زمان انتشار: ۱۷ دسامبر ۲۰۱۹
چکیده: با توجه به کاهش منابع سنگ معدن سولفید نیکل، بسیار ضروری است که سنگ معدن لاتریت-نیکل که ۷۲٪ از منابع نیکل جهان را اشغال می کند، به طور مؤثر توسعه داده شود. این مقاله ویژگی های منابع سنگ معدن لاتریت-نیکل در سراسر جهان و وضعیت توسعه داخلی را معرفی کرده و فرآیند سنتی تولید و پیشرفت فرآیند مرطوب را شرح می دهد. فرآیندهای جدید لیچینگ با فشار جوی و شستشوی باکتریایی و غیره ویژگی هایی مانند فرآیند ساده، مصرف کم، کنترل آسان و سرمایه گذاری کم دارند و در زمینه توسعه بسیار خوبی خواهند داشت.
کلیدواژه ها: وضعیت توسعه فناوری پالایش فرآیند تر سنگ معدن لاتریت-نیکل
بر اساس منشأ زمین شناسی، سنگ معدن نیکل را می توان به دو نوع تقسیم کرد: سنگ معدن سولفید نیکل نوع ماگما و نوع فرسایش لاتریت-نیکل، در حالی که ذخایر سنگ معدن لاتریت-نیکل ۷۲٪ از منابع نیکل جهان را اشغال می کند. در سال های اخیر، به دلیل پیشتازی صنعت فولاد ضدزنگ، تقاضای نیکل در سراسر جهان به طور مداوم افزایش یافته است، تولید فولاد ضدزنگ چین در سال ۲۰۰۸ به ۱۰ میلیون تن رسیده است، در حالی که تولید واقعی تنها ۵.۳۵ میلیون تن است و یکی از دلایل مهم، کمبود عرضه نیکل است.
در حال حاضر حدود ۶۰٪ نیکل از سنگ معدن سولفید نیکل استخراج می شود، در حالی که منابع سولفید نیکل به سرعت کاهش می یابد، کیفیت کاهش می یابد، عمق استخراج عمیق تر می شود، استخراج دشواری افزایش یافته و هزینه ها در حال افزایش است. اگرچه هزینه بررسی و استخراج سنگ معدن لاتریت-نیکل کمتر است که می تواند مستقیما اکسید نیکل، پلی دیمیت و فرونیکل تولید کند، بنابراین منابع معدنی لاتریت-نیکل با کارایی بالا بسیار ضروری است. در دهه ۱۹۵۰، استخراج نیکل از سنگ معدن لاتریت-نیکل ۱۰٪ از تولید نیکل جهانی را اشغال می کرد، در حالی که در سال ۲۰۰۸ این درصد به ۴۵۵ رسید و در سال ۲۰۱۲ تخمین زده می شود که ۵۱۰٬۰۰۰ تن باشد، این درصد باید به ۵۱٪ افزایش یابد.
فرآیند استخراج نیکل از سنگ معدن لاتریت-نیکل را می توان به فرآیند آتش سوزی و فرآیند مرطوب تقسیم کرد. به دلیل مصرف و سرمایه گذاری بالا در فرآیند پالایش، فرآیند آتش سوزی عمدتا برای سنگ معدن لاتریت-نیکل با کیفیت بالا استفاده می شود. با این حال، اگرچه فرآیند مرطوب فرآیند پیچیده تر، جریان طولانی و نیازهای بالای تجهیزات و غیره نسبت به فرآیند آتش سوزی دارد، اما مزایای مصرف کمتر و نرخ بازیابی بالای فلز را دارد. به ویژه پیشرفت نشت با فشار جوی و ظهور جریان جدید فرآیند مرطوب، مرکز توسعه و استفاده از سنگ معدن لاتریت-نیکل را در طول ده ها سال توسعه فرآیند مرطوب از فرآیند آتش سوزی به فرآیند مرطوب منتقل کرده است.
