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镍矿资源的综合利用

   据统计,世界上矿物资源开采量,每隔15~18年就要增加一倍。按照这样的进度如此继续下去。资源储量将越来越少,将日益枯竭而无法补偿。因此,矿物资源的充分综合利用是解决这一问题的根本。使矿物资源达到最大程度的综合利用,尽管会使选矿工艺变得复杂化,但这可能是选矿工艺发展的一个趋势。
苏联诺利尔斯克矿区正在建立一座“无尾矿”选矿设备厂。 采用“重选一浮选一磁选”联合流程,可确保主金属和伴生金属回收率达97%。最终丢弃的尾矿产率不超过15%。美国除从硫化铜镍矿石中综合回收铜、镍,钴,硫,铂族金属及贵金属外,还进行了采用高梯度磁选机从尾矿中回收斜长石的工业试验。加拿大的镍、钴、铂族金属几乎全部产自铜镍硫化矿石,除年产25万吨镍外。副产铜25h^吨,钴1500吨,硫70多万吨,铂族金属10-14吨,磁黄铁矿约70万吨。加拿大镍公司,从铜镍硫化矿石中回收了镍,铜、钴,硫,金、银,硒,碲、铁、铂,钯、锇、铱、铑,钌等15种元素。
苏联从铜镍硫化矿石中回收了上述除铁以外的14种元素。这些元素大都富存在铜镍浮选精矿中。因此,最大限度地提高回收率是充分利用矿产资源,实现多种元素综合利用的基础。
  近年来,由于世界能源危机及冶炼技术的发展,要求选矿提供优质精矿。特别是闪烁熔炼技术的发展,对精矿质量要求更高,因此,提高精矿品位已成为当前硫化镍选矿技术的一种明显发展趋势。以主要产镍国加拿大和苏联为例,从五十年代至七十年代,镍特矿品位提高了50%左右。近年来,澳大利亚的卡姆巴尔达选厂及文德拉选厂,镍精矿品位已达到11~15% Ni;加拿大Inco公司铜崖(Copper Cliff)选厂的镍精矿品位。现在已由含ll%Ni与ll%Cu的铜镍精矿,分选得品位为32%Ni的镍精矿。
  在硫化铜镍矿石中,除含Cu.Ni外,还伴生有多种金属元素,如铂、钯,金、银、锇、铱、铑·钌,钴,铬等。在氧化矿石中,除Ni外,伴生组分简单。目前除可回收少量钴铁外,其余均无工业利用价值。
一切元素的活动状况,主要取决于这些元素的化学性质及物理性质。而原子的转移则主要与该元素原于们核外电子层结构有关。铁,钴,镍。锇、铱,铂、钉、铑、钯等过渡族元素的原子结构特点是、d亚层未被电子充满;次外层电子数为8~I8;最外层价电子数相同或相近。因此。这些原子(或相应的离子)半径大小相近,电价相同或相近。这些元素属亲铁元素,它们主要集中于地球深部的“铁镍核”中,根据元素的原子结构、结晶化学特征以及它们在自然界中的分布与组合情况。弗尔斯曼又称这些元素为超基性岩元素。它们的结晶化学关系十分密切,在地壳中广泛呈类质同像彼此置换,在分布最广的铁镁硅酸盐矿物中,如橄榄石、辉石,角闪石以及在碳酸盐矿物中。镁、铁以二价类质同像等价置换就是最明显的例子。少量的镍。钴也可进入该硅酸盐中。从大范围来看,镍的地球化学性质与镁是密切相关的。由于铁,钴。镍三种元素的原子半径极为相近(半径之差仅为1 -2 %),因此,它们之间的结晶化学关系十分密切,这就是它们成为广泛分布的混合晶体的原因所在。
   从各种不同岩石所产出的矿物来看。镍的分布趋向集中于最早期结晶的铁镁矿物中(如辉长质或玄武质岩浆分异的早期结晶产物一纯撖榄岩和辙榄岩中含镍量最高,而随着正常的分异次序:辉长岩一闪长岩一花岗岩。含镍量逐渐下降)。
镍与硫的亲合力比镍与铁的亲合力强,因此。在硫化矿床内,镍异常集中。但镍又很少形成单独的硫化物,通常是镍与铁硫共同彤成镍黄铁矿和硫铁镍矿,在镍黄铁矿中Ni: Fe=1:1,而在硫铁镍矿中,镍铁比例则是变化的。
在岩浆成因的与橄榄岩有关的镍矿床中,镍不仅产于与纯橄榄岩和橄榄岩有关的硫化矿石中。而且在这些岩石的硅酸盐矿物里,也含有相当量的镍。镍可以产于岩浆岩的铁镁矿物内,尤其是在橄榄石内,同时也是辉石的次要成分。

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