鎳礦
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製作器物，中國古代雲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製得金屬鎳，其英文名稱來源於德文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、矽鎂鎳礦、針鎳礦或黃鎳礦、紅鎳礦等。海底的錳結核中鎳的儲量很大，是鎳的重要遠景資源。
基本介紹
中文名：鎳礦外文名： Nickel Ore元素符號：Ni主要用途：用於合金、電鍍等主要礦物：鎳黃鐵礦、矽鎂鎳礦、針鎳礦學科：化學
物質概況,原料特點,性質特徵,鎳的製法,分類分布,工業要求,礦業簡史,資源狀況,儲量分布,找礦突破,套用價值,標樣公司,選礦加工,硫化銅鎳,氧化鎳礦,市場聲音,
物質概況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。由於它具有良好的機械強度和延展性，難熔耐高溫，並具有很高的化學穩定性，在空氣中不氧化等特徵，因此是一種十分重要的有色金屬原料，被用來製造不鏽鋼、高鎳合金鋼和合金結構鋼，廣泛用於飛機、雷達、飛彈、坦克、艦艇、宇宙飛船、原子反應堆等各種軍工製造業。在民用工業中，鎳常製成結構鋼、耐酸鋼、耐熱鋼等大量用於各種機械製造業。鎳還可作陶瓷顏料和防腐鍍層，鎳鈷合金是一種永磁材料，廣泛用於電子遙控、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。鎳礦在彩色電視機、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，由於鎳具有優良性能，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。原料特點鎳屬於親鐵元素，在地球中的含量僅次於矽、氧、鐵、鎂，居第5位。在地核中含鎳最高，是天然的鎳鐵合金。在地殼中鐵鎂質岩石含鎳高於矽鋁質岩石，例如橄欖岩含鎳為花崗岩的1000倍，輝長岩含鎳為花崗岩的80倍。已知含鎳礦物約50餘種。其中硫化物，如鎳黃鐵礦、紫硫鎳鐵礦等游離硫化鎳形態存在，有相當一部分鎳以類質同象賦存於磁黃鐵礦中。而氧化鎳礦中，鎳紅土礦含鐵高，含矽鎂低，含鎳為1%～2%；矽酸鎳所含鐵低，含矽鎂高，含鎳為1.6%～4.0%。氧化鎳礦的開發利用是以鎳紅土礦為主，它是由超基性岩風化發展而成的，鎳主要以鎳褐鐵礦(很少結晶到不結晶的氧化鐵)形式存在。鎳礦Ni2+具強烈親硫性。在岩漿結晶早期，在鎳含量一定的前提下，鎳在岩石中的富集程度取決於硫的逸度。當有足夠的硫時，鎳與硫及似硫物(砷、銻)形成含鎳硫化物，在矽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)。通常所謂的鎂矽鎳礦(即矽酸鎳礦)是從蛇紋石到類似粘土的水蛇紋石與皂石等鎂礦物的一系列混合物的總稱，在氧化作用條件下，部分鎂被鎳置換。氧化鎳和硫化鎳一樣，已成為鎳的重要來源。性質特徵鎳是銀白色金屬，熔點1455℃，沸點2730℃，密度8.90克/厘米3。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緻密的氧化膜，不但能阻止繼續被氧化，而且能耐鹼、鹽溶液的腐蝕。塊狀鎳不會燃燒，細鎳絲可燃，特製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。鎳能緩慢地溶於稀鹽酸、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〕為強鹼，微溶於水，易溶於酸。硫酸鎳（NiSO4）能與鹼金屬硫酸鹽形成礬Ni(SO4)2·6H2O(MI為鹼金屬離子)。+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〕，加熱後它又會分解成金屬鎳和一氧化碳。鎳礦鎳的製法1.電解法。將富集的硫化物礦焙燒成氧化物，用炭還原成粗鎳，再經電解得純金屬鎳。2.羰基化法。將鎳的硫化物礦與一氧化碳作用生成四羰基鎳，加熱後分解，又得純度很高的金屬鎳。3.氫氣還原法。用氫氣還原氧化鎳，可得金屬鎳。鎳大部分用於製造不鏽鋼和抗腐蝕合金。鎳還大量用於鍍鎳。鎳銅合金用於電阻合金、熱交換器和冷凝器管道。鎳鉻鐵合金用於製造蒸氣葉輪機和電熱絲。在化學工業中鎳用作加氫反應的催化劑。分類分布鎳礦種類很多，自然界廣泛存在的鎳硫化礦是(Ni，Fe)S，比重為5，硬度為4，其次是針硫鎳礦NiS(比重5.3，硬度2.5)等。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/TNi45%～70%；氧化礦石：SNi/TNi<45%；矽酸鎳礦石按氧化鎂含量分為；鐵質礦石：MgO<10%；鐵鎂質礦石：MgO 10%～20%；鎂質礦石：MgO>20%；鎳礦石的主要有害雜質有銅(在矽酸鎳礦中)、鉛、鋅、砷、氟、錳、銻、鉍、鉻等。，特富礦石：Ni>3%；富礦石Ni 1%～3%；貧礦石：Ni 0.3%～1%。富礦石及貧礦石需經選礦，特富礦石可直接入爐冶煉硫化鎳礦石按鎳含量可分下列三個品級。鎳礦 產地 菲律賓鎳礦硫化鎳礦床普遍含銅，常稱含銅硫化鎳礦床。在鎳礦體中銅無需單獨制定指標和圈定礦體，當鎳品位達不到指標而銅可單獨形成礦體時，其指標為按銅執行。除銅外，一般常伴生有鐵、鉻、鈷、錳、鉑族金屬、金、銀及硒和碲等，這些伴生有用組分的含量要求是：Pt、Pd為0.03g/t；Os、Ru、Rh、Ir為0.02g/t；Au為0.05～0.1g/t、Ag為1.0g/t、Co為0.01%；Se為0.0005%；Te為0.0002%。在蛇紋岩、滑石等礦床中含有較高的鎳，常有回收價值，在評價該類礦床時對鎳要注意綜合評價。工業要求原生礦石：SNi/TNi>70%混合礦石：SNi/TNi45%～70%氧化礦石：SNi/TNi<45%矽酸鎳礦石按氧化鎂含量分為：鐵質礦石：MgO<10%鐵鎂質礦石：MgO 10%～20%鎂質礦石：MgO>20%礦業簡史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矽酸鎳礦，以後被他命名為矽鎂鎳礦。1875年開始開採，由於當地燃料、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，隨後，墨累據此在附近檢查，從鐵帽上(即克里斯頓礦體頂盤)採樣分析發現含Ni1%、Cu2%的礦石，但因交通不便，未引起注意，至1883年才開展工作，於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。