一、رده ها و ویژگی های منابع سنگ معدن لاتریت-نیکل در سراسر جهان
بخش بالایی ذخایر معدنی اکسید نیکل، سنگ آهن قهوه ای لاتریت است که برای فرآیندهای مرطوب مناسب است؛ در پایین تر، سنگ معدن نیکل اسید سیلیسیک منیزیم (عمدتا سرپنتینیت است) قرار دارد که برای فرآیند آتش سوزی مناسب است. بخش انتقال میانی برای دو روش مناسب است. بر اساس برآوردها، ذخایر سنگ معدن نیکل لاتریت (لیمونیت، نوترونیت، تورفیس) که برای فرآیند مرطوب مناسب است، بیش از دو برابر ذخیره (گارنیریت، سنگ معدن هومیک) است که برای فرآیند آتش سوزی مناسب است.
با توسعه تدریجی و بهره برداری از منابع سنگ معدن نیکل-لاتریت، مردم دانش جدیدی درباره عملکرد و انواع آن پیدا کرده اند: یکی از آن ها فرآیند مرطوب است که عمدتا در نزدیکی استوا مانند کالدونیای جدید، اندونزی، فیلیپین، پاپوآ گینه نو، منطقه کارائیب توزیع می شود؛ عیار آن بالاتر است، خاک رس کمتر است که درمان آن آسان است؛ نوع دیگر، فرآیند خشک است که عمدتا در منطقه نیمکره جنوبی که از خط استوا فاصله دارد پراکنده می شود و ترکیب آن پیچیده است، مقدار خاک رس بیشتر است که درمان آن آسان نیست.
اگرچه سنگ معدن نیکل لاتریت چندین نوع مختلف دارد، اما به طور کلی نگاه می کنیم؛ آن ها شخصیت های زیر را دارند:
۱、محتوای نیکل ۱.۰~۳٪ است، درجه پایین تر و ترکیب آن پیچیده تر از سنگ معدن سولفید نیکل است و به سختی می توان کنسانتره سنگ معدن نیکل را با محتوای نیکل بالاتر که بیش از ۶٪ است، به دست آورد، در حالی که استفاده مستقیم از سنگ معدن نیکل با محتوای نیکل پایین برای فرآیندهای ساده متالورژی دشوار است.
۲、نوسان محتوای اجزا بیشتر است؛ نه تنها تغییر عناصر ارزشمندی مانند نیکل بیشتر است، بلکه تغییر ترکیب گنگ هایی مانند SiO2، MgO、Fe2O3、Al2O3 و آب بزرگ تر است؛ حتی در همان بستر معدنی، ترکیب سنگ معدن لاتریت (Ni,Co,Fe و MgO) به تدریج مطابق با عمق لایه های معدنی مختلف تغییر می کند.
۳、کبالت کمی دارد، فاقد گوگرد است و هیچ مقدار حرارتی در سنگ معدن ندارد.
۴、ذخیره سنگ معدن بزرگ تر است، در حالی که روی سطح زمین قرار دارد که جمع آوری آن آسان است و می توان آن را در فضای باز به کار برد و برای توسعه مزیت دارد.
二、وضعیت توسعه سنگ معدن لاتریت-نیکل در سراسر جهان
از زمان توسعه سنگ معدن نیکل لاتریت در کالدونیای جدید، تولید نیکل فلزی از نیکل لاتریت تاکنون بیش از ۱۰۰ سال سابقه داشته است. در سال های اخیر، به دلیل نیاز شدید نیکل برای صنعت فولاد ضدزنگ، بسیاری از کشورهای تولیدکننده نیکل به طور فعال توسعه و بهره برداری از سنگ معدن نیکل لاتریت را گسترش داده اند.
با توجه به کاهش منابع لاتریت نیکل، برخی شرکت های بزرگ چین فرصت های گسترش سرمایه گذاری پروژه لاتریت نیکل کشورهای خارجی را به دست آورده اند. پروژه های خارجی توسعه یافته یا توسعه یافته خارجی عبارتند از: ۱) گروه فولاد بائو و گروه جینچوان ۱ میلیارد دلار برای توسعه منابع آهن نیکل در فیلیپین سرمایه گذاری کردند، ۲) شرکت معدن فلزات چین و کوبا تولید نیکل را با تولید سالانه ۲۲.۵ هزار تن راه اندازی کردند، ۳) CNMC سنگ معدن نیکل میانمار را توسعه داد که میانگین عیار سنگ معدن نیکل آن ۲٪ است که شامل حدود ۷۰۰ هزار تن نیکل می شود؛ ۴) شرکت CHINA METALLURGICAL CONSTRUCTION (GROUP)CORPORATION با شرکت نیکل Ji'en Nickel برای توسعه آهن نیکل همکاری کرد که میانگین عیار آن حدود ۱٪ است؛ ۵) شرکت معدنی کمپبل چین قرارداد همکاری با سنگ معدن نیکل مویتانگ میانمار امضا کرد و غیره. در پروژه های آینده نیکل لاتریت، فرآیند مرطوب درصد زیادی را اشغال می کند و تخمین زده می شود که تا سال ۲۰۱۲، درصد تولید نیکل فرآیند مرطوب از کل نیکل از ۶۲٪ به ۸۰٪ افزایش یابد.
