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镍矿资源特点

来源:绿盟  日期:2018年12月08日  文字:【 加粗】【高亮】【还原

镍,近似银白色、硬而有延展性并具有铁磁性的金属元素,它能够高度磨光和抗腐蚀,镍属于亲铁元素,在地核中含镍最高,是天然的镍铁合金。


1、金属镍性质

镍是一种银白色金属,具有良好的机械强度和延展性。不溶于水,对酸和碱的抗蚀能力很强,但易溶于稀硝酸和王水中。在空气中不易被氧化。耐高温,熔点1452℃;沸点2900℃;密度8.902g/cm3,镍与浓硝酸激烈反应,与稀硝酸反应较慢。


2、镍矿种类

镍矿主要矿物有镍黄铁矿〔(Ni,Fe)9S8〕、硅镁镍矿〔(Ni,Mg)SiO3·nH2O〕、针镍矿或黄镍矿(NiS)、红镍矿(NiAs)等。海底的锰结核中镍的储量很大,是镍的重要远景资源。


(1) 镍黄铁矿。镍黄铁矿是一种镍和铁的硫化物矿物,化学成分为(Fe,Ni)9S8,当成分中铁和镍的比值为1时,含镍量为34.22%。经常含钴,可达3%,世界上90%的镍是从这种矿物中提炼的。镍黄铁矿为古铜黄色,条痕绿黑色,具有金属光泽;摩氏硬度3;密度4.5~5 g/cm3。


(2)硅镁镍矿

硅镁镍矿呈绿色、浅绿色或白色,单斜晶系,成致密集合体和钟乳状体。化学式〔(Ni,Mg)SiO3·nH2O〕;密度2.27~2.87 g/cm3;有时成细粉状,半玻璃光泽,用于提炼镍和制造镍钢、镍黄铜、镍青铜等。


(3) 针镍矿

针镍矿是镍的硫化物矿物,成分NiS,含NIi 5%。三方晶系。晶体呈针状,集合体为纤维放射状、毛发状,偶尔呈粒状。浅黄铜色,表面常因氧化而呈现锖色,条痕绿黑色,金属光泽,摩氏硬度3~4,密度4.5~5 g/cm3。


(4)红镍矿

红镍矿又称“ 红砷镍矿”。成分NiAs,含Ni 43.92%,As 56.08%。六方晶系,通常呈致密块状集合体,粒状集合体,具有梳状、放射状结构的肾状体,有时呈网状和树枝状。浅铜红色,条痕褐黑;金属光泽,摩氏硬度5;密度7.6~7.8 g/cm3。


3、镍矿床类型

按照矿床成因可将我国镍矿分为岩浆型、风化壳型、海相沉积型和热液型4种类型。其中岩浆型镍矿无论是在储量还是开采量上都占有明显的优势,其中超 大 型4处,大型13处 ,约 占 全 国 总 量 的93%,并且伴生矿产多、综合利用价值高;风化壳型镍矿约占总量的5%,海相沉积型镍矿约占总数的2%;矿床数量也相对较少。


4、金属镍用途

镍具有很好的可塑性、耐腐蚀性和磁性等性能,因此主要被用于钢铁、镍基合金、电镀及电池等领域,广泛用于飞机、雷达等各种军工制造业,民用机械制造业和电镀工业等。


(1)不锈钢。含镍的不锈钢既能抵抗大气、蒸汽和水的腐蚀,又能耐酸、碱、盐的腐蚀,故被广泛地应用于化工、冶金、建筑等行业,如制作石油化工、纺织、轻工、核能等工业中要求焊接的容器、塔、槽、管道等;制造尿素生产中的合成塔、洗涤塔、冷凝塔、汽提塔等耐蚀高压设备。


