紅土鎳礦冶金綜述

李金輝， 李洋洋， 鄭順， 熊道陵， 陳顥， 張云芳

（江西理工大學冶金與化學工程學院，江西 贛州341000）

0 引 言

金屬鎳的磁性和可塑性都非常良好，同時又具有很好的抗腐蝕性和延展性.其主要用于合金的摻雜和金屬催化劑等方面，尤其是作為氫化的催化劑.將鎳鍍在其他金屬表面上可以防止金屬的氧化銹蝕.鎳在合金方面主要用來制造不銹鋼和其他抗腐蝕材料，含鎳成分較高的合金，抗腐蝕能力就越強.同時鎳在加氫催化劑、精工陶瓷制品、特殊用途的化學器皿、工業(yè)電池、綠色玻璃以及鎳化合物制備等方面也有廣泛的用途.近幾年來，隨著以上工業(yè)部門的快速發(fā)展，特別是不銹鋼產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，鎳的需求與鎳的冶金工業(yè)同步增長，尤其是紅土鎳礦提取鎳的冶金工業(yè)，在國內(nèi)外都得到重視[1].圖1列出了近些年中國與全球鎳的消費量，從圖1可以看出中國鎳的消費每年都增長，并且在全球鎳消費量中的比例也逐年增加.

目前，世界上大多數(shù)已知或預(yù)期的紅土鎳礦儲量都是紅土型礦床，而紅土礦是近地表礦層，是超鎂鐵巖在極端惡劣天氣條件下或紅土化條件下氧化而形成的，其占全球鎳資源的70%左右，含鎳褐鐵礦就是典型的紅土礦床之一，也是未來鎳、鐵和鈷的主要來源.由于高品位的硫化鎳礦儲量的不斷減少，采礦成本的不斷提高，且世界上鎳的需求量還不斷增加，所以紅土鎳礦因其含有豐富的鎳而將成為未來鎳資源的主要開采對象.

紅土鎳礦的傳統(tǒng)冶煉工藝主要分為火法、濕法和火法-濕法.火法工藝由于在冶煉過程中需要較高的能耗，成本高，適合處理硫化鎳礦和含鎳品位較高的紅土鎳礦.濕法處理工藝主要存在工藝條件復(fù)雜，生產(chǎn)流程長，對設(shè)備的抗腐蝕性能要求高等一些需要解決的問題，但是近年來隨著抗腐蝕材料的發(fā)展，紅土鎳礦的濕法冶金工藝有了很大的發(fā)展，特別是加壓酸浸工藝，同時在常壓浸出、FeCl3氯化法和微生物浸出等新工藝方面也有新的突破.使得紅土鎳礦的研發(fā)工藝重心由火法轉(zhuǎn)為濕法.鑒于火法和濕法各有其優(yōu)點和不足之處，研究人員提出了火法-濕法結(jié)合工藝，發(fā)揮2種工藝方法各自的優(yōu)點來提高紅土鎳礦產(chǎn)量，同時又降低生產(chǎn)成本的目的.火法-濕法相結(jié)合的工藝目前已應(yīng)用的方法有還原焙燒-磁選工藝和還原焙燒-浮選工藝.此方法就是通過火法對原料預(yù)處理來降低后續(xù)濕法處理的工序.但是同樣需要找到一個工藝平衡點來降低生產(chǎn)能耗[2].

1 鎳資源的特點與分類

1.1 紅土鎳礦的礦層特點

紅土鎳礦的形成需要具備幾個必要條件：首先，礦物形成需要的原巖大多為橄欖巖或蛇紋巖，其中含鎳、鈷、鐵、鎂、錳等金屬元素較高，且礦物的組成不穩(wěn)定，屬于可溶性礦物，所以容易遭受表生作用，使含鎳的礦物質(zhì)富集；其次，礦物形成的氣候條件需要炎熱、多雨，這樣利于巖石礦物的分解和氧化，進而有充足的時間進行沖濾和再沉積；最后，地貌結(jié)構(gòu)排水要良好，這樣確保有持久的氧化條件，防止被還原.所以對于那些分布在熱帶的超鎂鐵質(zhì)巖體，由于雨水充足且排水條件良好而最易形成紅土鎳礦，也是多數(shù)有利用價值的紅土鎳礦集中分布在一些熱帶或亞熱帶地區(qū)的主要原因.