三、وضعیت فناوری پالایش سنگ معدن لاتریت-نیکل فرآیند مرطوب
۱、کاهش برشته شدن - فرآیند شستشوی آمونیاک (RRAL)
فرآیند شستشوی آمونیاک (RRAL) که توسط کارسون توسعه یافته است، به همین دلیل به آن فرآیند کارون گفته می شود. گیاه نیکل گوبا نیجیالو از فرآیند شستشوی آمونیاکی برای درمان نیکل لاتریت استفاده می کند. منیزیم بالا بیش از نیم قرن است که برای استفاده از روش شستشوی قلیایی آمونیاک جهت درمان ترکیب معدنی معمولی ۱.۴٪ Ni، ۸٪ MgO، ۱۴٪ SiO2 مناسب است.
برای بهبود نرخ شستشوی حفاری نیکل، American Mineral Bureau فرآیند جدیدی برای کاهش برشته کاری توسعه داد - فرآیند شستشوی آمونیاک که مخفف آن USBM است. اهمیت این روش افزودن FeS2 برای تولید دانه و استفاده از مونوکسید کربن خالص برای کاهش است.
۲、فرآیند شستشوی اسید تحت فشار اسید سولفوریک (HPAL)
فرآیند شستشوی اسید تحت فشار اسید سولفوریک برای تصفیه سنگ معدن لاترایت نوع سنگ آهن قهوه ای از جمله منیزیم پایین مناسب است، اصل فرآیند شستشوی اسید تحت فشار است؛ همان طور که در تصویر زیر آمده است، بزرگ ترین مزیت این فرآیند این است که نرخ بازگشت فلز می تواند به بیش از ۹۰٪ برسد.
تصاویر ۱: جریان فرآیند اصل فرآیند شستشوی اسید تحت فشار
این فناوری از دهه ۵۰ قرن بیستم آغاز می شود؛ ابتدا برای فناوری سنگ معدن خلیج موآ کوبا به نام A-MAX-PAL استفاده می شود. پس از آن، در دهه ۷۰ شرکت QNI استرالیا کارخانه نیکل یابولا را راه اندازی کرد و فرآیند اسید لیچ سنگ معدن نیکل لاتریت را در کالدونیای جدید، اندونزی و کوئینزلند استرالیا تصفیه کرد. در نیمه دوم سال ۱۹۹۸، مورین از استرالیا، کاوسه، بولونگ با استفاده از فرآیند جدید شستشوی اسیدی سنگ معدن لاتریت با فشار، پروژه در حال توسعه را به بهره برداری رساند و توجه زیادی را جلب کرد. فناوری شستشوی اسیدی برای این سه فرآیند مشابه شرکت کوبا موآئو است، فقط با استفاده از اتودیو افقی جایگزین اتودیو عمودی شرکت موآئو شده است. با این حال، برنامه بازگشت تفاوت های زیر را دارد:
۱、در فرآیند کاوس، هیدروکسیدهای فلزی مخلوط از لیکسویوم با فشار بالا رسوب می کنند، سپس با استفاده از آمونیاک آن ها را شسته می کنند و در نهایت خروجی حلال و رسوب الکتریکی رخ می دهد.
۲、در فرآیند بولونگ، از H2S برای رسوب دهی سولفیدهای مخلوط از لیکسیویوم با فشار بالا استفاده می کند و سپس سولفید را تحت شرایط هوازی لیزیویات می کند، سپس اتمام حلال، کاهش هیدروژن، میز گذاری و غیره را انجام می دهد.
۳、در فرآیند مورین، به طور مستقیم خروجی حلال و رسوب الکتریکی از لیکسیویوم با فشار بالا وجود دارد.
