Điện thoại: +86-513-88755311 E-mail:pf@pengfei.com.cn
Tóm tắt: Tuân thủ việc giảm tài nguyên quặng niken sunfua, việc phát triển quặng niken niken một cách hiệu quả cao chiếm 72% tài nguyên niken trên toàn thế giới thực sự cấp bách. Bài viết này giới thiệu các đặc điểm của tài nguyên quặng đá ong-niken trên toàn thế giới và tình hình phát triển trong nước và giải thích quy trình và tiến độ sản xuất quy trình ướt truyền thống. Rửa trôi áp suất khí quyển và rửa trôi vi khuẩn, v.v. Quá trình rửa trôi mới có đặc điểm là quy trình đơn giản, tiêu thụ thấp, dễ kiểm soát hoạt động và đầu tư thấp, v.v., chúng sẽ có tiền cảnh phát triển rất tốt.
Từ khóa: tình trạng phát triển công nghệ tinh chế quá trình ướt quặng laterit-niken
 
Theo nguồn gốc địa chất, quặng niken có thể được chia thành hai loại: quặng niken sunfua loại magma và quặng niken đá ong-niken loại phong hóa, trong khi trữ lượng quặng niken đá ong chiếm 72% tài nguyên niken trên toàn thế giới. Trong những năm gần đây, do ngành công nghiệp thép không gỉ dẫn đầu, nhu cầu niken trên toàn thế giới không ngừng tăng, sản lượng thép không gỉ của Trung Quốc đã đạt 10 triệu tấn vào năm 2008, trong khi sản lượng thực tế chỉ là 5,35 triệu tấn và một trong những nguyên nhân quan trọng là nguồn cung niken thiếu hụt.
     
Hiện tại, khoảng 60% niken được khai thác từ quặng niken sunfua trong khi tài nguyên niken sunfua đang giảm nhanh, chất lượng giảm trong khi độ sâu khai thác ngày càng sâu, khó khai thác ngày càng tăng và chi phí ngày càng tăng. Trong khi chi phí điều tra và khai thác quặng laterit-niken thấp hơn, có thể trực tiếp sản xuất niken oxit, polydymit và ferronickel, do đó, việc phát triển hiệu quả cao tài nguyên quặng laterit-niken thực sự cấp bách. Vào những năm 1950, khai thác niken từ quặng laterit-niken chiếm 10% sản lượng niken trên toàn thế giới, trong khi năm 2008, tỷ lệ này đã đạt 455 và năm 2012, ước tính là 510.000 tấn, tỷ lệ này sẽ tăng lên 51%。
Quá trình chiết xuất niken từ quặng laterit-niken có thể được chia thành quá trình nung và quá trình ướt. Do mức tiêu thụ và đầu tư cao trong quá trình tinh chế, quá trình chữa cháy chủ yếu được sử dụng cho quặng laterit-niken chất lượng cao. Tuy nhiên, mặc dù quá trình ướt có quy trình phức tạp, lưu lượng dài và yêu cầu cao về thiết bị, v.v., so với quy trình cháy, nó có ưu điểm là tiêu thụ thấp hơn và tỷ lệ thu hồi kim loại cao. Đặc biệt là sự tiến bộ của quá trình rửa trôi áp suất khí quyển và sự xuất hiện của dòng chảy mới của quá trình ướt làm cho trung tâm phát triển và sử dụng quặng laterit-niken đã chuyển sang quá trình ướt từ quá trình cháy trong suốt hàng chục năm phát triển của quá trình ướt.
   
