红土镍矿开发与湿法工艺

1、世界红土型操矿开发和高压酸浸技术应用肖振民（华东有邑地勘局南京210007）Tt冷5°摘 要 由于世界铢需求增长和硫化棟资源短缺，红土型铢矿资源开发将成为未来十年鎳业发展的 主要趋势。1999年以来，澳大利亚西部新建的总投资20多亿澳元的三个高压酸浸技术HPAL银厂成为 该趋势的标志。文章分析了红土型楝矿资源开发利用的长处及其两种类型，重点介绍了高压酸浸HPAL 技术在西澳操厂应用近况、问题、原因及纠正措施，并论述了该技术在未来世界傑业发展中的应用趟 势。关餐词 红土型镇矿 蔦压酸浸 氢氧化做 硫磔 铁鎳STATUS OF EXPLOITATION OF LATERITE TYPE

2、NICKELORE AND APPLICATION OF HIGH PRESSURE ACID LEACHINGTECHNOLOGY IN THE WORLDXiao Zhenmin(China Huadong Non-ferrous Metal Mineral Exploration Company 210007)Abstract: Due to increasing demand on nickel and shortage of nickel sulphide, the exploitation of laterite type nickel ore will become popula

3、rized in the futural 10 years. The symbol of fiopularization is the 3 nickel making plants using HPAL technology, built up in western Australia with a total investment of over 2 billion $ A. The advantages and two types of laterite type nickel ore exploitation are described The emphases of descripti

4、on are status of application of HPAL technology in western Australia» existing problems and their reasons and measures to be taken to improve the technology Besides, the future of application of HPAL technology is predicted Keywords: laterite type nickel ore, high pressure acid leaching (HPAL)目

5、前，世界每年超过100万t银金属产量中, 红土型镰矿约占1/3,约有30万t,其中線铁技术 生产的镰约有20万to但在未来7年中，即2007 年前，全球将有10个以上大型红土型镰厂计划兴 建或扩建，这些项目将主要是采用PAL高压酸浸 技术.并非铁鎳工艺，项目规模一般年产为25 万t银金属量，总计年产量与2000年相比将增长20-30万t镰。这是一个值得注意的世界镣业发展动向。（拟扩建或兴建的项目见表1。）1世界红土型鎳矿开发进展的原因随着世界90年代经济发展，占镰用途65%的不锈钢需求增长坚挺，镰需求前5年平约每年增长 4%以上，预测今后510年，增长率3.5% - 4%,其中亚州的谋需求增长

6、率将是796。然而, 世界可供近期开发的硫化镰资源，除了加拿大的56Voisey bay 矿以外，几乎廖廖无几。全球至今约 探茯7000万t鎳金属量的资源。其中，硫化鎳约 3000万t,占42% o其余均为红土型鎳。开发利用 红土型镰的长处在于：红土型辣资源丰富，全球 均有4100万t银金属量，勘査成本低。采矿成 本极抵。选冶工艺已经成熟。红土型镰矿的火法 冶炼铁操技术业已成熟，压力酸浸技术亦趋成熟。 该技术始于50年代，首次用于古巴Moa Bay矿， 称AMAX - PAL技术。此后，70年代澳洲QNI公 司建成Yabula 厂，酸浸处理新喀里东尼亚、印 尼及澳州昆士兰州的红土型谋矿。加拿大

7、Sherri" 公司湿法处理红土型银矿的技术已获公认。红土 型躁矿可以生产出氧化謀、硫標、铁棟等中间产 品，其中硫棟，氧化镰可供鎳精炼厂使用，以解决 硫化線原料不足的问题。至于铁镰更是便于用于制中国矿业2002年第11卷第1期造不锈钢.降低生产成本。如印尼Antam公司利 用本土的红土型锲矿.生产铁银的成本去年已降至 近1万I含镰最。世界红土型资源主要分布于近 赤道地区，大部分靠近海岸.便于外运。14美元倔锌（1磅-0.453kg一编者注）年产量表1世界红土型镶矿计划兴建或扩建项目国家项目经营公司或合资者资采用技术项目现状投产年份年产葆（万0矿石*金属品位（）（亿t）（万t）NiCo

8、新喀里东尼夏GoraInco （加）2.664171.570.18PALFS20035.4NaketyArgosy （澳）L25190L510.12PALAS20063.4KoniamboFalconbridge （加）PALAS20052.7印度尼西亚SoracoPT Inco （加）Fe-NiOP200145*OP2001i.rPomakaAnatam0,19353188Fe-NiEP20051.5BHP/Falcon/An tarnGag Island厶咨2.40324135048PALFS20033.28RWeds Bay Mineral/Weda BayOMG2.02276L370.