منابع، تولید سالانه، نرخ دستیابی و تولید طراحی شده این سه کارخانه نیکل لاتریت در فرم ۳ نشان داده شده است. از فرم ۳، فرآیند پروژه سه سنگ معدن لاتریت HPAL استرالیا چندان رضایت بخش نیست، فقط کاوز می تواند به ۷۴٪ از تولید طراحی برسد و هزینه تولید از ۴.۱ دلار به ۱.۵۴ دلار کاهش یابد؛ تولید مورین یک سوم تولید طراحی را تشکیل می دهد، اما این شرایط در شرایط فشار مجدد به دست آمده است و کارخانه بولونگ در سال ۲۰۰۴ به دلیل مشکلات فناوری و بودجه مجبور به ورشکستگی شد.
فرم ۳ وضعیت های ساده سه کارخانه نیکل HAPL در غرب استرالیا
مشکلات زیادی در فناوری، طراحی مکانیکی و محاسبه هزینه این سه پروژه وجود دارد، برای مثال: مواد انتخاب شده روی تجهیزات مناسب نیستند یا پیکربندی از هم خورده است و غیره. اگرچه این سه پروژه به هدف مورد انتظار نرسیده اند، اما راه اندازی آن ها تجربیات ارزشمندی را در توسعه فناوری شستشوی اسید تحت فشار فراهم کرده است.
۳、جریان دیگر فرآیند مرطوب
شستشوی فشار جوی (AL): این روش برای درمان سنگ معدن نیکل لاتریت از جمله محتوای آهن پایین تر و منیزیا بالاتر مناسب است. در حال حاضر شرکت Skye Resource در حال تحقیق برای توسعه شستشوی فشار جوی برای توسعه سنگ معدن لاتریت گواتمالا، اسید باقی مانده ای است که از سنگ معدن قهوه ای و اسید آزاد شده پس از رسوب گذاری روبینگلیمر شسته می شود و برای ترکیب سنگ معدن خاک هوموس استفاده خواهد شد.
شستشوی دپ: عمدتا برای سنگ معدن خاک هوموس مناسب است. نتایج فراوان نشان می دهد که: با استفاده از فناوری لیچینگ دامپ، نرخ نشت نیکل در ۳ ماه می تواند به بیش از ۷۵٪ برسد، نرخ نشت کبالت می تواند به بیش از ۶۰٪ برسد. شرکت European Nickel در حال حاضر در Turnkey آزمایش های گسترده لیچینگ انجام می دهد و انتظار می رود اولین کارخانه تخلیه تخلیه نیکل و کبالت را راه اندازی کند.
روش زینترینگ مایکروویو—روش شستشوی با فشار: برای ایجاد سینترینگ میکروویو برای برهم زدن شبکه کریستالی مواد معدنی، سپس تحت دمای پایین فشار داده و نشت می شود تا یون آهن به صورت نوع هماتیت رسوب کند، سپس شستشوی تقویت شده و دما و فشار ناشی از شستشوی اسید با فشار بالا کاهش می یابد.
جداسازی کلرید - شستشوی آمونیاک: افزودن مقداری کاهش دهنده کربن و عامل کلریدکننده (کلرید سدیم یا کلسیم کلرید)، حرارت در جو نتورال یا داکسیداسیون ضعیف که باعث تبخیر فلز ارزشمند از سنگ معدن می شود و در عین حال سطح دانه کربن را به دانه فلز تبدیل می کند. سپس محصول برشته شده مستقیما به عنوان خوراکی در شستشوی آمونیاک استفاده می شود. وانگ چنگ یان از این روش برای تصفیه سنگ معدن اکسید نیکل سوزن یوانجیانگ استفاده می کند، نتیجه آزمایش این است: نرخ نشت نیکل بیش از ۸۰٪ و نرخ نشت کبالت بیش از ۵۰٪ است.
بیولیچینگ: از طریق کاهش اکسیدو-میکروارگانیسم باعث می شود فلز به طور مؤثر از سنگ معدن کم عیار حل شود. کاسترو و غیره درباره بیولیچینگ تحقیق کرده اند. نمونه از شرکت معدنی Acesita تهیه شده و ترکیب شیمیایی آن ۴۳.۲٪ SiO2、0.09٪ Ni。 است اندازه دانه آسیاب شده باید کمتر از ۱۴۷ میکرومتر باشد، در حالی که شستشوی معدنی از ۵ نوع auxohetertrophs استفاده می کند. شرایط نشت به این صورت است: وزن نمونه معدنی باید ۵ کیلوگرم (پیش استریل شده زیر ۱۲۱ درجه سانتی گراد)، محیط شامل میکروب وجود دارد، دما باید ۳۰ درجه سانتی گراد، نرخ چرخش بطری باید ۲۰۰ راند در دقیقه و نرخ شستشوی نیکل بیش از ۸۰٪ باشد.
