栏目: 其他说说 来源: www.jsqq.net 时间: 2022-09-02 00:00
镍的产业链相对复杂,工艺路线交错的环节很多,牵一发而动全身。最近大家问的最多的问题可能就是镍铁能生产高冰镍吗?中间品生产硫酸镍跟镍豆生产硫酸镍差异在哪?镍豆跟镍板之间的产线是一样的吗,可以互相转换吗?……当工艺问题跟市场经济性问题混杂的时候,大家就很难去判断一些消息出来后会有哪些环节受到影响,比如这两天热议的问题。红土镍矿到高冰镍这条通道完全打通并规模化生产后会对镍价有什么影响?那最首要要了解的就是高冰镍是什么?它主要用什么生产,又用来生产什么?它之前为什么没有生产等等问题,这篇文章我们不谈市场,只聊工艺。我们总结了很多前人的文章和生产经验,给出了一个相对全面的镍产业链大多数产品的生产工艺流程,希望能对大家有所帮助。
1.镍产业链总览
2.红土镍矿及硫化镍矿冶炼区别
镍属于亲铁元素,在地球中的含量仅次于硅、氧、铁、镁,居第5位。在地核中含镍最高,是天然的镍铁合金。在地壳中铁镁质岩石含镍高于硅铝质岩石,例如橄榄岩含镍为花岗岩的1000倍,辉长岩含镍为花岗岩的80倍。已知含镍矿物约50余种。其中硫化物,如镍黄铁矿、紫硫镍铁矿等游离硫化镍形态存在,有相当一部分镍以类质同象赋存于磁黄铁矿中。而氧化镍矿中,镍红土矿含铁高,含硅镁低,含镍为1%~2%;硅酸镍所含铁低,含硅镁高,含镍为1.6%~4.0%。氧化镍矿的开发利用是以镍红土矿为主,它是由超基性岩风化发展而成的,镍主要以镍褐铁矿(很少结晶到不结晶的氧化铁)形式存在。Ni2+具强烈亲硫性。在岩浆结晶早期,在镍含量一定的前提下,镍在岩石中的富集程度取决于硫的逸度。当有足够的硫时,镍与硫及似硫物(砷、锑)形成含镍硫化物,在硅酸矿物结晶前分离出来,形成镍的硫(或砷)化物(如针镍矿、磁黄铁矿、镍黄铁矿、红砷镍矿、砷镍矿、镍华)。通常所谓的镁硅镍矿(即硅酸镍矿)是从蛇纹石到类似粘土的水蛇纹石与皂石等镁矿物的一系列混合物的总称,在氧化作用条件下,部分镁被镍置换。氧化镍和硫化镍一样,已成为镍的重要来源①。镍矿石主要就分硫化铜镍矿和氧化镍矿,两者的选矿和冶炼工艺完全不同:
2.1硫化镍矿
铜镍矿以浮选法为主要选矿方式,浮选跟磁选为辅助。工艺流程选择根据原料类型、成分和对产品的要求而定。硫化矿大部分采用造锍熔炼,即将各种硫化镍矿采用不同的火法冶金工艺炼成低镍锍,再将低镍锍用转炉吹炼成高镍锍,即硫化镍和硫化铜的合金。高镍锍再经镍精炼厂的不同精炼方法生产出不同的镍产品,除了生产高冰镍之外,芬兰的Terrafame利用生物堆浸法生产MSP,再加工成下游产品,冶炼的具体细节问题下文详述。
2.2红土镍矿
氧化镍矿的冶炼方法同样可以分为火法冶炼跟湿法冶炼两类。其中火法冶炼可以再分为镍铁工艺跟还原造硫工艺,火法冶炼适合处理硅镁含量较高的镍矿,优点是适应性好,回收率较高,缺点是能耗较大;湿法常用的方法主要为HPAL高压酸浸法,氨浸法较为少见,红土镍矿湿法冶炼的优点是能耗低,回收率高,但前期投资成本大,投建周期长。
红土镍矿全球储量远高于硫化镍矿,因此近年来红土镍矿冶炼的工艺发展重视程度逐步增加,尤其近两年随着新能源方向的发展,湿法冶炼工艺的投建如火如荼。
1.火法冶炼的两种工艺镍铁工艺跟还原造硫工艺。镍铁工艺国内常见的就是RKEF工艺、EF工艺及BF工艺,他们针对的矿石品位不同,这个部分我们后面降到镍铁冶炼流程的时候会细致说明;而另一种还原造硫工艺生产的产物为镍锍,同硫化镍矿生产的镍锍基本是一样的,这种工艺也是近期再次被关注的一种工艺,详述见下文。
2.湿法冶炼两种工艺氨浸工艺和高压酸浸工艺。氨浸工艺一般只适合处理表层红土矿,像镁铝含量低高铁型的矿则适合高压酸浸工艺生产。