9、12PALAS200730澳大利亚OP20010"CawseCentaur/ANL4.373400.780.05PALEP20064.1OP20020.9*BulonPreston140140M00.08PALEP20062-0OP20011.0*Murrin MuninA na nconda/Glencore3.333331.00.06PALEP200645RavensthorpeComet/Billiton1.581260.800.03PALFS20063.5Mt MargaretAnaconda3.762670-710X6PALFS20042.9Syerston NSWBlac

10、k RangeE0770.60.660.11PALFS20052.0巴布亚新几内亚Highlands/Orogen 合Ramu资】431441.10031PALAS20053.28菲律宾Impak （南非）/Nonoc1.441581.100.11Fe-NiFS4-2PKilnico古巴Moy BayCuhanickel0.6060i.O008PALOP4.2Pt nares2.042041.00-09FSSan FelipeFS3.0哥伦比夏Billiton/QNI （英、OP199929，Cerm MastosoFe-Ni澳）EP20024.0委内瑞拉Anglo （南非Loma de Ni

11、quelPALOP2002l.7wAmericanOP已投产 EP扩建FS详细可行性研究 AS预可行性研究 务已达产年产因此，红土型镰建厂的投资虽然较大，一般每 磅镰年生产能力需9-11美元，但由于上述长处, 如果工艺合理，管理有素，其每磅镰的生产成本可 低于硫化镇。以澳大利亚最大的银业公司西部矿业 公司（WMC）为例，每磅镰的总成本（包括投资 摊销）自1996年3.0美元降至2.0美元（200057世界红土型鼻矿开发和WKMS技术应用较低，Ni 0.8% -1.1%Co 0.05%-0.08%含粘土成分相对絞多蛇纹石化较弱风化作用水系发育.风化淋滤菠烈地表水系不发育，“干型"年人

12、工艺成熟、管理先进的红七型線矿也可以达 到这个水平，特别是近几年红土型银矿压力酸浸技 术项目的详细可行性研究报告.将钻的价值计算在 内，每磅鎳的生产成本均在1.4美元以下。因此, 红土型鎳矿开发利用的技术重心已由火法转为湿法 的酸浸技术。2 红土型臻矿资源的两种类型魏湿型”和 "干型”随着近几年澳大利亚西部三个红土型鎳厂的投 资兴建，人们对于红土型谋矿资源的利用性能及其 类型又有新的认识，现可分为两类：一类称为“湿 型”，主要分布于近赤道地区，如新喀里东尼亚、 印尼、菲律宾，巴布亚新几内亚和加勒比海地区; 另一类称为“干型”，主要分布于距赤道较远的南 半球大陆，以西澳为代表。这两类红

13、土型银矿资源 的性状及采选条件区别如表2所示。表2红土型镶矿两种类型比较表较高.Ni>l.l%矿石品位（1.3%1.5%）Co>0.08% （0.1% ± ）矿物成分含粘土较少，易处理 原岩 蛇纹石化强烈展的热点.也成为投资者关注的热点'自1999年 初起.西澳相继有三个高压酸浸的鎳厂开始生产。 这三个厂为考斯（Cawse）、布隆（Bulcng）和莫林 莫林（Murrin Murrin）,期工程均基建完毕，年 生产能力0.91万t,年设计能力2.8万t镰，总 投资额为21.6亿澳元。（1）资源西澳红土型谋矿资源十分丰富，但直到1996 年后才明确成为开发勘探对象。

14、总计探获资源量有 1200万t操金属量，平均含镰0.8%1%, Co0.06%0.08%。这些资源均为西澳东部几个 巨型超基性岩带近地表的风化产物，与著名的太古 界绿岩带中硫化鎳矿和金矿带分布同一区域，基础 设施好，天然气管道能源现存；地势平坦，开采条 件优越，采矿成本极低。除西澳外，红土型镰矿资源在东澳亦有分布， 产于东澳昆士兰州北部及新南威尔士州中西部，已 探获有300万t镰金属量，全澳合计达1500万t谋 金属量。此外，西澳硫化線尚有400万t金属量, 硫化镇与红土型镰同产于一个超基性岩带，但并不 是在同一矿床内垂向上共生，即并不象铜矿床那 样，次生富集带的铜矿下方通常均有原生硫化铜 矿

