了解金属镍：性质、用途与镍矿种类全解析

了解金属镍：性质、用途与镍矿种类全解析

1.金属镍的性质

镍是一种银白色金属，质地坚硬，延展性好，具有铁磁性。这种金属还具有很强的抛光性和耐腐蚀性。它不溶于水，耐酸碱性强，但易溶于稀硝酸和王水。在空气中不易氧化。它耐高温，熔点为1452℃，沸点为2900℃，密度为8.902g/cm3。镍与浓硝酸反应剧烈，与稀硝酸反应缓慢。

在钢铁制造领域，镍常用于生产不锈钢、合金结构钢等，此外还用于制造高镍基合金、电镀、电池等。镍不仅在军工制造（如飞机、雷达）中发挥重要作用，在民用机械制造、电镀工业中也发挥着重要作用。

2. 镍矿类型

镍矿主要矿物有镍黄铁矿、黄铁矿、镍矿或黄色镍矿、红色镍矿等。海底锰结核中镍储量很大，是重要的镍远景资源。

1. 镍黄铁矿

镍黄铁矿是一种镍和铁的硫化矿物，当成分中铁镍比为1时，镍含量为34.22%，常含钴，可达3%，全球90%的镍都是从这种矿物中提取出来的。镍黄铁矿呈青铜黄色，有绿黑色条痕，有金属光泽；莫氏硬度为3；密度为4.5~5g/cm3。

2. 红土镍矿

我国进口的红土镍矿主要用于火法冶炼含镍生铁和湿法冶炼电解镍。我国主要从印尼和菲律宾进口红土镍矿。一是印尼和菲律宾距离中国较近，镍矿运输方便；二是两地都拥有丰富的红土镍矿资源，矿石品质也适合国内镍铁企业的需求。

3.镍矿选矿工艺流程

镍矿按其矿物性质主要分为铜镍硫化矿和氧化镍矿两种类型。镍矿中杂质以铜为主，其次为铅、锌、氟、锰、铬等，因此镍矿选矿也可以说是除杂。

1、直接（或部分）优先浮选法：直接或部分优先浮选是将铜矿石选成单独的精矿，多用于含铜量较高的情况，此法的主要特点是可直接获得镍含量较低的铜精矿。

2、混合浮选法：混合浮选法主要是将矿石中的铜和镍进行混合浮选，再从混合精矿中分离出低镍铜精矿和铜镍精矿。得到的铜镍精矿可直接冶炼成高品位镍冰铜，再将高品位镍冰铜进行浮选分离。此法主要适用于选别含铜量较低的铜镍矿。

3、混合优先浮选法：混合优先浮选法，将铜、镍混合浮选后，再从混合浮选尾矿中回收部分镍。混合优先浮选法主要在矿石中各种镍矿物可浮性差异较大的情况下采用。注意：硫化铜镍矿选择浮选方法时，有一个基本原则，就是宁可让铜进入镍精矿中，也不可让镍在铜选矿过程中损失，因为铜精矿中的镍在冶炼过程中损失较多，而铜可以在镍精矿冶炼中回收。

4、铜镍分离法：铜是镍冶炼中的有害杂质，而铜镍矿中的铜品位又具有工业回收价值，因此铜镍分离技术是铜镍矿选矿中的重要课题。铜镍分离技术分为铜镍混合精矿分离和高镍冰分离工艺两种。一般对于粒度较粗、相互贯通松散的铜镍矿物，多采用混合精矿分离法；而对于粒度较细、相互贯通十分紧密的铜镍矿物，多采用高镍冰分离工艺。

5、铜镍混合精矿分离法：目前该工艺最常用的分离方法有石灰-氰化物法和石灰-硫化钠法，有时采用矿浆加热措施可提高分离效果，此外还有亚硫酸氢盐法。

6.铜镍冰铜混合精矿分离法：该工艺比分离冶炼、湿法冶金处理方法具有较好的技术经济效果，故被广泛应用。

4.铜镍硫化矿选矿工艺流程

（1）铜镍硫化矿的矿物组成

硫化铜镍矿中的铜主要以黄铜矿形式赋存，镍主要以磁黄铁矿、镍黄铁矿等游离镍硫化物形式赋存，加之大部分镍主要以类似形态赋存于磁黄铁矿中，因此铜镍硫化矿选矿以浮选为主，磁选、重选通常为辅助选矿方法。