(2)电镀镍。镀镍是指在钢材和其他金属基体上覆盖一层耐用、耐腐蚀的镀层,其防腐蚀性比镀锌层高20%~25%。镀镍的物品美观、干净、又不易锈蚀。电镀镍的加工量仅次于电镀锌居第二位,其消耗量占到镍总产量的10%左右。镀镍分为电镀镍和化学镀镍。


(3)电池。镀金属镍还被应用到电池领域,主要有镍-氢电池、镉-镍电池还和镍-锰电池等。近年来发展最迅速的是应用日趋实用化的MHx-Ni蓄电池,其优点是无毒绿色无污染,电池储量比镍镉电池多30%,比镍镉电池更轻,使用寿命更长,缺点是价格比镍镉电池要贵,性能比锂电池差。主要应用于移动通讯,笔记本、录像机等领域同时也用于军工、国防、高科技等领域。以此类电池作为动力的汽车也已投入市场。


(4)其他应用。镍复合材料可用于石油化工的氢化和合成甲烷时的催化剂,优点是不易被H2S、S02所毒化。镍的化合物可制作颜料和染料。镍还能制成镍铁素体和镍锌铁素等新型陶瓷,做变压器的铁心和无线电的天线等。极细的镍粉,在化学工业上常用作催化剂。镍具有磁性,能被磁铁吸引。而用铝、钴与镍制成的合金,磁性更强了,可以用它来制造电磁起重机。


5、镍矿储量与分布

世界镍资源储量十分丰富,在地壳中的含量不少,但比氧、硅、铝、铁、镁,要少很多。地核中含镍最高,是天然的镍铁合金。美国地质调查局2015年发布的数据显示,全球探明镍基础储量约8100万吨,资源总量14800万吨,基础储量的约60%为红土镍矿,约40%为硫化镍矿。我国硫化物型镍矿资源较为丰富,主要分布在西北、西南和东北等地,保有储量占全国总储量的比例分别为76.8%、12.1%、4.9%。就各省(区)来看,甘肃储量最多,占全国镍矿总储量的62%(其中金昌的镍产提炼规模居全球第二位),其次是新疆(11.6%)、云南(8.9%)、吉林(4.4%)、湖北(3.4%)和四川(3.3%)。


6、镍主要产地

甘肃、新疆。


7、镍矿原料特点
       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,最主要的10多种含镍矿物列于表3.10.1中。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%。目前,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,现在已成为镍的重要来源。

 8、矿石工业要求 
    硫化镍矿床的矿石按硫化率,即呈硫化物状态的镍(SNi)与全镍(TNi)之比将矿石分为:
    原生矿石:SNi/TNi>70%
    混合矿石:SNi/TNi45%~70%
    氧化矿石:SNi/TNi<45%
    硅酸镍矿石按氧化镁含量分为:
    铁质矿石:MgO<10%
    铁镁质矿石:MgO 10%~20%
    镁质矿石:MgO>20%
    镍矿石的主要有害杂质有铜(在硅酸镍矿中)、铅、锌、砷、氟、锰、锑、铋、铬等。
    硫化镍矿石按镍含量可分下列三个品级

特富矿石:Ni>3%;

富矿石Ni 1%~3%;

贫矿石:Ni 0.3%~1%。

    富矿石及贫矿石需经选矿,特富矿石可直接入炉冶炼。硫化镍矿床普遍含铜,常称含铜硫化镍矿床。在镍矿体中铜无需单独制定指标和圈定矿体,当镍品位达不到指标而铜可单独形成矿体时,其指标为按铜执行。除铜外,一般常伴生有铁、铬、钴、锰、铂族金属、金、银及硒和碲等,这些伴生有用组分的含量要求是:Pt、Pd为0.03g/t;Os、Ru、Rh、Ir为0.02g/t;Au为0.05~0.1g/t、Ag为1.0g/t、Co为0.01%;Se为0.0005%;Te为0.0002%。在蛇纹岩、滑石等矿床中含有较高的镍,常有回收价值,在评价该类矿床时对镍要注意综合评价。

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