我国镍矿及镍铁情况

1、我国镍矿及镍铁情况中国镍矿及镍铁简述镍元素及其作用镍是一种化学元素。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

2、源。英文简称 Nickel Ore 镍是一种银白色金属，首先是 1751 年由瑞典矿物学家克朗斯塔特分离出来的。由于它具有良好的机械强度和延展性，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的有色金属原料，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。近年来，在彩色电视机、 磁带录音机和其他通

3、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。红土型镍矿开发进展的原因随着世界 90 年代经济发展，占镍用途65 的不锈钢需求增长坚挺，镍需求前 5 年平约每年增长4 以上，预测今后510年，增长率 3.5 4，其中亚州的镍需求增长率将是 7 。然而，世界可供近期开发的硫化镍资源，除了加拿大的 Voisey bay 镍矿以外，几乎廖廖无几。全球至今约探获 7000 万吨镍金属量的资源。其中，硫化镍约 3000 万吨，占 42 。其余均为红土型镍。开发利用红土型镍的长处在于：第一，红土型镍资源

4、丰富，全球均有 4100 万吨镍金属量，勘查成本低。第二，采矿成本极低。第三，选冶工艺已经成熟。 红土型镍矿的火法冶炼铁镍技术业已成熟，压力酸浸技术亦趋成熟。该技术始于 50 年代，首次用于古巴 Moa Bay矿，称 AMAXPAL技术。此后， 70 年代澳洲 QNI 公司建成 Yabula镍厂，酸浸处理新喀里东尼亚、印尼及澳州昆士兰州的红土型镍矿。加拿大Sherritt公司湿法处理红土型镍矿的技术已获公认。第四，红土型镍矿可以生产出氧化镍、硫镍、铁镍等中间产品，其中硫镍，氧化镍可供镍精炼厂使用，以解决硫化镍原料不足的问题。至于铁镍更是便于用于制造不锈钢，降低生产成本。如印尼Antam公司利用

5、本土的红土型镍矿，生产铁镍的成本去年已降至1.4美元磅镍（1磅0.453kg-编者注）年产量近1 万吨含镍量。第五，世界红土型资源主要分布于近赤道地区，大部分靠近海岸，便于外运。因此，红土型镍建厂的投资虽然较大， 一般每磅镍年生产能力需911美元，但由于上述长处，如果工艺合理，管理有素，其每磅镍的生产成本可低于硫化镍。 以澳大利亚最大的镍业公司西部矿业公司（WMC ）为例，每磅镍的总成本（包括投资摊销）自 1996 年 3.0 美元降至 2.0 美元（2000年）。工艺成熟、管理先进的红土型镍矿也可以达到这个水平。特别是近几年红土型镍矿压力酸浸技术项目的详细可行性研究报告，将钴的价值计算在内，

6、每磅镍的生产成本均在1.4 美元以下。因此，红土型镍矿开发利用的技术中心已由火法转为湿法的酸浸金属。全球镍矿资源介绍世界上可开采的镍资源有2 类，一类是硫化矿床，另一类是氧化镍矿，全球已探明的镍矿储量约230 亿吨，平均含矿量为 0.97 ，镍总量大约为2.2 亿吨，其中硫化镍矿储量约为105 亿吨，平均等级为 0.58 ，镍含量约为 6200 万吨，约占镍矿总资源量的28 ；氧化镍矿约为 126 亿吨，平均等级为1.28；镍含量约为1.6 亿吨，约占镍矿总资源的72 。硫化镍矿石按镍含量可分下列三个品级，特富矿石：Ni3 ；富矿石Ni 1 3 ；贫矿石： Ni 0.3 1。富矿石及贫矿石需经

7、选矿，特富矿石可直接入炉冶炼。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0.050.1g/t、Ag为1.0g/t、Co 为0.01 ； Se为0.0005； Te 为0.0002。我国镍矿资源主要都是硫化镍矿，氧化镍矿极少。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 、 1

8、2.1 、 4.9 。就各省（区）来看，甘肃储量最多，占全国镍矿总储量的 62 ，其次是新疆（ 11.6 ）、云南（ 8.9 ）、吉林（4.4 ）、湖北（ 3.4 ）和四川（ 3.3 ）。图 1 我国镍矿床分布图氧化镍矿资源为硫化镍矿岩体风化- 淋滤 - 沉积形成的地表风化壳性矿床，由于铁的氧化，矿石呈红色，所以统称为红土镍矿。但实际上氧化镍矿分为两种类型，一种是褐铁矿型，位于矿床的上部，铁高、镍低，硅、镁较低，但钴含量较高，这种矿石宜采用湿法冶金工艺处理，冶炼镍铁产生的炉渣用于钢的生产。另一种为硅镁镍矿，位于矿床的下部，硅、镁含量较高，铁、钴含量较低，但镍含量较高，这种矿石宜采用火法冶金工艺

