红土镍矿湿法冶炼可行性分析报告

21.5万吨 /年红土镍矿湿法冶炼项目 可行性分析 2010 年 4 月 25 日 目录 一、概况 二、建设规模及厂址的选择 三、产品方案 四、原料来源 五、工艺流程 六、三废治理和环境保护 七、投资估算 八、销售收入、生产成本及损益测算 一、 概况 全球陆基镍储量约为 12000 万吨，其中 40%为硫化矿， 60%为氧化矿（红土矿），硫化矿主要分布在俄罗斯、加拿大和中国，总量约 5000 万吨，目前镍产量的 60%来自硫化矿。硫化矿资源经过多年开采，资源已逐渐枯竭， 最近十多年未见有发现大型硫化镍矿的报道，为满足世界经济发展对镍的需求，普遍已将目光转向开发红土矿型镍资源。红土矿资源的特点： 1）资源丰富，埋藏浅，易勘探，均为露天开采，采矿成本低。 2）伴生钴含量高，钴可以分摊部分镍成本。 3）红土矿产于热带、亚热带、大多濒临海洋，交通运输方便。 发达国家依靠雄厚资金，先进技术和国际经营经验，在国际矿业全球化的竞争中已先走一步。目前国外的许多知名镍生产企业都已涉足红土矿开发，部分已取得了实质性进展。例如鹰桥公司与 BHP 公司合作开发的印度尼西亚含镍红土矿项目， Inco 公司在印 尼以及新喀里多尼亚开发的红土矿项目等。 由于硫化镍可供开发资源的明显减少，世界未来十年镍产量的增加将主要来源于红土型镍矿资源的开发，而红土型镍矿资源开发中，湿法技术发展趋势大于铁镍火法冶炼技术；虽然湿法技术与红土型镍矿的火法冶炼厂的投资成本大体相当，即年生产能力每磅镍 8 12 美元。但是随着湿法技术的日趋成熟、设备制造技术的进步和规模的扩大，湿法镍厂在下一轮兴建或扩建项目中，其基建投资将会明显下降；湿法工艺的生产成本在一般情况下低于铁镍流程，加上湿法耗能明显低于铁镍流程。因此，在经济上，湿法技术将显示出其优越 性； 国内目前处理红土镍矿大部分都是采用火法生产镍铁或镍铬合金，但最近已有三个常压酸浸的项目投产，其中广西银亿科技矿冶有限公司（年产 5000 吨电积镍， 300 吨碳酸钴）运营状况较好，正在扩建二期 5000 吨 /年项目，并且配套建设从废水中提取镁盐产品的生产线。 二、 建设规模及厂址选择 国内外红土镍矿湿法冶炼单项目的镍产量规模大多在 3 万吨以下，国际上比较著名的如古巴毛阿湾的规模 3 万吨 /年；尼加罗切格瓦那 2.3 万吨 /年；澳大利亚的雅布鲁 3 万吨 /年；澳大利亚布隆 0.9 万吨 /年；考斯 0.9 万吨 /年；澳大利亚的莫林莫林的设计 规模 4.5 万吨 /年（实际产能 3.5 万吨 /年），国内广西银亿和江西江锂的设计产能 5000 吨 /年，云南元江设计能力为 3000 吨 /年。目前广西银亿正在进行技术改造将现有产能扩大到 10000 吨。江西江锂也有计划新建 1.5 万吨/年的项目。 结合江铜的实际情况，并考虑红土镍矿资源的供应现状，拟将建设规模定为21.5 万吨 /年金属镍，同时配套建设 230 万吨 /年硫铁矿循环经济项目，可以为湿法冶炼提供硫酸、蒸汽及电力。 红土镍矿湿法冶炼生产耗水耗酸量大、用地多及物流量大，必需依赖大容量物流通道，为降低企业成本、打造核心竞争 力，项目的选址需要考虑的主要因素有：主要原材料（硫酸、石灰和红土镍矿）的物流成本、物流吞吐量、可就近选址建设尾矿库堆存酸浸废渣、工业基础设施完备等。 经过考察和调研，我们认为瑞昌市码头镇工业园建设条件相对较好，主要情况如下： 1、土地供应充裕。工业城规划面积有 78 平方公里，目前工业城内暂无大的企业进驻，能够预留数千亩土地，工业城内路域平阔，岸坡平缓，平整量小，可满足园区集约化和可持续发展要求。 2、区位交通便捷。