کلیدواژه ها: وضعیت توسعه فناوری پالایش فرآیند تر سنگ معدن لاتریت-نیکل
بر اساس منشأ زمین شناسی، سنگ معدن نیکل را می توان به دو نوع تقسیم کرد: سنگ معدن سولفید نیکل نوع ماگما و نوع فرسایش لاتریت-نیکل، در حالی که ذخایر سنگ معدن لاتریت-نیکل ۷۲٪ از منابع نیکل جهان را اشغال می کند. در سال های اخیر، به دلیل پیشتازی صنعت فولاد ضدزنگ، تقاضای نیکل در سراسر جهان به طور مداوم افزایش یافته است، تولید فولاد ضدزنگ چین در سال ۲۰۰۸ به ۱۰ میلیون تن رسیده است، در حالی که تولید واقعی تنها ۵.۳۵ میلیون تن است و یکی از دلایل مهم، کمبود عرضه نیکل است.
در حال حاضر حدود ۶۰٪ نیکل از سنگ معدن سولفید نیکل استخراج می شود، در حالی که منابع سولفید نیکل به سرعت کاهش می یابد، کیفیت کاهش می یابد، عمق استخراج عمیق تر می شود، استخراج دشواری افزایش یافته و هزینه ها در حال افزایش است. اگرچه هزینه بررسی و استخراج سنگ معدن لاتریت-نیکل کمتر است که می تواند مستقیما اکسید نیکل، پلی دیمیت و فرونیکل تولید کند، بنابراین منابع معدنی لاتریت-نیکل با کارایی بالا بسیار ضروری است. در دهه ۱۹۵۰، استخراج نیکل از سنگ معدن لاتریت-نیکل ۱۰٪ از تولید نیکل جهانی را اشغال می کرد، در حالی که در سال ۲۰۰۸ این درصد به ۴۵۵ رسید و در سال ۲۰۱۲ تخمین زده می شود که ۵۱۰٬۰۰۰ تن باشد، این درصد باید به ۵۱٪ افزایش یابد.
فرآیند استخراج نیکل از سنگ معدن لاتریت-نیکل را می توان به فرآیند آتش سوزی و فرآیند مرطوب تقسیم کرد. به دلیل مصرف و سرمایه گذاری بالا در فرآیند پالایش، فرآیند آتش سوزی عمدتا برای سنگ معدن لاتریت-نیکل با کیفیت بالا استفاده می شود. با این حال، اگرچه فرآیند مرطوب فرآیند پیچیده تر، جریان طولانی و نیازهای بالای تجهیزات و غیره نسبت به فرآیند آتش سوزی دارد، اما مزایای مصرف کمتر و نرخ بازیابی بالای فلز را دارد. به ویژه پیشرفت نشت با فشار جوی و ظهور جریان جدید فرآیند مرطوب، مرکز توسعه و استفاده از سنگ معدن لاتریت-نیکل را در طول ده ها سال توسعه فرآیند مرطوب از فرآیند آتش سوزی به فرآیند مرطوب منتقل کرده است.
一、رده ها و ویژگی های منابع سنگ معدن لاتریت-نیکل در سراسر جهان
بخش بالایی ذخایر معدنی اکسید نیکل، سنگ آهن قهوه ای لاتریت است که برای فرآیندهای مرطوب مناسب است؛ در پایین تر، سنگ معدن نیکل اسید سیلیسیک منیزیم (عمدتا سرپنتینیت است) قرار دارد که برای فرآیند آتش سوزی مناسب است. بخش انتقال میانی برای دو روش مناسب است. بر اساس برآوردها، ذخایر سنگ معدن نیکل لاتریت (لیمونیت، نوترونیت، تورفیس) که برای فرآیند مرطوب مناسب است، بیش از دو برابر ذخیره (گارنیریت، سنگ معدن هومیک) است که برای فرآیند آتش سوزی مناسب است.