我國鎳工業始於1957年四川省力馬河鎳礦的開採，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，並於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，由於新疆喀拉通克鎳礦、雲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台階。資源狀況截至1995年末，中國已探明鎳礦區84處，分布於全國18個省、自治區。鎳的保有儲量為785.31萬t，其中A+B+C級占儲量的47.9%，為376.39萬t。如以我國的工業儲量(A+B+C級)與西方國家的儲量基礎相比，我國在古巴(儲量基礎2300萬t)、新喀里多尼亞(儲量基礎1500萬t)、加拿大(儲量基礎1400萬t)、印度尼西亞(儲量基礎1300萬t)、菲律賓(儲量基礎1100萬t)、俄羅斯(儲量基礎730萬t)、澳大利亞(儲量基礎680萬t)、巴西(儲量基礎430萬t)之後，位居世界第9位。60年代由於甘肅金川硫化銅鎳礦床勘查成功，鎳儲量10年增加了1倍多，標誌著中國鎳礦石儲備的世界重要地位。自1975年以後，鎳的保有儲量基本上穩定在760～780萬t。我國鎳礦資源是比較豐富的，據預測，資源量在900萬t左右。最有遠景的地區是新疆哈密的黃山、穹塔格和塔里木盆地北緣。鎳礦儲量分布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%)、雲南(8.9%)、吉林(4.4%)、湖北(3.4%)和四川(3.3%)。找礦突破中央地質勘查基金在位於新疆若羌的“坡北—旋窩嶺一帶鎳礦普查”項目獲得突破性進展。該基金與其他社會資金合作進行的普查結果顯示，這一地區共探得鎳資源量超過百萬噸，礦床規模達到特大型。據估計，中央地勘基金的這一投入直接拉動社會勘查資金近億元，成為國家找礦新機制的又一重大成果。鎳是我國稀缺的一種有色金屬原料，在機械製造等領域有廣泛用途，目前我國進口量逐年遞增。據了解，自2006年成立以來，中央地勘基金項目已累計提交重要礦種的大中型礦產地53處。據了解，截至2011年底，全礦區共探得鎳金屬資源量128萬噸。普查還發現，該勘查區厚大礦層尚未完全控制，礦床規模還有望擴大，礦石鎳品位進一步提高，鎳金屬等資源量遠景規模有望突破200萬噸。套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，它已經屬於人類生命過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。
標樣公司美國加聯是一家專業做進口標樣的公司，提供的鎳礦標樣成分鎳含量為1.6%左右、1.7%左右、1.8%左右、1.9%左右、2%左右等，主要針對中國用戶對鎳礦和鎳鐵的標樣需要。選礦加工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。硫化銅鎳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，常採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，而儘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，可採用這種流程，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：用於選別含銅低於鎳的礦石，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。該鎳精礦經冶煉後，獲得高冰鎳，對高冰鎳再進行浮選分離。3)混合—優先浮選並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，銅鎳混合浮選後，再從其尾礦中進一步回收可浮性差的含鎳礦物。氧化鎳礦氧化鎳礦多採用破碎、篩分等工序預先除去風化程度弱、含鎳低的大塊基岩。由於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；後者又有還原焙燒-常壓氨浸法、高壓酸浸法等。氧化鎳礦在我國不居重要地位，只有雲南墨江金廠、元江安定地區的氧化鎳礦具有一定的儲量。經設計，該礦採用造硫熔煉(還原焙燒)較氨浸法好。但總的來看，該礦礦石品位低，鎂高(MgO 15%～30%)難熔，燃料耗量大，運輸有困難，當前難以提上建設日程。市場聲音鎳礦庫存銳減 印尼禁礦效應開始顯現鎳2014年初印尼實施原礦石出口禁令，導致鎳礦市場流通量一直在減少。資料顯示，12月份，國內12個港口鎳礦庫存為2015萬噸，環比減少95萬噸。經濟學家宋清輝告訴中國經濟導報記者，“主要原因是庫存的印尼鎳已經幾乎消耗殆盡，國內市場鎳的供給開始缺少，印尼禁礦效應真正開始顯現了。宋清輝強調，但印尼禁礦引起的價格波動將會後續限制國內鎳企業的發展，中國企業必須加快多元化進口步伐和完善國內鎳加工鏈。宋清輝認為，“預計鎳礦供應短缺將持續5年左右，這也倒逼國內鎳企業必須調整產業結構和進口多元化。”11月鎳價回穩，不鏽鋼市場出現回暖的跡象，但12月隨著鎳價震盪回弱，市場又回歸平淡。“印尼維持出口禁令鎳股短漲，該國政策一有風吹草動，鎳總會跟隨躁動。而其他鎳礦出口大國很難講未來是否跟風印尼，所以中國企業加快結構調整勢在必行。”宋清輝強調。
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