紅土鎳礦礦床通常是分不同的層次存在于地表以下0～40 m的范圍，根據(jù)礦物的成分不同，可以分為不同的礦層結(jié)構(gòu)，而有價金屬元素鎳主要分布在褐鐵礦層、過渡層和腐泥土層，因此通常將紅土鎳礦礦床分為3個礦層：①褐鐵礦層.此礦層主要礦物包括褐鐵礦、針鐵礦和鉻鐵礦，同時還有伴生礦物有蒙脫石、石英和錳氧化物等.礦物成分變化趨勢為：下部以針鐵礦為主，上部赤鐵礦為主，由上至下高嶺石含量逐漸增加，石英含量逐漸減少；鎳主要以晶格取代鐵的形式存在；該礦層的礦石的礦物組成很均勻，其中鎳的含量相對其他金屬含量比較低，該礦層通常還會伴生一定含量的鈷，但結(jié)晶性差；②腐泥礦層.腐泥礦層埋藏較深，正好在基巖之上，主要為葉蛇紋石及蒙脫石，同時也含有少量的二氧化硅和磁鐵礦等；含鎳礦物主要為表生的硅鎂鎳礦，而鎳則主要以晶格取代鎂的形式存在，礦石含鎳量最高，但其成分和礦物組成極不統(tǒng)一；③過渡礦層.過渡礦層位于褐鐵礦層和腐泥礦層2層之間稱為黏土帶或綠脫石帶，其特點是主要礦物以綠脫石為主，并伴生有二氧化硅，同時含有少量針鐵礦；鎳主要在綠脫石和硬錳礦中以不同氧化物的形式存在；礦石成分特點是從上至下SiO2含量不斷降低，MgO 含量稍微有所增加.而 Ni、Fe、MgO和SiO2的總含量介于褐鐵礦層和腐泥礦層之間.不同礦層的化學成分如表1所示.

表1 紅土鎳礦礦層主要化學成分分析表/%

從表1可以看出，紅土鎳礦中鐵的含量隨著深度的增加而逐漸減少，而氧化鎂和二氧化硅的含量隨著深度的增加而逐漸增加，鎳的分布與MgO和SiO2一樣，在腐泥礦層中含量最高[3].

1.2 我國鎳資源的特點

我國已探明鎳礦大約有70余處，雖然鎳資源儲量位于全球前列，但我國不屬于鎳資源豐富的國家.儲量為800萬t，其中硫化鎳礦占總儲量的87%，紅土鎳礦占13%，分布比較集中，主要分布在西北和西南，其儲量占全國總儲量的76.8%和12.1% ，東北也有一小部分占全國總儲量的4.9%.就各個省區(qū)看，主要分布在19個省區(qū)，70%的鎳資源集中在甘肅金川鎳礦，其次的鎳礦資源則分布在新疆、云南、吉林、湖北、四川、陜西和青海7個省區(qū)，約占全國鎳總儲量的27%；其余的鎳資源分布在江西、福建、廣西、湖南、內(nèi)蒙古、黑龍江、浙江、河北、海南、貴州、山東11個省區(qū)，約占全國鎳總儲量的3%[4].

總的來說，我國鎳礦資源具有3個明顯的特點：一是我國的鎳礦石的含鎳量比較豐富，平均鎳含量大于1%的硫化鎳礦約占全國確定總儲量的一半；二是我國鎳資源分布比較集中，主要分布在甘肅、新疆、云南、吉林、四川地區(qū)，其鎳礦儲量約占全國總儲量的97%左右；三是地質(zhì)工作程度較高，屬于勘探級別的占保有總量的74%.但是需要地下開采的所占比重較大，占保有總量的68%，適合露天開采的只占13%[5].