一 、 Các loại và đặc điểm của tài nguyên quặng đá ong-niken trên toàn thế giới
Phần trên của mỏ khoáng niken oxit là đá ong quặng sắt nâu thích hợp để xử lý quá trình ướt; Thấp hơn là quặng niken axit silicic magiê (chủ yếu là serpentinite) thích hợp cho quá trình cháy. Phần chuyển tiếp giữa phù hợp với hai phương pháp. Theo ước tính, trữ lượng quặng niken đá ong (limonit, nontronit, turface) thích hợp cho quá trình ướt gấp hơn hai lần so với (garnierit, quặng humic) thích hợp cho quá trình nung.
Tuân thủ sự phát triển dần dần và sử dụng tài nguyên quặng niken đá ong, con người có kiến thức mới về chức năng và loại của nó: một quy trình được gọi là quá trình ướt chủ yếu phân bố ở đường xích đạo lân cận, chẳng hạn như New Caledonia, Indonesia, Philippines, Papua New guinea, Khu vực Caribe, cấp độ của nó cao hơn, đất sét ít hơn dễ xử lý; Loại còn lại là quá trình khô, chủ yếu phân bố ở khu vực Nam bán cầu xa xích đạo, và thành phần của nó phức tạp, hàm lượng đất sét cao hơn không dễ xử lý.
Mặc dù quặng niken đá ong có một số loại khác nhau, nhưng nhìn từ tổng quát; Chúng có các ký tự sau:
1 、 Hàm lượng niken là 1,0 ~ 3%, cấp độ của nó thấp hơn và thành phần phức tạp hơn quặng Niken sunfua, và rất khó để đạt được Quặng Niken cô đặc với hàm lượng niken cao hơn trên 6%, trong khi quặng niken có hàm lượng niken thấp hơn khó được sử dụng trực tiếp cho quá trình luyện kim đơn giản.
2 、 Sự dao động của hàm lượng thành phần lớn hơn, không chỉ sự thay đổi của hàm lượng nguyên tố có giá trị như niken lớn hơn, trong khi đó sự thay đổi thành phần của gangue như SiO2 、 MgO 、 Fe2O3 、 Al2O3 và nước lớn hơn, ngay cả trong cùng một tầng khoáng, thành phần của quặng đá ong (Ni, Co, Fe & MgO) sẽ dần dần thay đổi phù hợp với độ sâu của các lớp khoáng khác nhau.
3 、 Có ít coban, không chứa lưu huỳnh, không có giá trị nhiệt trong quặng.
4 、 Kho chứa quặng lớn hơn trong khi nó nằm trên bề mặt trái đất, dễ dàng thu thập và nó có thể được vận hành ngoài trời và nó có lợi thế để phát triển.
二、Tình trạng phát triển của quặng đá ong-niken trên toàn thế giới
Từ dấu ấn của sự phát triển quặng niken laterit của New Caledonia, sản xuất niken kim loại từ niken laterit đã có lịch sử hơn 100 năm cho đến nay. Trong những năm gần đây, do yêu cầu lớn về niken đối với ngành công nghiệp thép không gỉ, nhiều quốc gia sản xuất niken tích cực mở rộng việc phát triển và sử dụng quặng niken laterit.
Do chúng ta có ít tài nguyên quặng niken laterit hơn, một số doanh nghiệp lớn của Trung Quốc đã nắm bắt cơ hội mở rộng đầu tư dự án quặng niken laterit của nước ngoài. Hiện nay, các dự án quặng niken laterit nước ngoài đã phát triển hoặc đã được phát triển là: 1) Tập đoàn Bao-steel và tập đoàn Jinchuan đầu tư 1 tỷ USD để phát triển tài nguyên niken sắt ở Philippines, 2) Trung Quốc Minmetals và Cuba thiết lập sản xuất niken với sản lượng hàng năm là 22,5 nghìn tấn, 3) CNMC phát triển quặng niken Myanmar, loại quặng niken trung bình là 2%, bao gồm khoảng 700 nghìn tấn niken; 4) CÔNG TY CỔ PHẦN XÂY DỰNG LUYỆN KIM TRUNG QUỐC hợp tác với Công ty Niken Ji'en để phát triển sắt niken có loại trung bình khoảng 1%; 5) Công ty khoáng sản Campbell Trung Quốc đã ký hợp đồng với quặng Niken Moweitang Myanmar để hợp tác, v.v.  Trong dự án niken laterite trong tương lai, quy trình ướt chiếm tỷ lệ lớn, và ước tính là năm 2012, tỷ lệ sản xuất niken quy trình ướt trong tổng sản lượng niken sẽ tăng từ 62% lên 80%.
三 、 Tình trạng công nghệ tinh chế quặng đá ong-niken quá trình ướt
1 、 Giảm rang - quá trình rửa trôi amoniac (RRAL)
Quá trình khử rang - quá trình rửa trôi amoniac (RRAL) được phát triển bởi Carson, do đó nó được gọi là quy trình Caron. Nhà máy niken Guba Nijialuo sử dụng quá trình rang khử - rửa trôi amoniac để xử lý niken laterite có hàm lượng magiê cao đã hơn nửa thế kỷ, thích hợp để sử dụng phương pháp rửa trôi Amoniac kiềm để xử lý thành phần khoáng chất điển hình là 1,4% Ni, 8% MgO, 14% SiO2.
Để cải thiện tỷ lệ rửa trôi của khoan niken, cục khoáng sản Hoa Kỳ đã phát triển quy trình mới để giảm quá trình rang - quá trình rửa trôi amoniac và tên viết tắt của nó là USBM. Tầm quan trọng của phương pháp này là bổ sung FeS2 để tạo ra hạt và sử dụng carbon monoxide tinh khiết để khử.
   
