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镍是一种化学元素。化学符号Ni,原子序数28,原子量58.69,属周期系Ⅷ族。古代埃及、中国和巴比伦人都曾用含镍量很高的陨铁制作器物,中国古代云南生产的镍矿中含镍量就很高。1751年瑞典A.F.克龙斯泰德用木炭还原红镍矿制得金属镍,其英文名称来源于德文Kupfernickel,含义是假铜。镍矿在地壳中的含量为0.018%,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。

简介

英文简称 Nickel Ore
是一种银白色金属,首先是1751年由瑞典矿物学家克朗斯塔特(A.F.Cronstedt)分离出来的。由于它具有良好的机械强度延展性,难熔耐高温,并具有很高的化学稳定性,在空气中不氧化等特征,因此是一种十分重要
镍矿

镍矿

有色金属原料,被用来制造不锈钢、高镍合金钢和合金结构钢,广泛用于飞机、雷达导弹、坦克、舰艇、宇宙飞船、原子反应堆等各种军工制造业。在民用工业中,镍常制成结构钢、耐酸钢、耐热钢等大量用于各种机械制造业。镍还可作陶瓷颜料和防腐镀层,镍钴合金是一种永磁材料,广泛用于电子遥控、原子能工业和超声工艺等领域,在化学工业中,镍常用作氢化催化剂。
在彩色电视机、磁带录音机和其他通讯器材等方面镍的用量也正在迅速增加。总之,由于镍具有优良性能,已成为发展现代航空工业国防工业和建立人类高水平物质文化生活的现代化体系不可缺少的金属。

原料特点

镍属于亲铁元素,在地球中的含量仅次于硅、氧、铁、,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。
镍矿

镍矿

已知含镍矿物约50余种。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%。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的逸度。当有足够的时,镍与硫及似硫物(、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。氧化镍硫化镍一样,已成为镍的重要来源。

性质特征

镍是银白色金属熔点1455℃,沸点2730℃,密度8.90克/厘米3。
镍矿

镍矿

铁磁性和延展性,能导电和导热。常温下,镍在潮湿空气中表面形成致密的氧化膜,不但能阻止继续被氧化,而且能耐碱、盐溶液的腐蚀。块状镍不会燃烧,细镍丝可燃,特制的细小多孔镍粒在空气中会自燃。加热时,镍与氧、硫、氯、溴发生剧烈反应。细粉末状的金属镍在加热时可吸收相当量的氢气。镍能缓慢地溶于稀盐酸、稀硫酸稀硝酸,但在发烟硝酸中表面钝化。镍的氧化态为-1、+1、+2、+3、+4,简单化合物中以+2价最稳定,+3价镍盐为氧化剂。镍的氧化物有NiO和Ni2O3。氢氧化镍〔Ni(OH)2〕为强碱,微溶于水,易溶于酸。硫酸镍(NiSO4)能与碱金属硫酸盐形成矾Ni(SO4)2·6H2O(MI为碱金属离子)。+2价镍离子能形成配位化合物。在加压下,镍与一氧化碳能形成四羰基镍〔Ni(CO)4〕,加热后它又会分解成金属镍和一氧化碳。

镍的制法

①电解法。将富集的硫化物矿焙烧成氧化物,用炭还原成粗镍,再经电解得纯金属镍。②羰基化法。将镍的硫化物矿与一氧化碳作用生成四羰基镍,加热后分解,又得纯度很高的金属镍。③氢气还原法。用氢气还原氧化镍,可得金属镍。镍大部分用于制造不锈钢和抗腐蚀合金。还大量用于镀镍。镍铜合金用于电阻合金、热交换器和冷凝器管道。镍铬铁合金用于制造蒸气叶轮机和电热丝。在化学工业中镍用作加氢反应的催化剂

分类分布

镍矿 产地 菲律宾

镍矿 产地 菲律宾

镍矿种类很多,自然界广泛存在的镍硫化矿是(Ni,Fe)S,比重为5,硬度为4,其次是针硫镍矿NiS(比重5.3,硬度2.5)等。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、、锰、锑、、铬等。
镍矿