2 紅土鎳礦的開發(fā)現(xiàn)狀

由于硫化鎳礦資源含鎳量比較高，工藝處理技術(shù)成熟，所以有60%以上的鎳產(chǎn)品均來源于硫化鎳礦，而且可回收利用的共伴生礦物豐富，使得生產(chǎn)成本較低，這也是硫化鎳礦一直是世界上鎳資源重點開采對象的原因.但是隨著資源的不斷開采，可供開采的硫化鎳礦所剩無幾，然而紅土鎳礦卻占據(jù)全球鎳資源的70%左右，所以現(xiàn)在全球?qū)t土鎳礦的開采正在加快步伐，預(yù)計在未來的幾十年對紅土鎳礦的開采將會占據(jù)主要地位.紅土鎳礦雖然多為露天開采，但由于其可供回收利用的共伴生礦物只有鈷，而且含量比較低，所以開采的生產(chǎn)成本要高于硫化鎳礦.但是，隨著鎳資源需求的快速增長，鎳資源量的消耗也會與日俱增，而傳統(tǒng)的大型硫化鎳礦開采難度越來越大，可儲備的資源越來越少，所以對紅土鎳礦的開發(fā)利用是解決鎳資源緊缺的有效方法.

從紅土鎳礦中提取鎳的研究已有多年的歷史，一些產(chǎn)鎳量和鎳的消耗量比較大的國家都正在加大對紅土鎳礦的開發(fā)利用.其中較有影響的有菲律賓三井公司的Coral Bay項目；Inco在新喀里多尼亞開啟的Goro鎳項目；另外，在澳大利亞、印度尼西亞、巴西等一些紅土鎳礦資源比較豐富的國家也在對其利用進行研究與開發(fā).其中有澳大利亞的Ravensthorp的項目，采用濕法工藝處理紅土鎳礦，年產(chǎn)量達到5萬t，采用濕法工藝的項目還有巴西的Vermelho項目和巴布亞新幾內(nèi)亞的Ramu，其年產(chǎn)量預(yù)計是4.5萬t和3.3萬t.另外，巴西的BarroAlto項目和OncaPuma項目采用火法處理紅土鎳礦，其規(guī)模預(yù)計達到年產(chǎn)量3.6萬t和5.2萬t[6].

目前中國與國外合作開發(fā)利用的紅土鎳礦項目有：菲律賓諾諾克島鎳礦資源的開發(fā)，該項目由寶鋼集團同金川集團聯(lián)手投資；中國五礦集團與古巴合作在Moa建設(shè)年產(chǎn)鎳2.25萬t.其中，中國的公司持有一半的股份；中國有色礦業(yè)集團開發(fā)緬甸達貢山鎳礦，該礦的鎳品位很高平均達2%，金屬鎳含量約70萬t；中國冶金建設(shè)集團同吉林鎳業(yè)公司合作在位于巴布亞的新幾內(nèi)亞開發(fā)瑞木鎳礦，該礦金屬鎳平均含量約有1%；中國金寶礦業(yè)公司與緬甸礦業(yè)部也簽署了關(guān)于紅土鎳礦合作勘探及可行性研究協(xié)議等.由于紅土鎳礦資源特點的局限性，預(yù)計在未來的項目中，濕法處理的項目會占較大的部分，以濕法工藝生產(chǎn)鎳的量將會增長到總產(chǎn)鎳量的85%[7].

3 紅土鎳礦處理方法

3.1 火法處理工藝

紅土鎳礦根據(jù)其礦物的成分不同而有不同的處理工藝.位于紅土鎳礦礦床下部的硅鎂鎳礦，含硅和鎂較高，含鐵量較低，這樣的礦石適合采用火法冶金工藝來處理.傳統(tǒng)的火法處理技術(shù)主要包括2種方法，即鎳鐵工藝、鎳锍工藝.該2種工藝的基本流程如圖2[8].