确定浮选工艺的一个基本原则是尽可能让铜进入镍精矿而不是镍进入铜精矿，因为铜精矿中的镍在冶炼过程中损失很大，而镍精矿中的铜可以回收得比较完全。

（2）主要镍矿物的可浮性

镍黄铁矿、磁黄铁矿和含镍磁黄铁矿均可用丁基黄铁矿或戊基黄铁矿等高品位黄药有效浮选。这三种矿石均可用石灰抑制，但程度不同。镍硅酸盐矿物目前无法通过工业浮选法进行选别，因此矿石中镍硅酸盐的含量是影响镍回收率的重要因素。

基于铜镍矿的性质，其浮选工艺具有以下特点：浮选流程比较简单，浮选时间长，精选次数少，多点精选精矿，尽快回收镍矿物；镍精矿品位一般为4-8%，最高可达13-15%。除去磁黄铁矿及滑石、绿泥石、阳起石、蛇纹石、云母等浮选脉石是提高镍精矿质量的关键；为了强化镍矿物的浮选，常采用混合捕收剂；为了除去磁黄铁矿，常采用浮选磁选联合工艺流程。

破碎筛分：采出的硫化铜矿由给料机送入颚式破碎机进行粗碎，粗碎后的硫化铜镍矿由输送机送入圆锥破碎机进行二次破碎，二次破碎后合格矿粒经筛分后可直接送入下一道磨矿工序，不合格矿粒则返回圆锥破碎机进行进一步破碎。

磨矿筛分：合格的铜镍硫化矿粒送入球磨机进行磨矿，磨矿后矿粒形成矿粉，送入螺旋分级机进行分选，粒度符合要求即可进入下一个浮选提纯阶段，不符合要求则需返回球磨机进行二次磨矿。

浮选分离：将选出合格粉状的铜镍硫化矿送入浮选机进行浮选。

脱水干燥：浮选后的物料含水量较高，为了加快产品的干燥，通常采用浓缩机进行脱水分离，然后再进入干燥器干燥，即可得到成品。

全球各地的铜镍硫化矿性质大体相似，对于铜镍硫化矿，主要采用浮选工艺处理，磁选、重选可作为辅助选矿工艺。对于每个矿山，应根据自身条件和特点制定工艺流程和镍矿选矿方法。一般而言，在铜镍硫化矿中，黄铜矿是最易浮选的镍硫化矿，但不同的矿石由于性质、嵌布性等其他因素，浮选效果会有所不同。

5.氧化镍矿选矿工艺

氧化镍矿中的镍红土矿含铁高、硅镁低，镍含量为1-2%；而硅酸镍矿含铁低、硅镁高，镍含量为1.6-4.0%。目前，氧化镍矿的开发利用主要以镍红土矿为主。由于氧化镍矿中的镍往往以同质异形分散于脉石矿物中，且粒度极细，用机械选矿方法直接处理很难取得良好的效果。

目前氧化镍矿加工多采用破碎、筛分等工艺预除风化弱、镍含量低的大基岩块，富集度较低。近年来，由于镍冶炼技术的不断发展，镍消费量的增加，硫化镍富矿资源的不断减少，氧化镍矿的开发利用日益受到重视。氧化镍矿一般埋藏较浅，适合大规模露天开采，也可选择性开采，由于开采成本较低，与硫化镍矿相比具有一定的竞争力。

氧化镍矿床埋藏较浅，非常适合大规模露天开采，也可选择性开采。开采后氧化镍被冶炼富集。主要的选矿方法有湿法冶金和火法冶金。

氧化镍的处理多采用电炉冶炼镍锍，回转窑冶炼法较少见。工业上采用的湿法冶炼法有氨浸法、酸浸法等。其他新型氧化镍冶炼方法如高温氯化法、硫酸焙烧法等提取工艺尚处于研究阶段，并取得了一定进展。

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