镍矿

,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石按镍含量可分下列三个品级。
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。

工业要求

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%

矿业简史

古代埃及和我国都曾用含镍很高的陨铁作器物。我国公元前206年(汉朝)以前就已掌握了冶炼白铜(即铜镍锌合金,含Cu 52%~80%,Ni 5%~35%,Zn 10%~35%)的技术。
1865年法国加尼尔首次在新喀里多尼亚发现硅酸镍矿,以后被他命名为硅镁镍矿。1875年开始开采,由于当地燃料、熔剂缺乏,劳力不足,矿石送往法国德国冶炼,是世界上最早用鼓风炉炼镍的矿石。1856年A.P.萨尔得在加拿大定子午线时发现在萨德伯里地区罗盘读数显得偏斜,随后,墨累据此在附近检查,从铁帽上(即克里斯顿矿体顶盘)采样分析发现含Ni1%、Cu2%的矿石,但因交通不便,未引起注意,至1883年才开展工作,于1886年发现克里斯顿矿床,从而发现了世界闻名的萨德伯里超大型铜镍硫化物矿床,1901年露采出矿。从此世界镍的冶炼由氧化镍转向硫化镍。
我国镍工业始于1957年四川省力马河镍矿的开采,虽然生产规模较小,填补了我国镍工业的空白,在当时缓和了我国“镍荒”。1958年甘肃省地质局发现金川(即白家嘴子)镍矿,并于60年代投产,至今已成为全国最大的镍矿藏储备提炼基地,这在很大程度中解决了我国对镍的需要。到了90年代,由于新疆喀拉通克镍矿、云南金平镍矿及吉林赤柏松镍矿的开发和投产,更使我国镍工业的发展上了一个新台阶。

资源状况

已知镍矿约50余种。
镍矿

镍矿

截至1995年末,中国已探明镍矿区84处,分布于全国18个省、自治区。镍的保有储量为785.31万t,其中A+B+C级占储量的47.9%,为376.39万t。如以我国的工业储量(A+B+C级)与西方国家的储量基础相比,我国在古巴(储量基础2300万t)、新喀里多尼亚(储量基础1500万t)、加拿大(储量基础1400万t)、印度尼西亚(储量基础1300万t)、菲律宾(储量基础1100万t)、俄罗斯(储量基础730万t)、澳大利亚(储量基础680万t)、巴西(储量基础430万t)之后,位居世界第9位。
60年代由于甘肃金川硫化铜镍矿床勘查成功,镍储量10年增加了1倍多,标志着中国镍矿石储备的世界重要地位。自1975年以后,镍的保有储量基本上稳定在760~780万t。
我国镍矿资源是比较丰富的,据预测,资源量在900万t左右。最有远景的地区是新疆哈密的黄山、穹塔格和塔里木盆地北缘。

我国镍矿

储量分布

我国镍矿分布就大区来看,主要分布在西北、西南和东北,其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%)。

找矿突破

中央地质勘查基金在位于新疆若羌的“坡北—旋窝岭一带镍矿普查”项目获得突破性进展。该基金与其他社会资金合作进行的普查结果显示,这一地区共探得镍资源量超过百万吨,矿床规模达到特大型。据估计,中央地勘基金的这一投入直接拉动社会勘查资金近亿元,成为国家找矿新机制的又一重大成果。
镍是我国稀缺的一种有色金属原料,在机械制造等领域有广泛用途,目前我国进口量逐年递增。据了解,自2006年成立以来,中央地勘基金项目已累计提交重要矿种的大中型矿产地53处。
据了解,截至2011年底,全矿区共探得镍金属资源量128万吨。普查还发现,该勘查区厚大矿层尚未完全控制,矿床规模还有望扩大,矿石镍品位进一步提高,镍金属等资源量远景规模有望突破200万吨。

