)破碎、篩分后在多膛爐或回轉(zhuǎn)窯中進(jìn)行選擇性還原焙燒，還原焙砂用氨-碳酸銨溶液進(jìn)行逆流浸出，經(jīng)濃密機(jī)處理后得到的浸出液經(jīng)凈化、蒸氨后產(chǎn)出碳酸鎳漿料，再經(jīng)回轉(zhuǎn)窯干燥和煅燒后，得到氧化鎳產(chǎn)品，并用磁選法從浸出渣中選出鐵精礦。焙燒過程采用的還原劑主要是煤或還原性氣體，其主要目的是將礦石中的鎳和鈷還原，而三價鐵大部分被還原為磁性的Fe3O4，少數(shù)被還原成金屬鐵。氨浸的主要目的是將焙砂中的鎳和鈷以絡(luò)氨離子的形式進(jìn)入溶液，而鐵、鎂等主要雜質(zhì)仍以單質(zhì)或氧化物的形式留
3、在浸出渣中，從而實現(xiàn)鎳、鈷與鐵等雜質(zhì)的初步分離。該工藝的優(yōu)點是常壓操作，浸出液雜質(zhì)含量較少，浸出劑中的氨可回收；主要缺點是鎳、鈷回收率較低，鎳的回收率為75%~80%，鈷的回收率低于50%。截止到目前,全球只有少數(shù)幾家工廠采用該法處理紅土鎳礦。為提高鎳、鈷回收率，美國礦物局最近發(fā)展了還原焙燒－氨浸法處理紅土礦回收鎳的新流程，簡稱USBM法。該法的要點在于還原焙燒前加入了黃鐵礦（FeS2）進(jìn)行制粒，還原時用的是純CO。浸出液用LIX64-N作為萃取劑實現(xiàn)鈷、鎳分離，整個系統(tǒng)為閉路循環(huán)，有效地利用了
4、資源。據(jù)報道，用該法處理含鎳1%、鈷0.2%的紅土礦時，鎳、鈷的回收率分別為90%和85%。若處理含鎳0.53%、鈷0.06%的低品位紅土礦時，鈷的回收率亦能達(dá)到76%。與原來的氨浸工藝相比較，新工藝大大提高了鎳鈷的回收率，降低了過程的能耗。澳大利亞和古巴：硫酸加壓酸浸法回收率高硫酸加壓酸浸工藝適合處理含氧化鎂低的褐鐵礦型紅土礦，此流程最大的優(yōu)勢在于金屬的回收率都能達(dá)到90%以上。該技術(shù)首次用于古巴毛阿灣鎳廠，被稱為A-MAX-PAL技術(shù)。古巴毛阿灣鎳廠采用加壓酸浸法處理低氧化鎂含鎳紅土礦，其是
5、世界上唯一采用高溫高壓直接酸浸紅土礦提取鎳和鈷的工廠。該廠采用的工藝較先進(jìn)，工廠布置較緊湊，占地面積小，廠內(nèi)環(huán)境清潔。該廠處理的含鎳紅土礦如果在常壓和常溫下用硫酸溶液浸出，那么存在于礦石中大量的鐵（該礦含68%氧化鐵）容易進(jìn)入含鎳和鈷的溶液。然而，采用同樣濃度的硫酸溶液，在高溫高壓（246℃，3.6MPa）下浸出，鐵只有少量進(jìn)入溶液中而鎳和鈷的浸出率都超過95%。礦石中堿性氧化物的含量相當(dāng)?shù)?，無須消耗大量的硫酸中和礦石中含量高的堿性氧化物。加壓浸出硫酸用量為每噸干精礦量的22.5%，浸出渣含鐵5
6、1%，可作為煉鐵原料。浸出液送沉淀高壓釜（118℃～121℃，壓力為1MPa），通H2S沉淀出鎳、鈷、銅等硫化物沉淀，產(chǎn)出含Ni55%、Co5.9%、Cu1.0%的硫化物精礦，送精煉廠用于進(jìn)一步精煉。由于約70%的紅土礦資源屬于褐鐵礦型，高壓酸浸技術(shù)廣受關(guān)注，在技術(shù)上得到了較多改進(jìn)。從2000年以來，幾家大公司，包括必和必拓、巴西國有礦業(yè)公司（CVRD）、加拿大的鷹橋公司（FalconBridge）等都進(jìn)行了該技術(shù)的開發(fā)研究。必和必拓公司和巴西國有礦業(yè)公司都傾向于用新流程生產(chǎn)混合硫化物或氫氧化物
7、。鷹橋公司采用了兩步溶劑萃取法，鎳從硫酸介質(zhì)轉(zhuǎn)入鹽酸介質(zhì)，然后將溶液高溫水解，得到氧化鎳產(chǎn)品和鹽酸，鹽酸可循環(huán)利用。澳大利亞的莫林莫林（MurrinMurrin）、科斯（Cawse）和布隆（Bulong）3家公司采用加壓酸浸新工藝的紅土礦開發(fā)項目陸續(xù)投產(chǎn)運營，引起很大的關(guān)注。這3家企業(yè)采用的酸性加壓浸出技術(shù)與古巴莫奧公司生產(chǎn)中應(yīng)用的工藝相近，只不過用臥式高壓釜取代了莫奧公司的立式高壓釜而已。然而，回收步驟有以下區(qū)別：第一，在Cawse工藝中，混合氫氧化物是從高壓浸出液中沉淀出來的，然后用氨浸出它
8、們，接著再進(jìn)行溶劑萃取和電積；第二，在Bulong工藝中，用H2S從高壓浸出液中沉淀出混合硫化物，然后在有氧條件下浸出硫化物，接著再進(jìn)行溶劑萃取、氫還原、壓片等作業(yè)；第三，在Murrin工藝中，直接對高壓浸出液進(jìn)行溶劑萃取和電積。而SGSLakefileld公司研究出一種高壓酸浸方案，其特點為：在高壓釜內(nèi)加入元素硫和氧，就地產(chǎn)生硫酸。這就不必在礦漿進(jìn)入高壓釜前進(jìn)行預(yù)熱，從而顯著節(jié)約了設(shè)備成本。加拿大：鹽酸常壓浸出工藝實現(xiàn)試劑循環(huán)使用鎳紅土礦鹽酸常壓浸出比較成熟的工藝是加拿大切斯巴爾資源公司(Ch