9、处理，生产镍铁产生的炉渣可用作建筑材料和生产化肥。而处于中间过渡的矿石可以采用火法冶金也可以采用湿法冶金工艺。表 3 不同类型的红NiCoFeMSiCr土镍矿成分红土镍矿类gOO22O3型褐铁矿型0.80.1400.51021.50.2505.0305硅镁镍矿型1.50.02551012.020.1401530210.01015301.520.125355023.0因此其红土型镍钴矿有良好的找矿前景。菲律宾也以红土镍为主，主要分布在诺诺克岛。缅甸也有红土型硅酸镍矿，受印缅山脉超基性岩带控制，分布在中部盆地西缘。俄罗斯的镍资源分布在西伯利亚地台西北缘诺里尔斯克硫化铜镍矿区。越南镍矿为铜镍硫化物型

10、，分布在西北部，已知有山萝省的班福矿床， 赋存在黑水河裂谷塔布蛇绿岩带内，有探明储量 12万吨。我国镍矿进口情况由于我国镍矿资源相对缺乏，尤其是红土镍矿非常稀缺，从下图可以看出，伴随着 06 年我国镍铁冶炼的悄然兴起到07 年的燎原之势，我国镍矿进口量也在 06-07 年呈现了爆炸性增长。随着我国不锈钢产能的不断释放，我国每年的镍消耗量将占全球四分之一，在此供需矛盾推动下，我国将继续依赖镍矿进口，并且随着我国镍铁行业的发展，镍矿进口量也将呈继续上升之势。图 2 2005-2009 年我国年进口镍矿统计镍的主要用途及镍铁的优势体现镍的主要用途是制造不锈钢、高镍合金钢和合金结构钢，被广泛用于飞机、

11、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、石油；镍与铬、铜、铝、钴等元素可组成非铁基合金。镍基合金、镍铬基合金是耐高温、抗氧化材料，用于制造喷气涡轮、电阻、电热元件、高温设备结构件等；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。目前不锈钢生产中镍元素主要有三种来源： 电解镍、镍铁和废不锈钢，其中前两种均由镍矿通过湿法和火法等工艺冶炼而得。电解镍及镍铁牌号与成分简介1 、表 1 电解镍牌号与化学成分电解镍按化学成分分为五

12、个牌号：Ni99.99 、Ni99.96 、Ni99.90 、Ni99.50 、Ni99.20 。电解镍的化学成分应符合下表的规定牌号NNNNNi99.9i99.9i99.9i99.5i99.296000化学成分镍和钴总99999量不小于9.999.969.99.59.2钴不大于00.0.00.0050208.1550杂 C00.0.00.质.0050101.0210含Si00.0.-量.001002002不P00.0.00.大.001001001.00302于S00.0.00.001001001.00302Fe00.0.00.0020102.2050Cu00.0.00.0010102.041

13、55Zn00.0.0-.0010015002.005As00.0.0-.0000008001.0028Cd00.0.0-.00000030008.0023Sn00.0.0-.00000030008.00235Sb00.0.0-.00000030008.00235Pb00.0.00.000001001.0020053Bi00.0.0-.00000030008.00235Al0-.001Mn0-.001Mg00.0.-.0010010022 、表 2 我国生产镍铁主要成分指标目前我国生产的镍铁按照含镍量主要有1.61.8 、 46、 68以及 10 13 这几种。各成分指标杂质含量（）不大于Ni

14、（）CSPSi1.61.850.250.063.54640.50.064.56840.30.084.5101340.20.054在目前我国生产不锈钢里的镍元素主要有三大来源：电解镍、镍铁及废不锈钢，其中电解镍具有纯度高、含杂质低、熔点高（ 1400 以上），抗腐蚀性强。在冷、热状态下，压力加工等机械性能良好，同时还具有特殊物理性能：磁性、磁伸、缩性、高的电真空性能等特点，因而在工业上得到广泛应用。与电解镍相比，镍铁的优势体现在其对不锈钢原料成本的影响上。以目前市场价格来计算，国内金川公司镍板出厂价176000 元，而现在含镍量在 1015 的镍铁国内价格只在15501600元 / 镍左右，加上

