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鎳礦選礦工藝

文章來源:河南宏科重工機械 發布時間:2014-12-15 15:39:40         瀏覽次數:1546      
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一、鎳礦的選礦類型             


    鎳礦選礦生產線工藝簡介:鎳礦石主要分硫化銅鎳礦和氧化鎳礦,兩者的選礦和加工方法完全不同。

     銅是鎳冶煉的有害雜質,而在銅鎳礦石中銅品位又具有工業回收價值,因此銅鎳分離技術是銅鎳礦石選礦中的一個重要課題。銅鎳分離技術分為銅鎳混合精礦分離和高冰鎳分離工藝兩種。通常,前者用于銅鎳礦物粒度較粗且彼此嵌布關系不甚緊密的礦石,后者用于銅鎳礦物粒度細且彼此嵌布十分致密的礦石。

   金川銅鎳礦是大型金屬共生硫化銅鎳礦。其第一選礦廠選礦工藝流程主要包括:破碎為三段一閉路流程;磨礦和浮選工序改造為三段磨礦、三段浮選流程。

 目前銅鎳硫化物礦石主要采用火法冶煉。金川鎳礦也不例外,其基本流程分備料(焙燒)—熔煉—吹煉—精煉(電解)等環節。由于該礦屬于蛇紋石類型礦石,銅鎳礦物彼此致密嵌布,直接采用機械選礦方法進行銅鎳分離有困難,因此采用高冰鎳浮選分離技術。銅鎳混合精礦經轉爐熔煉成高冰鎳,然后經破碎和磨浮工藝,最后電解成最終產品——電解鎳。

 吉林磐石礦也是銅鎳礦,其選礦工藝流程采用三段一閉路碎礦,階段磨礦,銅鎳混合—分離浮選,鎳精礦三段脫水、銅精礦兩段脫水的工藝流程。

 

二、鎳礦選礦設備

    鎳礦選礦設備主要有:顎式破碎機、反擊式破碎機、磨粉機、浮選機、烘干機等。

    鎳礦選礦設備在物料超細磨粉破碎加工作業中,通常使用的是超細雷蒙磨粉機、球磨機、氣流磨粉機等一系列磨粉制砂設備,通過在原有設備技術的基礎上通過內部高精密分析機的改進和更換實現物料的超細粉碎作業。隨著社會需要的不斷增加,設備在使用性能、成品質量、使用壽命等問題上面臨極大的考驗,因此,各設備生產企業都在加大自身研發力度,不斷完善設備在超細粉碎工作時的粉碎力度、粒度分布、粒型晶型等調節控制技術,以求達到更高效的生產。

 

三、鎳礦選礦設備選礦方法

 

1、硫化銅鎳礦選礦方法


    硫化銅鎳礦石的選礦方法,最主要的是浮選,而磁選和重選通常為輔助選礦方法。浮選硫化銅鎳礦石時,常采用浮選硫化銅礦物的捕收劑和起泡劑。確定浮選流程的一個基本原則是,寧可使銅進入鎳精礦,而盡可能避免鎳進入銅精礦。因為銅精礦中的鎳在冶煉過程中損失大,而鎳精礦中的銅可以得到較完全的回收。銅鎳礦石浮選具有下列四種基本流程。

    直接用優先浮選或部分優先浮選流程:當礦石中含銅比含鎳量高得多時,可采用這種流程,把銅選成單獨精礦。該流程的優點是,可直接獲得含鎳較低的銅精礦。

    (1)、混合浮選流程:用于選別含銅低于鎳的礦石,所得銅鎳混合精礦直接冶煉成高冰鎳。

    (2)、混合—優選浮選流程:從礦石中混合浮選銅鎳,再從混合精礦中分選出含低鎳的銅精礦和含銅的鎳精礦。該鎳精礦經冶煉后,獲得高冰鎳,對高冰鎳再進行浮選分離。

    (3)、混合—優先浮選并從混合浮選尾礦中再回收部分鎳:當礦石中各種鎳礦物的可浮性有很大差異時,銅鎳混合浮選后,再從其尾礦中進一步回收可浮性差的含鎳礦物。

 

2、氧化鎳礦選礦方法


    氧化鎳礦目前多采用破碎、篩分等工序預先除去風化程度弱、含鎳低的大塊基巖。由于氧化鎳礦中的鎳常以類質同象分散在脈石礦物中,且粒度很細,因此不能用機械選礦方法予以富集,只能直接冶煉。