با توسعه تدریجی و بهره برداری از منابع سنگ معدن نیکل-لاتریت، مردم دانش جدیدی درباره عملکرد و انواع آن پیدا کرده اند: یکی از آن ها فرآیند مرطوب است که عمدتا در نزدیکی استوا مانند کالدونیای جدید، اندونزی، فیلیپین، پاپوآ گینه نو، منطقه کارائیب توزیع می شود؛ عیار آن بالاتر است، خاک رس کمتر است که درمان آن آسان است؛ نوع دیگر، فرآیند خشک است که عمدتا در منطقه نیمکره جنوبی که از خط استوا فاصله دارد پراکنده می شود و ترکیب آن پیچیده است، مقدار خاک رس بیشتر است که درمان آن آسان نیست.
اگرچه سنگ معدن نیکل لاتریت چندین نوع مختلف دارد، اما به طور کلی نگاه می کنیم؛ آن ها شخصیت های زیر را دارند:
۱、محتوای نیکل ۱.۰~۳٪ است، درجه پایین تر و ترکیب آن پیچیده تر از سنگ معدن سولفید نیکل است و به سختی می توان کنسانتره سنگ معدن نیکل را با محتوای نیکل بالاتر که بیش از ۶٪ است، به دست آورد، در حالی که استفاده مستقیم از سنگ معدن نیکل با محتوای نیکل پایین برای فرآیندهای ساده متالورژی دشوار است.
۲、نوسان محتوای اجزا بیشتر است؛ نه تنها تغییر عناصر ارزشمندی مانند نیکل بیشتر است، بلکه تغییر ترکیب گنگ هایی مانند SiO2، MgO、Fe2O3、Al2O3 و آب بزرگ تر است؛ حتی در همان بستر معدنی، ترکیب سنگ معدن لاتریت (Ni,Co,Fe و MgO) به تدریج مطابق با عمق لایه های معدنی مختلف تغییر می کند.
۳、کبالت کمی دارد، فاقد گوگرد است و هیچ مقدار حرارتی در سنگ معدن ندارد.
۴、ذخیره سنگ معدن بزرگ تر است، در حالی که روی سطح زمین قرار دارد که جمع آوری آن آسان است و می توان آن را در فضای باز به کار برد و برای توسعه مزیت دارد.
二、وضعیت توسعه سنگ معدن لاتریت-نیکل در سراسر جهان
از زمان توسعه سنگ معدن نیکل لاتریت در کالدونیای جدید، تولید نیکل فلزی از نیکل لاتریت تاکنون بیش از ۱۰۰ سال سابقه داشته است. در سال های اخیر، به دلیل نیاز شدید نیکل برای صنعت فولاد ضدزنگ، بسیاری از کشورهای تولیدکننده نیکل به طور فعال توسعه و بهره برداری از سنگ معدن نیکل لاتریت را گسترش داده اند.
با توجه به کاهش منابع لاتریت نیکل، برخی شرکت های بزرگ چین فرصت های گسترش سرمایه گذاری پروژه لاتریت نیکل کشورهای خارجی را به دست آورده اند. پروژه های خارجی توسعه یافته یا توسعه یافته خارجی عبارتند از: ۱) گروه فولاد بائو و گروه جینچوان ۱ میلیارد دلار برای توسعه منابع آهن نیکل در فیلیپین سرمایه گذاری کردند، ۲) شرکت معدن فلزات چین و کوبا تولید نیکل را با تولید سالانه ۲۲.۵ هزار تن راه اندازی کردند، ۳) CNMC سنگ معدن نیکل میانمار را توسعه داد که میانگین عیار سنگ معدن نیکل آن ۲٪ است که شامل حدود ۷۰۰ هزار تن نیکل می شود؛ ۴) شرکت CHINA METALLURGICAL CONSTRUCTION (GROUP)CORPORATION با شرکت نیکل Ji'en Nickel برای توسعه آهن نیکل همکاری کرد که میانگین عیار آن حدود ۱٪ است؛ ۵) شرکت معدنی کمپبل چین قرارداد همکاری با سنگ معدن نیکل مویتانگ میانمار امضا کرد و غیره. در پروژه های آینده نیکل لاتریت، فرآیند مرطوب درصد زیادی را اشغال می کند و تخمین زده می شود که تا سال ۲۰۱۲، درصد تولید نیکل فرآیند مرطوب از کل نیکل از ۶۲٪ به ۸۰٪ افزایش یابد.