15、镍铁里还含有大量的铁元素是不需要计价的，因此镍铁与电解镍相比在不锈钢成本核算上占据了优势。此外，由于冶炼电解镍的硫化镍矿在长期开采的情况资源急剧减少，开采成本也水涨船高，加上市场上的投机炒作因素，从长期来看电解镍价格仍将继续攀升，而冶炼镍铁用的氧化镍矿（又称红土镍矿）由于其所含镍元素占到了全球镍储量的65 左右，因此随着全球硫化镍矿的逐步减少，红土镍矿冶炼镍铁的价值将进一步得到体现，镍铁的存在对电解镍价格投机上涨也起到了很好的抑制作用。镍铁冶炼工艺虽然红土镍矿处理工艺主要分为湿法冶炼工艺和火法冶炼工艺，但目前世界范围内比较成熟的利用红土镍矿冶炼镍铁合金的工艺方法仍旧以火法冶炼为主。火法冶炼镍铁

16、是在高温条件下，以C（或 Si）作还原剂，对氧化镍矿中的 NiO 及其他氧化物（如 FeO ）进行还原而得。同时采用选择性还原工艺，合理使用还原剂，按还原顺序NiO 、FeO 、Cr2O3 、SiO2 进行还原反应。NiO+C Ni+CO T=420 （1）FeO+C Fe+CO T=650 （2）Cr2O3+C Cr+ CO SiO2+C Si+CO 因不同产地的镍矿成分不同，NiO 及各种氧化物之间组成的化合物也有所不同，因而，在镍铁冶炼过程中，其实际反应较复杂。反应生成的Ni和Fe能在不同比例下互溶，生成镍铁。从上述（ 1 ）、（ 2 ）反应式中可看出： NiO 、FeO 还原反应开始温

17、度较低，而且， NiO 的开始反应温度比 FeO 约低 200 ；因而，火法冶炼镍铁过程中，尽管所采用的镍矿 NiO 含量较低，但 NiO 90 以上被还原，而且，在 Ni Fe很低的情况下，可通过不同的工艺操作，使产品含Ni 量提高到较高水平，与铁合金其他产品（如高碳铬铁、锰硅合金等）相比，电炉粗镍冶炼难度相对较低。目前我国镍铁冶炼主要采用高炉法和电炉法两种：、高炉法：镍矿脱水、烧结、造块配入焦炭、熔剂高炉冶炼粗镍铁精炼降 Si、C、P、S镍铁。在国内，近年采用的火法冶炼镍铁较为普遍，主要是借用于现有炼铁小高炉直接转产，具体操作与小高炉生产生铁操作相似，特别适合于使用低Ni 、高 Fe镍矿生

18、产低 Ni 镍铁（含镍生铁）。该工艺仍以焦炭燃烧放热作为冶炼热能，入炉镍矿中 FeO 可被焦炭中的C充分还原，故粗镍铁中的 Ni 含量高低基本受限于入炉镍矿 Ni Fe的比值大小。由于国家限制 400 立方米以下小高炉的使用， 而使用矿热电炉， 利用低镍高铁镍矿，直接生产低 Ni 镍铁，其工艺的合理性和易操作性，似乎不及高炉法，因而采用大容量高炉冶炼低 Ni 镍铁值得关注和研究。、电炉法镍矿脱水、造块配入焦炭、熔剂电炉冶炼粗镍铁降C、Si、P、S精炼镍铁。电炉法是以 C作还原剂，在电能高温条件下，对镍矿中的NiO 、FeO等氧化物进行还原，冶炼出镍铁，因而，在电炉冶炼过程中，调整合适的配炭量，

19、限制 FeO 还原，可生产出 Ni 含量较高的电炉镍铁。国外火法冶炼镍铁主要采用此工艺，国内厂家生产含 Ni 大于10 的产品时亦普遍采用。主要冶炼设备为矿热电炉，国内个别厂家也有使用与电弧炉结构相似的电炉生产（其设备最大容量为9 MVA ），其镍矿预处理方式，冶炼工艺的具体操作，精炼工艺设备配套情况及精炼效果均不尽相同，各项指标对比也存在一定差异。镍的消费量镍的消费相对比较单一 ,主要集中在不锈钢 ,合金钢 ,电镀 ,电池 ,触媒 ,军工等领域 ,其中不锈钢行业耗镍量最大 ,约占整个镍消费的 60 70%.2001 年我国不锈钢产量为 75 万吨左右 ,耗镍量约 4.5 万吨 .非钢行业近年

20、来发展迅猛 ,2001 年耗镍量约 3 万吨 ,其中电镀及镍网行业耗镍最大 ,约为 2 万吨 , 电池行业 5000 吨,触媒行业 1500 吨,军工行业 2000 吨 ,其它行业 1500 吨 , 使全国镍的消费量达到 7.5 万吨左右 ,消费量迅猛增长 .7.1我国镍的消费按市场细分原则和区域划分呈五大市场区域:以上海为中心的华东市场 :包括江 ,浙 ,沪,皖三省一市 .在此区域内有全国主要的金属期货交易所和长江 ,华通两个现货市场 .目前该区域内年消费镍3 万吨左右 .未来几年内宝钢集团所属上钢一厂 ,三厂 ,五厂共计有 150 万吨的不锈钢产能将陆续形成 ,镍的潜在消费惊人 .150