3.1.1 鎳鐵工藝

鎳鐵工藝是將礦石破碎、干燥、煅燒預(yù)處理后得到焙砂，然后將其放入高溫爐中加入還原劑經(jīng)高溫還原熔煉，使紅土鎳礦中鎳和鐵的氧化物被還原成金屬形式，從而得到鎳鐵合金.在煅燒熔煉過程中鎳和鈷的氧化物幾乎全部被還原，而鐵只有65%左右被還原，其余部分以FeO形式造渣，最后采用精煉將粗鎳鐵合金得到成品鎳鐵合金.此法冶煉紅土鎳礦生產(chǎn)鎳鐵結(jié)果含鎳量最高可達到9%.典型的鎳鐵熔煉工藝由干燥、回轉(zhuǎn)窯焙燒和電爐熔煉3部分組成，適合處理含鎳品位較高的鎳礦礦床，所以現(xiàn)在的應(yīng)用比較局限[8-10].

3.1.2 鎳锍工藝

紅土鎳礦的鎳锍工藝，也稱為冰鎳熔煉工藝，是提取鎳最早使用的火法工藝.該工藝過程主要包括3部分：準備階段、熔煉和吹煉階段.熔煉過程需加入硫化劑使紅土礦中的鎳和部分鐵轉(zhuǎn)變成低鎳锍，然后在吹煉階段生產(chǎn)得到高鎳琉.低鎳锍的主要化學成分是Ni（10%～30%）、Fe（50%～60%）和 S（9%～12%）；高鎳琉成分含量是 Ni（75%～78%）、Fe（0.5%～0.6%）和S（21%～22%）.全流程鎳回收率約70%.該工藝由于在生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量的二氧化硫，對環(huán)境造成嚴重的污染，所以此法逐漸被淘汰[11-14].

3.2 濕法工藝

濕法工藝可以處理低品位的紅土鎳礦，一般為紅土鎳礦的褐鐵礦層和過渡層，該礦層的鐵含量較高，鎂含量較低.目前工業(yè)應(yīng)用的濕法工藝有加壓酸浸、常壓酸浸、高壓-常壓聯(lián)合酸浸和氯鹽（主要是三氯化鐵）浸出工藝，其中常壓酸浸工藝主要包括常壓硫酸浸出和常壓鹽酸浸出[15].

3.2.1 加壓酸浸工藝

加壓酸浸工藝是用稀硫酸將鎳和鈷等有價金屬與鐵、鋁礦物一起溶解，在隨后的處理過程中，使鐵、鋁和硅等雜質(zhì)進入渣中，而選擇性的使鎳和鈷進入溶液中.浸出液用硫化氫處理，產(chǎn)出高質(zhì)量的鎳鈷硫化物，最后通過精煉而得到產(chǎn)品.該工藝可以處理含鎂低的褐鐵礦型紅土鎳礦，其優(yōu)勢是金屬的回收率都能達到90%以上.但此工藝對含鋁鎂等雜質(zhì)較高的鎳礦效果不好，會加大酸耗，并且生成的鋁、鐵和硅的沉淀會造成結(jié)垢現(xiàn)象，浸出時使用的酸對設(shè)備腐蝕嚴重[16].

3.2.2 常壓酸浸工藝

常壓酸浸法是將紅土鎳礦磨細后制成一定濃度的礦漿，與酸按一定的比例通過控制溫度使礦石中的鎳浸出，再采用石灰石粉末進行中和處理，液固分離后得到的浸出液用沉淀劑進行沉鎳.Canterford等采用提高浸出溫度、控制還原電位、加入催化劑鹽、強化礦的前處理、加入硫化劑和預(yù)焙燒等方法強化鎳和鈷的浸出同時抑制鐵、鎂等雜質(zhì)金屬的浸出，在減少酸耗的同時提高浸出的選擇性，取得了較好的效果.常壓酸浸出工藝流程簡單、能耗低、投資少、操作條件易于控制等優(yōu)點，但是浸出液分離困難，浸渣中鎳鈷含量仍較高，并且浸出液中雜質(zhì)金屬含量較高，酸耗也較大[17].