三、وضعیت فناوری پالایش سنگ معدن لاتریت-نیکل فرآیند مرطوب
۱、کاهش برشته شدن - فرآیند شستشوی آمونیاک (RRAL)
فرآیند شستشوی آمونیاک (RRAL) که توسط کارسون توسعه یافته است، به همین دلیل به آن فرآیند کارون گفته می شود. گیاه نیکل گوبا نیجیالو از فرآیند شستشوی آمونیاکی برای درمان نیکل لاتریت استفاده می کند. منیزیم بالا بیش از نیم قرن است که برای استفاده از روش شستشوی قلیایی آمونیاک جهت درمان ترکیب معدنی معمولی ۱.۴٪ Ni، ۸٪ MgO، ۱۴٪ SiO2 مناسب است.
برای بهبود نرخ شستشوی حفاری نیکل، American Mineral Bureau فرآیند جدیدی برای کاهش برشته کاری توسعه داد - فرآیند شستشوی آمونیاک که مخفف آن USBM است. اهمیت این روش افزودن FeS2 برای تولید دانه و استفاده از مونوکسید کربن خالص برای کاهش است.
۲、فرآیند شستشوی اسید تحت فشار اسید سولفوریک (HPAL)
فرآیند شستشوی اسید تحت فشار اسید سولفوریک برای تصفیه سنگ معدن لاترایت نوع سنگ آهن قهوه ای از جمله منیزیم پایین مناسب است، اصل فرآیند شستشوی اسید تحت فشار است؛ همان طور که در تصویر زیر آمده است، بزرگ ترین مزیت این فرآیند این است که نرخ بازگشت فلز می تواند به بیش از ۹۰٪ برسد.
تصاویر ۱: جریان فرآیند اصل فرآیند شستشوی اسید تحت فشار
این فناوری از دهه ۵۰ قرن بیستم آغاز می شود؛ ابتدا برای فناوری سنگ معدن خلیج موآ کوبا به نام A-MAX-PAL استفاده می شود. پس از آن، در دهه ۷۰ شرکت QNI استرالیا کارخانه نیکل یابولا را راه اندازی کرد و فرآیند اسید لیچ سنگ معدن نیکل لاتریت را در کالدونیای جدید، اندونزی و کوئینزلند استرالیا تصفیه کرد. در نیمه دوم سال ۱۹۹۸، مورین از استرالیا، کاوسه، بولونگ با استفاده از فرآیند جدید شستشوی اسیدی سنگ معدن لاتریت با فشار، پروژه در حال توسعه را به بهره برداری رساند و توجه زیادی را جلب کرد. فناوری شستشوی اسیدی برای این سه فرآیند مشابه شرکت کوبا موآئو است، فقط با استفاده از اتودیو افقی جایگزین اتودیو عمودی شرکت موآئو شده است. با این حال، برنامه بازگشت تفاوت های زیر را دارد:
۱、در فرآیند کاوس، هیدروکسیدهای فلزی مخلوط از لیکسویوم با فشار بالا رسوب می کنند، سپس با استفاده از آمونیاک آن ها را شسته می کنند و در نهایت خروجی حلال و رسوب الکتریکی رخ می دهد.
۲、در فرآیند بولونگ، از H2S برای رسوب دهی سولفیدهای مخلوط از لیکسیویوم با فشار بالا استفاده می کند و سپس سولفید را تحت شرایط هوازی لیزیویات می کند، سپس اتمام حلال، کاهش هیدروژن، میز گذاری و غیره را انجام می دهد.
۳、در فرآیند مورین، به طور مستقیم خروجی حلال و رسوب الکتریکی از لیکسیویوم با فشار بالا وجود دارد.
منابع، تولید سالانه، نرخ دستیابی و تولید طراحی شده این سه کارخانه نیکل لاتریت در فرم ۳ نشان داده شده است. از فرم ۳، فرآیند پروژه سه سنگ معدن لاتریت HPAL استرالیا چندان رضایت بخش نیست، فقط کاوز می تواند به ۷۴٪ از تولید طراحی برسد و هزینه تولید از ۴.۱ دلار به ۱.۵۴ دلار کاهش یابد؛ تولید مورین یک سوم تولید طراحی را تشکیل می دهد، اما این شرایط در شرایط فشار مجدد به دست آمده است و کارخانه بولونگ در سال ۲۰۰۴ به دلیل مشکلات فناوری و بودجه مجبور به ورشکستگی شد.