境内 105、 316 国道与九景高速、昌九高速、赣粤高速、沪蓉高速和杭瑞高速交织贯通，公路交通优势明显； 铁路货运站白杨站、夏畈站距工业城分别只有 14 公里、 7 公里；长江岸线全长 19.5 公里，主航道深泓线紧贴南岸，为双向航道，属长江一级主航道，常年适应 2000 吨级以上船舶作业，最大停泊能力为万吨级海轮，境外矿石可由江海联运直达专用码头，物流成本较低。相对于把建设地址选在德兴铜矿做了物流成本对比（见表 1） 3、供水、供电、运输、能源等基础设施完备。工业城内规划建设有 220KV 和 110KV 的变电站各一座，其中工业城 110KV 变电站已开工建设，预计可在 2010 年 10 月竣工，西气东输二线线路经过工业城，接口距建设地点约 34 公里，并在工业城内预留接口。 4、工业园位置距江铜武山铜矿尾矿库只有约 10 公里，便于酸浸废渣的堆存，可不必新建尾矿库，节约投资。 5、项目所需的石灰资源丰富。 6、园区内水泥产能较大，可适当消化生产过程中产生的废渣。 7、硫铁矿循环经济项目及江铜九江铅锌冶炼项目建成后可提供项目所需的硫酸。 三、 产品方案 根据国内目前的红土镍矿冶炼技术进展和环保要求，拟采用常压吨 镍 物 流 成 本 比 较 表 1 建设地址 物流方案 项目 物流量（吨） 建设地址选在德兴 建设地址选在瑞昌 单价（元 /吨） 物流成本（元） 单价（元 /吨） 物流成本（元） 红土镍矿在南通港靠岸 主要原料：硫精矿 45 20 900 80 3600 红土镍矿 105 95 9975 28 2940 石灰 28 35 980 15 420 硫酸 55 40 2200 小计 233 14055 6960 主要产品：硫酸渣 23 90 2070 15 345 镍 1 400 400 400 400 小计 24 2470 745 合计 257 16525 7705 红土镍矿在宁波港靠岸 主要原料：硫精矿 45 20 900 80 3600 红土镍矿 105 112 11760 51 5355 石灰 28 35 980 15 420 硫酸 55 40 2200 小计 233 15840 9375 主要产品：硫酸渣 23 90 2070 15 345 镍 1 400 400 400 400 小计 24 2470 745 合计 257 18310 10120 酸浸工艺，处理进口硅镁型红土镍矿，主要产品为 1#镍，碳酸钴，并根据市场的需求生产氧化镁、硫酸镁和氢氧化镁等镁盐产品。 四、 原料来源 项目的主要原料为进口硅镁型红土镍矿（含镍 1.6%）和硫酸，每吨镍消耗红土镍矿 105 吨（湿基含水 3035%），消耗硫酸 55 吨。 1.5 万吨 /年红土镍矿项目年消耗红 土镍矿 157.5 万吨，硫酸 82.5 万吨。 红土镍矿资源系硫化镍矿岩体风化 淋滤 沉积形成的地表风化壳性矿床，世界上红土镍矿分布在赤道线南北 30 度以内的热带国家，集中分布在环太平洋的热带 亚热带地区，主要有：美洲的古巴、巴西，东南亚的印度尼西亚、菲律宾，大洋洲的澳大利亚、新喀里多尼亚、巴布亚新几内亚等。居前三位的是古巴、新喀里多尼亚和澳大利亚，拥有镍金属储量分别为 2300 万吨、 1500 万吨、 1100万吨。亚洲的印度尼西亚和菲律宾的储量为 130 万吨和 150 万吨。 2009 年全年中国累计进口红土镍矿 1642 万吨， 同比增加 33.3%，创历史新高。其中从印尼进口 717 万吨，菲律宾进口 869 万吨，大多数是港口现货交易。国内 红土镍矿进口的主要港口包括：山东的日照港、岚山港，天津港和江苏连云港。进口的红土镍矿目前只有不到 10%用于湿法冶炼，大多数均用于火法冶炼生产镍铁。由于火法工艺在能耗、环保和成本方面都处于劣势，按照目前的市场行情，经营状况不佳。 经过港口现场考察，目前各主要港口红土镍矿库存较大。