3.2.3 高壓-常壓聯(lián)合酸浸工藝

無論是高壓酸浸還是常壓酸浸，在處理后都會產(chǎn)生過剩的酸，在后期浸出液的提純工藝中需要中和處理，這也會增加除雜的難度.于是就研究了采用二段常壓浸出工藝來處理紅土鎳礦，其主要目的就是中和浸出液中過剩的酸，從而除去部分三價鐵.國外的一些研究人員最早采用兩段常壓浸出法來處理紅土鎳礦.在低鎂礦型的常壓酸浸液中加入高鎂型礦物進行二段常壓酸浸，該方法不僅中和了游離酸而且能夠達到再次浸出紅土鎳礦中的有價金屬.用高鎂型礦物在常壓條件下中和高壓酸浸液，然后又將常壓浸出渣返回到高壓過程浸出殘余的鎳.Mura等分析了高壓-常壓過程處理紅土鎳礦的經(jīng)濟性，同時也指出生產(chǎn)鎳和鈷氫氧化物產(chǎn)品比生產(chǎn)硫化物產(chǎn)品的經(jīng)濟性好[18].

3.3 火濕結(jié)合工藝

3.3.1 還原焙燒-氨浸工藝

還原焙燒-氨浸工藝又稱為Caron流程.該工藝是將紅土鎳礦與NH3及CO2混合焙燒，目的是將金屬鎳和鈷轉(zhuǎn)化為氨的絡(luò)合物進入溶液[19].氨浸法是最先使用的濕法處理工藝，其工藝流程主要是通過還原焙燒，使鎳、鈷和部分鐵還原成合金，然后再經(jīng)過氨浸，浸出紅土鎳礦中有鎳和鈷等價金屬離子，浸出液經(jīng)硫化沉淀，沉淀液再經(jīng)過除鐵和蒸發(fā)剩余的氨，產(chǎn)出堿式硫酸鎳，最后再經(jīng)過焙燒就將堿式硫酸鎳轉(zhuǎn)化成氧化鎳而得到純凈的產(chǎn)品.該工藝的優(yōu)點是生產(chǎn)的鎳含量高，全流程鎳的回收率達76%～85%.而且有價金屬鈷也可以部分回收，回收率約40%～50%.但是氨浸法不適合處理下層硅鎂含量高的紅土鎳礦，這也是很大程度上限制了氨浸法發(fā)展的原因，所以最近二十幾年都沒有新建工廠選用該工藝[20].

3.3.2 選擇性還原-濕法磁選工藝

選擇性還原是將紅土鎳礦與粉煤灰一起還原焙燒，其中粉煤灰作為還原劑，還原過程一般在450℃高溫下還原固相氧化鎳和氧化鈷，使礦料中的鎳和鈷呈現(xiàn)金屬狀態(tài)，然后就可以用溶液浸出通過磁選回收鎳和鈷.鎳和鈷幾乎能全部回收.該工藝的最大優(yōu)點是反應(yīng)溫度低，能源消耗少，但此種方法得不到純的金屬鎳[21].

3.3.3 硫酸焙燒-水浸工藝

硫酸焙燒-水浸工藝是將紅土鎳礦放入二氧化硫和氧氣的氣氛中焙燒，使紅土鎳礦中的鎳和鈷的氧化物轉(zhuǎn)化為可溶性硫酸鹽，而礦物中的鐵仍以不溶性氧化物形式存在，然后通過用水就能直接有選擇性的浸出有價金屬鎳和鈷.該工藝的缺點是反應(yīng)過程不易控制.采用該工藝處理澳大利亞的紅土鎳礦時，焙燒溫度650～750℃，根據(jù)礦石中鎂含量來確定，鎂的含量越高，所需焙燒溫度越低.二氧化硫的分壓、原料粒度以及鈉鹽的加入量對有價金屬鎳和鈷的回收率也具有影響.另外，硫酸熟化-水浸工藝也被用于處理紅土鎳礦，其存在的主要問題是鐵浸出率高，造成浸出液過濾困難.而硫酸熟化焙燒-水浸工藝是將濃硫酸與紅土鎳礦混合后在750℃左右焙燒一定的時間，然后將焙燒后的礦料直接用水浸出，從而選擇性地提取有價金屬鎳和鈷，該工藝也具有很好的應(yīng)用前景.但是首先要克服的困難就是高溫成本，濃硫酸高溫加熱對設(shè)備的腐蝕問題[22].