فرم ۳ وضعیت های ساده سه کارخانه نیکل HAPL در غرب استرالیا
مشکلات زیادی در فناوری، طراحی مکانیکی و محاسبه هزینه این سه پروژه وجود دارد، برای مثال: مواد انتخاب شده روی تجهیزات مناسب نیستند یا پیکربندی از هم خورده است و غیره. اگرچه این سه پروژه به هدف مورد انتظار نرسیده اند، اما راه اندازی آن ها تجربیات ارزشمندی را در توسعه فناوری شستشوی اسید تحت فشار فراهم کرده است.
۳、جریان دیگر فرآیند مرطوب
شستشوی فشار جوی (AL): این روش برای درمان سنگ معدن نیکل لاتریت از جمله محتوای آهن پایین تر و منیزیا بالاتر مناسب است. در حال حاضر شرکت Skye Resource در حال تحقیق برای توسعه شستشوی فشار جوی برای توسعه سنگ معدن لاتریت گواتمالا، اسید باقی مانده ای است که از سنگ معدن قهوه ای و اسید آزاد شده پس از رسوب گذاری روبینگلیمر شسته می شود و برای ترکیب سنگ معدن خاک هوموس استفاده خواهد شد.
شستشوی دپ: عمدتا برای سنگ معدن خاک هوموس مناسب است. نتایج فراوان نشان می دهد که: با استفاده از فناوری لیچینگ دامپ، نرخ نشت نیکل در ۳ ماه می تواند به بیش از ۷۵٪ برسد، نرخ نشت کبالت می تواند به بیش از ۶۰٪ برسد. شرکت European Nickel در حال حاضر در Turnkey آزمایش های گسترده لیچینگ انجام می دهد و انتظار می رود اولین کارخانه تخلیه تخلیه نیکل و کبالت را راه اندازی کند.
روش زینترینگ مایکروویو—روش شستشوی با فشار: برای ایجاد سینترینگ میکروویو برای برهم زدن شبکه کریستالی مواد معدنی، سپس تحت دمای پایین فشار داده و نشت می شود تا یون آهن به صورت نوع هماتیت رسوب کند، سپس شستشوی تقویت شده و دما و فشار ناشی از شستشوی اسید با فشار بالا کاهش می یابد.
جداسازی کلرید - شستشوی آمونیاک: افزودن مقداری کاهش دهنده کربن و عامل کلریدکننده (کلرید سدیم یا کلسیم کلرید)، حرارت در جو نتورال یا داکسیداسیون ضعیف که باعث تبخیر فلز ارزشمند از سنگ معدن می شود و در عین حال سطح دانه کربن را به دانه فلز تبدیل می کند. سپس محصول برشته شده مستقیما به عنوان خوراکی در شستشوی آمونیاک استفاده می شود. وانگ چنگ یان از این روش برای تصفیه سنگ معدن اکسید نیکل سوزن یوانجیانگ استفاده می کند، نتیجه آزمایش این است: نرخ نشت نیکل بیش از ۸۰٪ و نرخ نشت کبالت بیش از ۵۰٪ است.
بیولیچینگ: از طریق کاهش اکسیدو-میکروارگانیسم باعث می شود فلز به طور مؤثر از سنگ معدن کم عیار حل شود. کاسترو و غیره درباره بیولیچینگ تحقیق کرده اند. نمونه از شرکت معدنی Acesita تهیه شده و ترکیب شیمیایی آن ۴۳.۲٪ SiO2、0.09٪ Ni。 است اندازه دانه آسیاب شده باید کمتر از ۱۴۷ میکرومتر باشد، در حالی که شستشوی معدنی از ۵ نوع auxohetertrophs استفاده می کند. شرایط نشت به این صورت است: وزن نمونه معدنی باید ۵ کیلوگرم (پیش استریل شده زیر ۱۲۱ درجه سانتی گراد)، محیط شامل میکروب وجود دارد، دما باید ۳۰ درجه سانتی گراد، نرخ چرخش بطری باید ۲۰۰ راند در دقیقه و نرخ شستشوی نیکل بیش از ۸۰٪ باشد.