2 、 Quy trình rửa trôi axit áp suất axit sunfuric (HPAL)
Quá trình rửa trôi axit áp suất axit sunfuric thích hợp để xử lý quặng đá ong loại quặng sắt nâu bao gồm magie thấp hơn, nguyên lý của quá trình rửa trôi axit điều áp như hình sau, ưu điểm lớn nhất của quá trình này là tỷ lệ hồi lưu của kim loại có thể đạt trên 90%,
Hình 1: Quy trình nguyên lý của quá trình rửa trôi axit áp suất
Công nghệ này bắt đầu từ những năm 50 của thế kỷ 20; đầu tiên nó được sử dụng cho quặng Cuba Moa Bay gọi là công nghệ A-MAX-PAL. Kể từ sau đó, vào những năm 70, Công ty QNI của Úc thành lập nhà máy niken Yabula, quá trình rửa trôi axit xử lý quặng niken laterit ở New Caledonia, Indonesia và Queensland của Úc. Vào nửa cuối năm 1998, Murrin của Úc, Cawse, Bulong sử dụng quy trình rửa trôi axit áp suất mới của quặng laterit để đưa dự án phát triển vào hoạt động và thu hút sự chú ý lớn. Công nghệ rửa trôi áp suất axit cho ba quy trình này tương tự như Công ty Mo'ao của Cuba, chỉ sử dụng autodave ngang để thay thế autodave dọc của Công ty Mo'ao. Tuy nhiên, chương trình trả lại có sự khác biệt sau:
1 、 Trong quy trình Cawse, hydroxit kim loại hỗn hợp được kết tủa từ lixivium áp suất cao, sau đó sử dụng amoniac rửa trôi chúng, sau đó cạn kiệt dung môi và lắng đọng điện.
2 、 Trong quy trình Bulong, sử dụng H2S để kết tủa các sunfua hỗn hợp từ lixivium áp suất cao, sau đó hóa sunfua trong điều kiện hiếu khí, sau đó cạn kiệt dung môi, khử hydro, viên nén, v.v.
3 、 Trong quy trình Murrin, trực tiếp cạn kiệt dung môi và lắng đọng điện từ lixivium áp suất cao.