3.4 生物冶金

生物冶金是一種通過細菌和微生物浸取從礦石中提取有價金屬的冶金方法.其原理是利用微生物自身的氧化或還原特性，使礦物中的有用金屬氧化或還原，然后在水溶液中以離子或沉淀的形式與礦料分離.其浸出方式有很多種，其中最常用的有直接攪拌浸出、堆浸、地浸等.相關(guān)研究表明，一些異養(yǎng)微生物如真菌黑曲霉和大腸桿菌，其對葡萄糖代謝的末端產(chǎn)物分別是己二酸和甲酸，這些代謝產(chǎn)物在酸性溶液具有一定的還原性.Sukla等開展了真菌黑曲霉處理紅土鎳礦的研究.在一定的條件下，經(jīng)過20多天的浸出后，鎳的浸出率可達到90%，鈷浸出率也有34%.Valix采用真菌黑曲霉和青霉菌浸出不同礦層的紅土鎳礦.結(jié)果表明，腐植層中的鎳和鈷容易被真菌黑曲霉浸出，而褐鐵礦中的鎳和鈷容易被青霉菌浸出，所以不同礦床采用生物浸出時采用的菌種也有差異[23].

生物浸出工藝的優(yōu)點很明顯，首先就是能耗非常低，工藝綠色環(huán)保，還有就是選擇性很強，對于一些雜質(zhì)金屬離子可以選擇不浸出；但其缺點也很明顯，反應(yīng)速度慢，需要很長的生產(chǎn)周期；浸出率不高、環(huán)境條件對浸出的過程影響大，細菌耐熱性較差.目前，細菌微生物菌浸出工藝盡管只是在實驗室取得了一定的效果，存在缺點仍然難以解決，但是隨著基因工程等生物技術(shù)的快速發(fā)展，無污染、低消耗的生物冶金技術(shù)將來在紅土型鎳礦的開發(fā)利用中也會有一席之地.

3.5 氯化冶金

氯化冶金是將礦石與氯化劑混合，在一定條件下發(fā)生反應(yīng)，使礦物中的有用金屬變?yōu)槁然?，然后再將金屬提取出來的冶金方法，此方法主要用于稀有金屬的冶煉中[24].

3.5.1 氯化焙燒工藝

氯化焙燒工藝是將礦物與氯化劑混合一起造球，通過焙燒使被提取的金屬生成氯化物，然后用水或其他溶劑浸取而得到有用金屬離子，或者形成的氯化物呈蒸氣狀態(tài)揮發(fā)，通過冷凝回收有價金屬離子.此工藝廣泛用于鐵礦石回收有色金屬.此法最先是通過對菱鎂礦和金紅石的氯化來生產(chǎn)鎂和鈦.氯化焙燒工藝也處理過黃鐵礦燒渣，回收銅、鉛、鋅、金、銀等，甚至可以用來提純高純度的硅.氯化焙燒工藝處理紅土鎳礦的技術(shù)正在創(chuàng)新研發(fā)的階段，李金輝等通過對紅土鎳礦氯化焙燒處理提取鎳、鈷的研究，鎳、鈷浸出率都能達到90%左右，而鐵的氯化可降至1%，這是氯化焙燒在紅土鎳礦應(yīng)用中的突破性進展，此法可以處理任何品位的紅土鎳礦.但是氯化焙燒對設(shè)備的要求高，溫度不易控制，對環(huán)境有一定的污染.隨著抗腐蝕材料的不斷發(fā)展，此法在將來處理紅土鎳礦中很有發(fā)展前景[25].

3.5.2 氯化離析工藝

氯化離析工藝是指將礦石與還原劑（一般采用煤或者焦炭）和氯化劑一起在弱還原性氣氛中高溫加熱，使有價金屬生成氯化物，然后在還原劑表面被還原為金屬的過程，再通過磁選對有價金屬進行富集.此工藝在處理低品位紅土鎳礦中取得一些有效的成果.國內(nèi)的一些研究人員通過氯化離析焙燒的方法處理低品位的紅土鎳礦，也取得了一些較為滿意的成果.國外的一些研究人員對烏拉爾氧化鎳礦進行離析焙燒-磁選工藝和其他處理工藝進行了試驗.研究后認為，離析焙燒-磁選或浮選是目前唯一能夠降低生產(chǎn)成本和增加鎳產(chǎn)量的方法，而且認為此法適合于處理不同類型的鎳礦.但是我國在熔煉過程中采用的熔煉爐技術(shù)落后，在這方面降低成本不明顯[26].