日照港目前的库存有 370 多万吨，各种品质的都有，但主要以含镍 2%以上的为主。连云港的库存也比较大，根据贸易商提供的品质报告单，有 大量的现货属于我们需要的硅镁型红土镍矿。从对以上两个港口调研的情况来看，我们认为目前红土镍矿的供应相对充足，在现货市场上每年购买 150 多万吨硅镁型红土镍矿还是比较容易的。同时可在国外积极寻找矿权合作，为公司镍产业可持续发展提供可靠的资源保障。 随着镍金属价格的上涨，近期红土镍矿价格也在不断上扬，含镍 1.6%的硅镁型红土镍矿港口现货价格已经从 360 元 /吨上涨到近 500 元 /吨（湿吨含税）。 近期由于油价高企及 “世博会 ”因素影响，日照或连云港走海运再走长江水运抵达九江港运费大约要 80 元 /吨，运费较高。通过向港口物 流部门咨询，建议我们可采取以下两种物流方案：其一、 3 万吨级左右的海运船可在南通港靠岸，过驳到 7000 吨级左右的内河船运抵九江，从南通到九江的运费 22 元 /吨，过驳费用大约 6 元 /吨；其二、 4 万吨以上的海运大船受长江口吃水深度的限制，必须在宁波北仑港靠岸，过驳到吨位较小的且可通过长江口的船上，然后再到南通或张家港进行二次过驳运到九江， 到达九江的物流费用为 60 元 /吨左右。 项目所需硫酸由配套建设的硫铁矿循环经济项目供给，缺口部分可由江铜铅锌冶炼厂和贵溪冶炼厂供给。 五、 工艺流程 根据红土镍矿的成因和成分的不同，可以简 单地把红土矿分为褐铁矿和硅镁镍矿两种。褐铁矿型矿石含硅镁低、含铁高，适合氨浸和加压酸浸。硅镁镍矿适合火法熔炼还原或常压酸浸。火法是传统的处理方法，而湿法技术是从 20 世纪 70 年代开始发展起来的，无论是常压还是加压酸浸，目前技术都比较成熟，国内外均有多条成熟的生产线。 本项目采用的工艺为常压酸浸，主要工艺流程：原料经球磨制浆 加热常压酸浸 一步除铁 二步除铁 除杂 浓密机逆流洗涤 洗涤后的废渣中和 浓缩送尾矿库 上清滤液加碱产生氢氧化镍浆液 浓缩 洗涤 板框压滤 压滤后的氢氧化镍加硫酸溶解 萃取 电积镍 矿石经 过格筛进入中间矿仓，非常少量的块度大于 300mm 矿石采用人工处理后进入中间仓，中间仓下部出口接振动筛，筛上矿送颚式破碎机，将矿石破碎到 30mm 以下，破碎后矿石和筛下矿一起通过运输皮带送球磨工序。 球磨后矿浆直接送入浸出槽中加入硫酸浸出，控制一定的温度和酸度使得92%以上的镍、钴进入溶液，大部分镁和部分铁也进入溶液中。矿浆直接进行中和除铁，终点 pH 值控制在 4.0 左右，中和除杂后矿浆进入下一段 CCD 洗涤工序。 根据工艺要求和矿浆特点，采用浓密逆流洗涤来进行中和后矿浆的洗涤和液固分离，洗涤水最后一级浓密机加入，溢 流液进入上一级浓密洗涤，底流进入尾渣中和工序，第一级浓密机底流进入第二级浓密洗涤，以此类推。溢流液部分进入下一个中和除杂工序。 经过中和除杂和浓密洗涤后得到溶液含镍 1.7g/l，采用氢氧化钠溶液做为中和剂，反应时间 23h，得到镍钴氢氧化物沉淀，镍、钴沉淀率 99%。沉淀后矿浆进入浓密机液固分离，底流压滤获得镍钴氢氧化物沉淀混合物滤饼。浓密机溢流液和压滤液返回主工序作为 CCD 洗涤前液循环使用。滤饼用硫酸溶解，制得浓度比较高的硫酸镍、钴的溶液。 制得的溶液进入萃取车间，进行镍钴分离，进一步除杂，除杂后的硫酸 镍溶液送电积车间生产电积镍。分离后的硫酸钴溶液生产碳酸钴。 六、 三废治理与环境保护 废气 ：本项目生产过程中不产出有毒烟气，少量浸出除铁过程中的蒸汽经过冷凝吸收后返回工艺系统中循环使用。 废水 ：本项目生产中每天需要新水量 2788m3，外排水主要是浸出渣和中和渣带走的水量， pH 在 11 左右，性质稳定，重金属离子如铜、镍、铅等含量均小于 0.1mg/L， 工艺过程中需要大量水进行洗涤除镁，产生大量的含镁废水，通常的做法是采用加石灰乳将镁沉淀，除镁后的废水可回用至工艺流程中 。 