应用价值

镍能激活胰岛素,这一点与铬的作用相似。缺镍、缺铬可使胰岛素的活性减弱,糖的利用发生障碍,血中的脂肪及类脂质含量升高,这些物质沉积在血管壁,就会导致动脉粥样硬化,从而引发冠心病高血压。有人从动物实验中观察到,镍能抑制大鼠肝合成胆固醇脂肪,这说明,镍对糖代谢脂肪代谢都有一定作用。 镍的作用虽然还不十分明了,但是,它已经属于人类命过生程中不可缺少的微量元素之一。镍是血纤维蛋白溶酶的组成成分,具有刺激生血机能的作用,能促进红细胞的再生。有类似钴的生理活性,血镍的变化也与钴在贫血治疗过程中的变化近似。给供血者每日5毫克镍盐,可使血红蛋白的合成及红细胞的再生明显加速。镍还是体内一些酶的激活剂,而这些酶均为生物体内蛋白质和核酸代谢过程中的重要,所以镍水平降低时,就有可能引起机体代谢上的变化,从而导致某些器官功能的障碍。此外,它又可以维持细胞膜的结构,控制催乳激素等。因此,镍对人体的作用不容忽视。

危害

镍矿有毒性,存在于铜镍矿中的放射性元素氡存在于建筑水泥、矿碴和装饰石材以及土壤中。对人体的危害:氡是一种放射性元素,可导致肺癌。对人体的辐射伤害占一生中所受到的全部辐射伤害的55%以上,其诱发肺癌的潜伏期大多都在15年以上,是除了吸烟之外,引起肺癌的第二大因素。

标样公司

美国加联是一家专业做进口标样的公司,提供的镍矿标样成分镍含量为1.6%左右、1.7%左右、1.8%左右、1.9%左右、2%左右等,主要针对中国用户对镍矿和镍铁的标样需要。

选矿加工

镍矿石主要分硫化铜镍矿和氧化镍矿,两者的选矿和加工方法完全不同。

硫化铜镍

硫化铜镍矿石的选矿方法,最主要的是浮选,而磁选和重选通常为辅助选矿方法。浮选硫化铜镍矿石时,常采用浮选硫化铜矿物的捕收剂和起泡剂。确定浮选流程的一个基本原则是,宁可使铜进入镍精矿,而尽可能避免镍进入铜精矿。因为铜精矿中的镍在冶炼过程中损失大,而镍精矿中的铜可以得到较完全的回收。铜镍矿石浮选具有下列四种基本流程。
直接用优先浮选或部分优先浮选流程:当矿石中含铜比含镍量高得多时,可采用这种流程,把铜选成单独精矿。该流程的优点是,可直接获得含镍较低的铜精矿。
1)混合浮选流程:用于选别含铜低于镍的矿石,所得铜镍混合精矿直接冶炼成高冰镍。
2)混合—优选浮选流程:从矿石中混合浮选铜镍,再从混合精矿中分选出含低镍的铜精矿和含铜的镍精矿。该镍精矿经冶炼后,获得高冰镍,对高冰镍再进行浮选分离。
3)混合—优先浮选并从混合浮选尾矿中再回收部分镍:当矿石中各种镍矿物的可浮性有很大差异时,铜镍混合浮选后,再从其尾矿中进一步回收可浮性差的含镍矿物。

氧化镍矿

氧化镍矿多采用破碎、筛分等工序预先除去风化程度弱、含镍低的大块基岩。由于氧化镍矿中的镍常以类质同象分散在脉石矿物中,且粒度很细,因此不能用机械选矿方法予以富集,只能直接冶炼。
氧化镍矿的冶炼富集方法,可分为火法和湿法两大类。前者又可分为造硫熔炼、镍铁法和粒铁法;后者又有还原焙烧-常压氨浸法、高压酸浸法等。
氧化镍矿在我国不居重要地位,只有云南墨江金厂、元江安定地区的氧化镍矿具有一定的储量。经设计,该矿采用造硫熔炼(还原焙烧)较氨浸法好。但总的来看,该矿矿石品位低,镁高(MgO 15%~30%)难熔,燃料耗量大,运输有困难,当前难以提上建设日程。
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