     氧化鎳礦的冶煉富集方法,可分為火法和濕法兩大類。前者又可分為造硫熔煉、鎳鐵法和粒鐵法;后者又有還原焙燒-常壓氨浸法、高壓酸浸法等。

 

四、鎳的經濟價值

     鎳屬于親鐵元素,在地球中的含量僅次于硅、氧、鐵、鎂,居第5位。在地核中含鎳最高,是天然的鎳鐵合金。鎳礦石主要分硫化銅鎳礦和氧化鎳礦,兩者的選礦和加工方法完全不同。目前,國內主要采用冶煉硫化鎳礦得到鎳,而世界上紅土礦比硫化鎳礦儲量更大。用鎳鐵代替金屬鎳板,能夠降低不銹鋼的生產成本,從而提高企業的經濟效益。

 


五、鎳的性質

 

     鎳是一種化學元素。化學符號Ni,原子序數28,原子量58.69,屬周期系Ⅷ族。古代埃及、中國和巴比倫人都曾用含鎳量很高的隕鐵制作器物,中國古代云南生產的鎳礦中含鎳量就很高。1751年瑞典A.F.克龍斯泰德用木炭還原紅鎳礦制得金屬鎳,其英文名稱來源于德文Kupfernickel,含義是假銅。鎳礦在地殼中的含量為0.018%,鎳礦主要礦物有鎳黃鐵礦〔(Ni,Fe)9S8〕、硅鎂鎳礦〔(Ni,Mg)SiO3·nH2O〕、針鎳礦或黃鎳礦(NiS)、紅鎳礦(NiAs)等。鎳是銀白色金屬,熔點1455℃,沸點2730℃,密度8.90克/厘米3。海底的錳結核中鎳的儲量很大,是鎳的重要遠景資源。

      英文簡稱 Nickel Ore。鎳是一種銀白色金屬,首先是1751年由瑞典礦物學家克朗斯塔特(A.F.Cronstedt)分離出來的。由于它具有良好的機械強度和延展性,難熔耐高溫,并具有很高的化學穩定性,在空氣中不氧化等特征,因此是一種十分重要。

      鎳屬于親鐵元素,在地球中的含量僅次于硅、氧、鐵、鎂,居第5位。在地核中含鎳最高,是天然的鎳鐵合金。在地殼中鐵鎂質巖石含鎳高于硅鋁質巖石,例如橄欖巖含鎳為花崗巖的1000倍,輝長巖含鎳為花崗巖的80倍。


    鎳礦有鐵磁性和延展性,能導電和導熱。常溫下,鎳在潮濕空氣中表面形成致密的氧化膜,不但能阻止繼續被氧化,而且能耐堿、鹽溶液的腐蝕。塊狀鎳不會燃燒,細鎳絲可燃,特制的細小多孔鎳粒在空氣中會自燃。加熱時,鎳與氧、硫、氯、溴發生劇烈反應。細粉末狀的金屬鎳在加熱時可吸收相當量的氫氣。鎳能緩慢地溶于稀鹽酸、稀硫酸、稀硝酸,但在發煙硝酸中表面鈍化。鎳的氧化態為-1、+1、+2、+3、+4,簡單化合物中以+2價最穩定,+3價鎳鹽為氧化劑。鎳的氧化物有NiO和Ni2O3。氫氧化鎳〔Ni(OH)2〕為強堿,微溶于水,易溶于酸。硫酸鎳(NiSO4)能與堿金屬硫酸鹽形成礬Ni(SO4)2·6H2O(MI為堿金屬離子)。+2價鎳離子能形成配位化合物。在加壓下,鎳與一氧化碳能形成四羰基鎳〔Ni(CO)4〕,加熱后它又會分解成金屬鎳和一氧化碳。

 

六、鎳的用途


     鎳礦的有色金屬原料,被用來制造不銹鋼、高鎳合金鋼和合金結構鋼,廣泛用于飛機、雷達、導彈、坦克、艦艇、宇宙飛船、原子反應堆等各種軍工制造業。在民用工業中,鎳常制成結構鋼、耐酸鋼、耐熱鋼等大量用于各種機械制造業。鎳還可作陶瓷顏料和防腐鍍層,鎳鈷合金是一種永磁材料,廣泛用于電子遙控、原子能工業和超聲工藝等領域,在化學工業中,鎳常用作氫化催化劑。在彩色電視機、磁帶錄音機和其他通訊器材等方面鎳的用量也正在迅速增加。