废渣 ：主要是酸浸尾渣和石膏。 每生产一吨镍产生 的酸性废渣约 100 吨（含水 20%），采用加石灰中和处理后送尾矿库堆存。 废水除镁的过程中产生的石膏和镁盐经浓缩后可直接送尾矿库堆存。 综上所述，本项目中的废气、废水、废渣都已有相应的治理措施，不会对周围环境造成污染，因此对周围环境不会产生不利的影响。 七、 投资估算 经过调研，目前在国内采用此工艺的工厂投资强度为 10 万元 /吨镍。 1.5万吨规模的投资额约为 15 亿元人民币左右。若考虑共用武山铜矿的新建尾矿库，可大幅度节省投资。 八、 销售收入、生产成本及损益测算 产品产量与销售收入构成表 表 2 序号 名称 年产量 单价 （不含税） 年销售收入（亿元） 1 1#镍 1.5万吨 165000元 /吨 24.75亿元 2 碳酸钴 900吨 200000元 /吨 1.80亿元 3 氢氧化镁 3000吨 4270元 /吨 0.128亿元 合计 26.678亿元 达产年镍生产成本估算表 表 4 序号 项目 单位 单耗 单 价 单位成本（元 /吨） 总成本（万元） 备注 1 原料 红土镍矿 吨 105 490 51450 77175 含镍 1.6%，含水 35%含运费 98 硫酸 吨 55 340 18700 28050 2 辅助材料 石灰 吨 28 220 6160 9240 烧碱 吨 2 1700 3400 5100 萃取剂 公斤 90 43 3870 5805 其他 公斤 900 1350 3 动力 水 吨 60 0.5 30 45 电 度 8100 0.59 4779 7168.5 4 工资 元 3600 5400 按定员 1000 人，人均工资 5.4 万元 5 制造费用 折旧费 8000 12000 修理费 4000 6000 按 4%计 零星费 1000 1500 按 1%计 合计 105889 158833.5 损益表 年份 投产期 达产期 项目 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 生产负荷 80% 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100% 一、产品销售收入 213,424.00 266,780.00 266,780.00 266,780.00 266,780.00 266,780.00 266,780.00 266,780.00 266,780.00 266,780.00 1、 1#镍 198,000.00 247,500.00 247,500.00 247,500.00 247,500.00 247,500.00 247,500.00 247,500.00 247,500.00 247,500.00 2、碳酸钴 14,400.00 18,000.00 18,000.00 18,000.00 18,000.00 18,000.00 18,000.00 18,000.00 18,000.00 18,000.00 3、氢氧化镁 1,024.00 1,280.00 1,280.00 1,280.00 1,280.00 1,280.00 1,280.00 1,280.00 1,280.00 1,280.00 二、营业总成本 146,704.16 173,499.55 172,662.29 171,776.81 170,835.20 170,835.20 170,835.20 170,835.20 170,835.20 170,835.20 其中：营业成本 132,046.80 158,833.50 158,833.50 158,833.50 158,833.50