15、。（西澳硫化谋以大而贫称著于世，如凯斯山镰 矿（Mt keith）储量近5亿t矿石量，0.54% Ni,地形及开采条件山区地貌为主，开采条件 相对不利风化长期准平原化，开采极易大露采，年采选1000万t矿石量，产36万I精矿, 含4.7万t镰。）西澳三个红土型镖厂的资源、投资、年产量及3西澳红土型镰矿开发利用近况达产程度见表3。西澳红土型谋矿的开发均为近几年世界鎳业发表3西澳三个HPAL鎳厂项目简况项目经营公司资源矿石量亿t）品位（）设计傑厂 年产谊（万t）已投资（亿澳元）每磅標 投资（USD）至去年10月 累计产量（1）达产率（%）NiCoCawse 考斷Centaur4.370.780,0

16、5【期09U 期 4.13.7611,37700082Bulong 布產PrestonP401.00.08I期09E 期 2.03.4010.28810066Murrin Murrin 莫林莫林Anaconda3.331.00.06I 期 1-0II 期 4.514.58.801500037（2）HPAL高压酸浸技术这三个厂采用的基本工艺流程均为高压酸浸鎳和钻金属。莫林莫林则与古巴Moy Bay 厂现 场流程相近，并沿用加拿大Sherrin技术，先生产HPAL (High Pressure Acid Leach),但后半部流程有所不同。考斯镰厂生产氢氧化镰中间产品，然后 再电解生产出金属阴极谋

17、和硫化钻。布隆厂的流程 则不经过氢氧化镰中间产品的过程，直接电解生产混合的硫化躁/钻中间产品.而后电解精炼生产出 金属银和钻。现以考斯谋厂为例，简介其流程。给料准备及粗选提高品位（给料+水+絮凝剂flocclant）58中91矿业2002年第II 第1期PAL压力酸浸（加酸和蒸气、在高压容器中进行） f浓缩和中和反应（加石灰、絮凝剂，该流程中和 反应后部分物料至尾砂库）-混合氢氧化物沉淀 （加镁、石灰.絮擬剂）镰电解、精炼（加氨.6、蒸气、反应剂、硫化氨和能量）获产品金 属踝（阴极锌）和产品硫化钻沉淀物。考斯辣厂是三个厂投产以后运行最好的一个, 生产流程运行基本顺利，达到了预计的谋浸出量, 主

18、要反应剂的用量亦低于设计水平，已主产出合格 的篠金属产品.至2000年10月底已生产出7000t 金属谋，达到设计能力的82%o生成银成本已从4.10美元倔银降至1.54美元励谋。试产过程中 去年10月份前生产成本从7.20美元/磅镰降至 3.10美元，仍然居髙，尚未稳定；达产时间延 长；因改进材料和设备部件，增添新装置，追加 了基建成本5产生上述设备和流程中问题的原因是：对于 西澳“干型”红土型謀矿中成分复杂性及粘土含量 估计不足；设备材料的选择对其抗压性、抗腐蚀 性能不够充分；对西澳水源中含盐度的腐蚀性估 计不足；精炼系统设计结构中供料部分能力不 足，无应变余地。此外，这三个厂工业规模的上

19、马 之前均未经过小型工业试生产阶段也是一个明显的 缺陷或失误。出现不少问题，但并非是致命性的。4红土型镣矿利用发展趋势III递减，趋于达产。此，世界上又有一批新的红土（3）试生产中的问题及其原因这三个厂前两年试生产过程中设备和流程运行中都不同程度出现一些问题，主要是设备的材料选 择不当，以致产生故障；技术设计中净水、循环氨 和蒸气等供应能力不足、配套脱节等问题，但以考 斯厂为例。具体叙述设备和流程运行中出现的问题 及其补救措施。在高压容器中原使用的钛焊条接 缝线上岀现裂纹（纠正良好）；设备出现故障和 局部设备材料被溶蚀，原因是反应过程中出现不良 条件，管道连接处的失效和一些承压材料选择不 当，

20、例如泵、阀门和管道材料。（纠正办法；更换 材料）；高压容器的关闭阀门工作不正常。（替换 阀门）；高压容器中给料搅拌器上出现积泥。（解 决办法：控制给料泥浆的成分，调整其成分致使给 料泥浆顺利通过高压容器。用水脱盐设备的规模 不足，制约了制造蒸气的发电设备中水的有效供应 （弥补办法：减少化学物质的剂量，改进流程及维 修过程。长期綁决办法：再建一个备用的水脱盐装 置，增加经过处理水的储备量。）硫泵的实用功 能不足（安装一个更大的硫泵）。氨再淋滤使用 的设计规模不足，限制了金属生产过程中规模和产 量（弥补办法：减少氨的重复使用线，执行紧缩使 用氨的流程。）银金属产品中锌的含量超过原设 计标准，（调整指标，并继续实施调整后的指标）。 钻品位高的矿石中含钙量髙，致使石灰耗量增大 和再循环过程中负重增加。（解决办法：配矿，减 少高品位钻矿石的含星比例，保