Các nguồn lực, sản lượng hàng năm, tỷ lệ đạt được và sản xuất thiết kế của ba nhà máy niken đá ong này được thể hiện ở dạng 3. Nhìn từ hình thức 3, quá trình thực hiện dự án ba quặng đá ong HPAL của Úc không mấy khả quan, chỉ riêng Cawse có thể đạt 74% sản lượng thiết kế, chi phí sản xuất giảm từ 4,1 USD xuống còn 1,54 USD; sản lượng của Murrin chiếm 1/3 sản lượng thiết kế, tuy nhiên điều kiện này đạt được trong tình trạng đẩy đi lặp lại, nhà máy Bulong buộc phải phá sản vào năm 2004 do vấn đề công nghệ và vốn.
Mẫu 3: Tình huống đơn giản của ba nhà máy niken HAPL ở Tây Úc
Có rất nhiều vấn đề về công nghệ, thiết kế cơ khí và tính toán chi phí của ba dự án này, ví dụ: vật liệu được chọn trên thiết bị không phù hợp hoặc cấu hình không phù hợp, v.v. Mặc dù ba dự án này chưa đạt được mục tiêu như mong đợi, nhưng việc thành lập chúng đã mang lại những kinh nghiệm quý báu về việc phát triển công nghệ rửa trôi axit áp suất.
    
3 、 Quy trình ướt khác
Rửa trôi áp suất khí quyển (AL): nó thích hợp để xử lý quặng niken laterit bao gồm hàm lượng sắt thấp hơn và hàm lượng magie cao hơn. Hiện tại, công ty tài nguyên Skye đang nghiên cứu phát triển rửa trôi áp suất khí quyển để phát triển quặng đá ong Guatemala, axit dư bị rửa trôi từ quặng nâu và axit được giải phóng sau khi kết tủa rubinglimmer sẽ được sử dụng cho thành phần quặng đất mùn.
Rửa trôi đổ: nó chủ yếu thích hợp cho quặng đất mùn. Kết quả phong phú cho thấy: sử dụng công nghệ rửa trôi bãi thải, tỷ lệ rửa trôi niken trong 3 tháng có thể đạt trên 75%, tỷ lệ rửa trôi coban có thể đạt trên 60%. Công ty Niken châu Âu hiện đang có thử nghiệm rửa trôi quy mô lớn ở Chìa khóa trao tay và dự kiến sẽ thành lập nhà máy rửa trôi bãi thải đầu tiên khai thác niken và coban.
Phương pháp thiêu kết vi sóng - phương pháp rửa trôi điều áp: thiêu kết micronwave để làm xáo trộn lưới tinh thể của khoáng chất, sau đó điều áp và rửa trôi dưới nhiệt độ thấp để làm cho ion sắt được kết tủa như loại hematit sau đó tăng cường rửa trôi và giảm nhiệt độ và áp suất của quá trình rửa trôi axit áp suất cao.
Phân tách clorua - rửa trôi amoniac: Thêm một số chất khử cacbon và chất clo hóa (natri clorua hoặc canxi clorua), nhiệt trong môi trường khử oxy nhẹ hoặc nhẹ làm cho kim loại có giá trị bay hơi từ quặng trong khi đó làm giảm bề mặt của hạt cacbon thành hạt kim loại. Sau đó, sản phẩm rang sẽ được xử lý trực tiếp trong quá trình rửa trôi amoniac. Wang Chengyan sử dụng phương pháp này để xử lý quặng oxit niken của kim Yuanjiang, kết quả thử nghiệm là: tỷ lệ rửa trôi của niken trên 80%, trong khi tỷ lệ rửa trôi của coban là trên 50%.
Rửa trôi sinh học: thông qua quá trình khử oxy hóa của vi sinh vật làm cho kim loại hòa tan hiệu quả từ quặng cấp thấp. Castro, v.v. đã nghiên cứu về rửa trôi sinh học. Mẫu đến từ công ty khoáng sản Acesita, thành phần hóa học của nó là 43,2% SiO2、0,09%Ni。 Kích thước hạt nghiền phải nhỏ hơn 147μm, trong khi rửa trôi khoáng sử dụng 5 loại auxohetertrophs. Điều kiện rửa trôi là: trọng lượng của mẫu khoáng phải là 5kg (khử trùng trước dưới 121 °C), có môi trường bao gồm vi khuẩn, nhiệt độ phải là 30 °C, tốc độ quay của chai phải là 200r / phút và tốc độ rửa trôi của Ni là hơn 80%。

Thể loại