3.5.3 氯化浸取

氯化浸取紅土鎳礦中有價金屬就是礦物浸在水溶液中進行的氯化過程，也就是濕法氯化.其中主要包括鹽酸浸取和氯鹽的浸取.氯化浸出的作用主要在于Cl-的作用，在浸出過程中，Cl-既可以直接與礦物作用，使一些有價金屬形成可溶性氯化物，溶解到溶液中，減少雜質(zhì)離子的浸出，同時也可作離子交換劑和配合劑，可以將礦物中的吸附態(tài)離子通過置換的作用轉(zhuǎn)到溶液中，也可以與浸出液中的有價金屬離子配合，以增加特定金屬離子的溶解度.國外科學家曾經(jīng)采用氯鹽浸出硫鐵礦來提取有價金屬鎳的研究，也表明氯離子在不同溫度時對礦物的影響不同，在溫度超過80℃氯離子對礦物的影響占主要作用，但是也需要在酸性環(huán)境中進行浸出.加拿大鷹橋公司在挪威的克里斯蒂安松精煉廠采用的是鹽酸浸取高鎳锍的方法，在常壓條件下浸出12 h，結(jié)果也得到很好的浸出效果.雖然該法選擇性浸出鎳得到很好的效果，能耗也比較低，但是鹽酸對設(shè)備有嚴重的腐蝕性，同時產(chǎn)生的廢液量太大，處理起來比較困難.

4 結(jié)論與展望

1）紅土鎳礦的開發(fā)與冶煉方法在未來的幾年會有所改變，根據(jù)鎳資源近些年來的消耗與原料的分布情況看，高品位的硫化鎳礦隨著不斷消耗也日益枯竭，紅土鎳礦在將來鎳資源的開發(fā)與應(yīng)用中占據(jù)主要位置.

2）我國紅土鎳礦儲量豐富，但是可供開采的礦山量少，而且鎳的品位比較低.紅土鎳礦的地質(zhì)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，鎳含量和礦物組成在不同礦床有很大的差異.

3）工業(yè)上處理紅土鎳礦的方法比較多，不同礦床的紅土鎳礦其含鎳量也不同，提取紅土鎳礦中金屬鎳的方法也有所不同，根據(jù)礦物中鎳的品位高低處理方法也不同，傳統(tǒng)的處理方法中由于鎳的品位較高，多采用火法處理和氨浸工藝，隨著工藝技術(shù)的不斷成熟，處理工藝也不斷改進.未來火法處理紅土鎳礦的發(fā)展主要在改進煅燒的工藝和煅燒爐的改進方面.隨著資源的不斷消耗，濕法處理技術(shù)將會占據(jù)主要地位，而加壓酸浸在技術(shù)和經(jīng)濟上比傳統(tǒng)技術(shù)占有優(yōu)勢.但是該技術(shù)對礦石的成分有要求，不適合處理鎂含量高的礦石，而且固液廢料多.這些是需要解決的問題.

4）在未來處理紅土鎳礦的工藝中氯化冶金將會有很大的優(yōu)勢.氯化離析和氯化焙燒適合處理任何品位的紅土鎳礦，延續(xù)了火法處理紅土鎳礦的優(yōu)勢，又避免了火法的缺陷.氯鹽浸出工藝在未來濕法處理紅土鎳礦中有很好的創(chuàng)新點，通過避免高溫加熱來降低成本.由于海水中主要都是氯鹽，用海水配合稀酸或弱酸來浸出紅土鎳礦的研究很有發(fā)展的前景.

[1]馬明生.紅土鎳礦火法冶煉工藝現(xiàn)狀[J].中國有色冶金，2013，42（5）：57-60.

[2]Warner A EM，Díaz C M，Dalvi A D，et al.JOM world nonferrous smelter survey， part III：Nickel： Laterite[J].Journal ofMetals，2006（4）：37-40.