    總之,由于鎳具有優良性能,已成為發展現代航空工業、國防工業和建立人類高水平物質文化生活的現代化體系不可缺少的金屬。

 
七、鎳的儲量分布


     古代埃及和我國都曾用含鎳很高的隕鐵作器物。我國公元前206年(漢朝)以前就已掌握了冶煉白銅(即銅鎳鋅合金,含Cu 52%~80%,Ni 5%~35%,Zn 10%~35%)的技術。
     1865年法國加尼爾首次在新喀里多尼亞發現硅酸鎳礦,以后被他命名為硅鎂鎳礦。1875年開始開采,由于當地燃料、熔劑缺乏,勞力不足,礦石送往法國、德國冶煉,是世界上最早用鼓風爐煉鎳的礦石。1856年A.P.薩爾得在加拿大定子午線時發現在薩德伯里地區羅盤讀數顯得偏斜,隨后,墨累據此在附近檢查,從鐵帽上(即克里斯頓礦體頂盤)采樣分析發現含Ni1%、Cu2%的礦石,但因交通不便,未引起注意,至1883年才開展工作,于1886年發現克里斯頓礦床,從而發現了世界聞名的薩德伯里超大型銅鎳硫化物礦床,1901年露采出礦。從此世界鎳的冶煉由氧化鎳轉向硫化鎳。

     我國鎳工業始于1957年四川省力馬河鎳礦的開采,雖然生產規模較小,填補了我國鎳工業的空白,在當時緩和了我國“鎳荒”。1958年甘肅省地質局發現金川(即白家嘴子)鎳礦,并于60年代投產,至今已成為全國最大的鎳礦藏儲備提煉基地,這在很大程度中解決了我國對鎳的需要。到了90年代,由于新疆喀拉通克鎳礦、云南金平鎳礦及吉林赤柏松鎳礦的開發和投產,更使我國鎳工業的發展上了一個新臺階。

     我國鎳礦分布就大區來看,主要分布在西北、西南和東北,其保有儲量占全國總儲量的比例分別為76.8%、12.1%、4.9%。就各省(區)來看,甘肅儲量最多,占全國鎳礦總儲量的62%(其中金昌的鎳產提煉規模居全球第二位),其次是新疆(11.6%)、云南(8.9%)、吉林(4.4%)、湖北(3.4%)和四川(3.3%)。

 
八、鎳礦的應用價值


     鎳能激活胰島素,這一點與鉻的作用相似。缺鎳、缺鉻可使胰島素的活性減弱,糖的利用發生障礙,血中的脂肪及類脂質含量升高,這些物質沉積在血管壁,就會導致動脈粥樣硬化,從而引發冠心病高血壓。有人從動物實驗中觀察到,鎳能抑制大鼠肝合成膽固醇和脂肪,這說明,鎳對糖代謝和脂肪代謝都有一定作用。 鎳的作用雖然還不十分明了,但是,它已經屬于人類命過生程中不可缺少的微量元素之一。鎳是血纖維蛋白溶酶的組成成分,具有刺激生血機能的作用,能促進紅細胞的再生。有類似鈷的生理活性,血鎳的變化也與鈷在貧血治療過程中的變化近似。給供血者每日5毫克鎳鹽,可使血紅蛋白的合成及紅細胞的再生明顯加速。鎳還是體內一些酶的激活劑,而這些酶均為生物體內蛋白質和核酸代謝過程中的重要酶,所以鎳水平降低時,就有可能引起機體代謝上的變化,從而導致某些器官功能的障礙。此外,它又可以維持細胞膜的結構,控制催乳激素等。因此,鎳對人體的作用不容忽視。

 
九、鎳礦的危害

 
     鎳礦有毒性,存在于銅鎳礦中的放射性元素氡存在于建筑水泥、礦碴和裝飾石材以及土壤中。對人體的危害:氡是一種放射性元素,可導致肺癌。對人體的輻射傷害占一生中所受到的全部輻射傷害的55%以上,其誘發肺癌的潛伏期大多都在15年以上,是除了吸煙之外,引起肺癌的第二大因素。

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