21、万吨产能估计含镍不锈钢为 100-120 万吨 ,理论推算耗镍量为 8-10 万吨 ,考虑其使用 废钢因素 ,不锈钢增加的产能至少要消耗 5 万吨原镍 ,再加上电镀 ,合金 ,镍网 ,铸造等行业镍的消费 ,使该区域对镍的需求在未来将达到 8万吨以上 .以太钢为重点的华北市场 :包括太原 ,天津 ,北京三地 .目前该区域镍的消费量约 2.8 万吨 ,有80% 集中在太原钢铁公司 .太钢在未来将形成 100 万吨不锈钢生产能力 , 届时原镍消耗预计达到 5.2 万吨左右 ,从而使华北市场镍的消费量达到 5.6 万吨水平 ,是一个极为重要的区域 ,而且该区域对钴 , 铂族金属的需求量也较大 .以电镀

22、为重点的珠江三角洲及周边市场 :该区域经济发达 ,镍的年消费量在 6000 8000 吨,但在今后相当一段时期内成长潜力不大 .以沈阳为中心的东北市场 :主要是冶金 , 军工 , 电池行业 ,年消费镍约6000 吨.随着宝钢 ,太钢不锈钢计划的实施,东北地区的不锈钢生产会逐步萎缩 ,优势将集中在高温合金和军工钢方面,消费量呈递减趋势 .E.以重庆为重点的西南市场 :包括云 ,贵,川三省 ,主要是冶金 ,电镀行业 ,年消费镍量约 4000 吨.重庆市把汽车 ,摩托车做为支柱产业来规划和发展 ,电镀用镍呈增长趋势 ,预计未来西南市场对镍的需求将达到 5000 吨/ 年水平 .镍的生产量及其变化我国

23、镍工业起步于1953 年 .在金川镍矿被发现前, 中国一直被外国视为 贫镍国 , 一些国家也趁机对我国实行镍封锁 ,以此制约我国现代工业的发展 .五十年代初 ,上海冶炼厂 ,沈阳冶炼厂 , 重庆冶炼厂等主要在铜电解液中和处理杂铜的过程中提取镍金属 ,以满足国家对镍的需求 .此外 ,也从吉巴进口的氧化镍中制取镍金属 .我国使用国内矿产原料提取镍是从四川会理镍矿开始的 .1959 年,四川会理镍矿投入生产 .1963 年和 1964 年,金川镍矿和吉林磐石镍矿又相继投入生产 .特别是金川镍矿的发现和建成投产 ,不但使我国的镍资源储量跃居世界前列 ,而且大大提高了我国国产镍的产量 , 为我国现代工业

24、的发展奠定了基础 .特别是进入新世纪以来 ,金川公司不断加大对矿山的投入 ,利用新的探矿 ,找矿方法 ,在自有矿山的深部和外围进一步勘探 ,仅2001 年就在龙首矿深部发现一出中型矿体 ,含镍 ,铜金属量分别达到6万多吨和 3万多吨 .截止 2003 年,全国精镍的年生产能力约 6.8 万吨 ,其中 :金川公司 6 万吨 , 成都电冶厂 5000 吨,重庆冶炼厂 1500 吨,新疆阜康冶炼厂 2000 吨. 但实际产量达不到 ,只有 6.2 万吨 (不包括镍盐含镍量 ), 原料不足是制约达产的最主要因素 .值得一提的是我国最大的镍生产企业金川公司近几年经过技术改造和资源控制战略的实施 ,生产能力大为提高 .根据该公司的发展目标 , 到 2006 年其产量将超过 10 万吨我国镍铁生产现状 、问题与展望我国镍铁产业的发展始于2006年，在 07 年镍价疯涨背景下我国镍铁行业不管是生产企业数量、 全国产能产量还是市场价格均呈现了爆发性增长，直至 08 年下半年的金融危机的开始。随着 09 年全球宏观经济的逐步复苏，在我国不锈钢产量提高和镍市回暖的双重带动下，我国镍铁行业重新得到了发展机遇，并且鉴于全球镍矿资源的形势硫化镍矿逐步减少， 红土镍矿开发价值大大增加， 在目前成熟的火法冶炼条件下镍铁必将在不锈钢原料构成中扮演更重要