- 利用紅土鎳礦冶煉鎳鐵合金及不銹鋼
- 周建男 周天時
- 1722字
- 2019-03-12 11:52:51
1.2 紅土鎳礦資源
鎳礦在地殼中的含量為0.01%,已知含鎳礦物約50余種。海底的錳結核中鎳的儲量很大,是鎳的重要遠景資源。鎳礦床主要分為兩大類:巖漿型硫化鎳礦和風化型紅土鎳礦(氧化鎳礦)。
硫化鎳礦主要以鎳黃鐵礦[(Fe,Ni)9S8]、紫硫鎳鐵礦(Ni2FeS4)、針鎳礦(NiS)等游離硫化鎳形態存在,有相當一部分鎳以類質同象賦存于磁黃鐵礦中。Ni2+具強烈親硫性。在巖漿結晶早期,在鎳含量一定的前提下,鎳在巖石中的富集程度取決于硫的逸度。當有足夠的硫時,鎳與硫及似硫物(砷、銻)形成含鎳硫化物,在硅酸礦物結晶前分離出來,形成鎳的硫(或砷)化物(如針鎳礦、磁黃鐵礦、鎳黃鐵礦、紅砷鎳礦、砷鎳礦、鎳華)。也即含鎳的鐵高、鎂高、硅低的輝長巖類以巖漿形式并入地表,與緊密伴生的硫化物一起,冷凝形成硫化鎳礦床。硫化鎳礦床普遍含銅,常稱含銅硫化鎳礦床。除銅外,一般常伴生有鐵、鉻、鈷、錳、鉑族金屬、金、銀及硒和碲等元素。硫化鎳礦床的礦石按硫化率,即呈硫化物狀態的鎳(SNi)與全鎳(TNi)之比將礦石分為:原生礦石SNi/TNi>70%;混合礦石SNi/TNi為45%~70%;氧化礦石SNi/TNi<45%。硫化鎳礦石按鎳含量可分為下列三個品級:特富礦石Ni≥3%;富礦石1%≤Ni<3%;貧礦石0.3%≤Ni<1%。富礦石及貧礦石需經選礦,特富礦石可直接入爐冶煉。
紅土(型)鎳礦(Nickel Laterites)是指熱帶或亞熱帶氣候條件下,超基性巖遭受強烈化學風化作用,鎳從含鎳的硅酸鹽礦物中分解出來,隨地表水往下滲透,并在風化殼中新生成富含鎳的次生礦物,使原來呈分散狀態的鎳得到富集,從而形成可供工業利用的風化殼型鎳礦床。紅土鎳礦主要可分為兩大類:硅酸鹽類(最常用的存在形式是硅鎂鎳礦)和含鎳褐鐵礦。氧化鎳礦石按氧化鎂含量分為:鐵質礦石MgO<10%;鐵鎂質礦石MgO為10%~20%;鎂質礦石MgO>20%。
世界鎳資源主要有來源于硫化物型礦和紅土型礦。其中前者主要分布在加拿大、俄羅斯、澳大利亞、中國和南非等國;后者主要分布在赤道附近的古巴、新喀里多尼亞、印度尼西亞、菲律賓、巴西、哥倫比亞以及多米尼加等國。
1.2.1 世界紅土鎳礦資源
關于報道世界鎳資源總量的文獻較多,各文獻統計數據差異較大。據美國地質調查局(USGS)的統計數據顯示(表1-7),2008年世界鎳儲量為7000萬噸,儲量基礎為1.5億噸。
表1-7 2004~2008年世界鎳儲量和儲量基礎

注:數據來源于美國地質調查局(USGS)。
根據Ashok D Dalvi等學者2004年在加拿大勘探開發者協會年會(PDAC)上發布的資料,全球陸地已查明的鎳儲量為22300萬噸,其中硫化鎳礦為6200萬噸(平均品位0.58%),占27.8%;紅土鎳礦(氧化礦)的儲量占世界陸基鎳資源總量的72.2%,約為16100萬噸(平均品位1.28%)。世界紅土鎳礦資源分布情況見表1-8。儲量大小與鎳的邊界品位有密切關系,當邊界品位取值低時,其資源量將會成指數倍增。
表1-8 世界紅土鎳礦資源分布情況

用紅土鎳礦生產的鎳金屬年產量占世界原生鎳年產量在逐年增加(表1-9),目前大于50%。隨著硫化鎳礦資源的日趨枯竭,紅土礦將是未來鎳的主要來源。
表1-9 1950~2010年世界用紅土鎳礦原生鎳年產量的比例變化

根據紅土鎳礦床的地理分布,可將世界紅土鎳礦大致分為大洋洲、東南亞、中南美洲、非洲、歐洲和烏拉爾等6個成礦區。大洋洲成礦區內已探明紅土鎳礦(金屬量)超過5800萬噸,其中大部分產于新喀里多尼亞和澳大利亞,巴布亞新幾內亞、所羅門群島及新西蘭有少量分布;東南亞成礦區內已探明紅土鎳礦(金屬量)超過5200萬噸,其中大部分產于印度尼西亞、菲律賓,部分產于緬甸,少量產于馬來西亞;中南美洲成礦區內已探明紅土鎳礦(金屬量)約3000萬噸,主要分布于古巴、巴西、危地馬拉、多米尼加、波多黎各、哥倫比亞和委內瑞拉等赤道與近赤道國家,其中又以古巴、巴西、危地馬拉等國最為豐富;非洲成礦區內已探明紅土鎳礦(金屬量)約1300多萬噸,主要分布于非洲西部、中部、北部地區及東南部馬達加斯加島。該區紅土鎳礦多數只有次經濟意義,具有開發價值的只有科特迪瓦、布隆迪、埃及、喀麥隆和馬達加斯加的少數幾個礦床;歐洲成礦區內已探明紅土鎳礦(金屬量)約400多萬噸,主要分布于希臘、塞爾維亞、波蘭、阿爾巴尼亞等國及毗鄰的西亞土耳其;烏拉爾成礦區內已探明紅土鎳礦(金屬量)約200多萬噸,主要分布于俄羅斯烏拉爾中部和南部,少量分布在北哈薩克斯坦。
1.2.2 中國紅土鎳礦資源
中國鎳礦資源比較豐富,主要有兩種類型:硫化銅鎳礦和紅土鎳礦。截至1997年,中國已探明的鎳金屬儲量和基礎儲量為873.14萬噸,約占全球陸地上累計探明的鎳金屬儲量和基礎儲量的3.95%,位居世界第9位(美國地質調查局,2009年),但是以硫化銅鎳礦為主,約占全國總量的86%,紅土鎳礦占14%,儲量較少。
我國鎳礦分布就大區來看,主要分布在西北、西南的甘肅、新疆、四川、云南和青海5省(區),其保有儲量占全國總儲量的比例分別為95%。其中甘肅儲量最多,占全國鎳礦總儲量的70%,其次是新疆、云南、吉林、湖北和四川。而紅土鎳礦主要分布在云南省,如元江中型紅土鎳礦、潞西市邦滇寨小型紅土鎳礦床,部分分布在青海省和海南省。