[3]趙景富，孫鎮(zhèn)，鄭鵬，等.鎳紅土礦處理方法綜述[J].有色礦冶，2012，28（6）：39-42.

[4]陳甲斌.國內(nèi)外鎳資源開發(fā)現(xiàn)狀[J].中國金屬通報，2008，47：14-15.

[5]陳甲斌.國內(nèi)外鎳資源開發(fā)利用現(xiàn)狀分析[N].中國有色金屬報，2009-01-20（002）.

[6]李啟厚，王娟，劉志宏，等.世界紅土鎳礦資源開發(fā)及其濕法冶金技術(shù)的進展[J].礦產(chǎn)保護與利用，2009（6）：42-46.

[7]李長玖，陳玉明，黃旭日，等.鎳礦的處理工藝現(xiàn)狀及進展[J].礦產(chǎn)綜合利用，2012（6）：8-11.

[8]彭犇，岳清瑞，李建軍，等.紅土鎳礦利用與研究的現(xiàn)狀與發(fā)展[J].有色金屬，2011，1（4）：15-22.

[9]李小明，白濤濤，趙俊學，等.紅土鎳礦冶煉工藝研究現(xiàn)狀及進展[J].材料導(dǎo)報，2014，28（5）：112-116.

[10]劉毅，李波，王濤，等.紅土礦鎳鐵冶煉技術(shù)進展分析[J].四川冶金，2012，34（3）：1-4.

[11]Kevin B.Hallberg，Barry M.Grail，Chris A.D u Plessis，et al.Reductive dissolution of ferric iron minerals：A new approach for bio-proces sing nickel laterites[J].Minerals Engineering，2011，24（7）：620-624.

[12]Guo Q，Qu JK，Qi T，et al.Activation pretreatment of limonitic laterite oresby alkali-roastingmethod using sodium carbonate[J].Minerals Engineering，2011，24（8）：825-832.

[13]熊雪良，楊智，張麗芬，等.鎂質(zhì)紅土鎳礦生產(chǎn)鎳鐵的工藝研究[J].礦冶工程，2013，33（增刊 1）：98-101.

[14]劉安治，李韓璞.紅土鎳礦冶煉工藝分析[J].現(xiàn)代冶金，2013（1）：1-4.

[15]肖繹，朱榮，郭亞光，等.高效利用紅土鎳礦的基礎(chǔ)研究[J].工業(yè)加熱，2013，42（4）：40-43.

[16]馬保中，楊瑋嬌，王成彥，等.紅土鎳礦濕法浸出工藝的進展[J].有色金屬，2013（7）：1-8.

[17]李建華，程威，肖志海，等.紅土鎳礦處理工藝綜述[J].濕法冶金，2004，23（4）：191-194.

[18]McDonald R G，Whittington B I.Atmospheric acid leaching of nickel laterites review[J].Hydrometallurgy，2008（1）：35-55.

[19]Caron M H.Fundamental and practical factors in ammonia leaching of nickel and cobalt ores[J].Transaction of American Institute of Mining， Metallurgical， and Petroleum Engineers，1950，188： 67-90.

[20]李棟.低品位鎳紅土礦濕法冶金提取基礎(chǔ)理論及工藝研究[D].長沙：中南大學，2011.

[21]石文堂.低品位鎳紅土礦硫酸浸出及浸出渣綜合利用理論及工藝研究[D].長沙：中南大學，2011.

[22]Chen S L，Guo X Y，ShiW T，et al.Extraction of valuable metals from low-grade nickeliferous laterite ore by reduction roastingammonia leaching method[J].中 南 大 學 學 報 ：英 文 版 ，2010，17（4）：765-769.

[23]李敏.生物冶金技術(shù)研究綜述[J].山西冶金，2014，37（1）：9-10.

[24]李淑梅.氯化濕法冶金研究進展[J].有色礦冶，2010，26（3）：34-37.

[25]李金輝.氯鹽體系提取紅土礦中鎳鈷的工藝及基礎(chǔ)研究[D].長沙：中南大學，2010.

[26]Chemistry in Australia Group.Tapping into nickel laterite[J].Chemistry in Australia，2013（5）：8-10.