紅土鎳礦是氧化鎳礦床長(zhǎng)期風(fēng)化、淋濾、沉積形成的黏土狀礦石，含有鐵、鋁、硅等含水氧化物。紅土鎳礦根據(jù)不同礦層的分布分為褐鐵礦層、過渡層、腐殖土層。不同礦層的紅土鎳礦適用的冶煉工藝也不相同。本文我們將根據(jù)礦層的不同來介紹紅土鎳礦的冶煉工藝。

一、褐鐵礦層紅土鎳礦冶煉工藝

褐鐵礦層紅土鎳礦主要包含褐鐵礦、針鐵礦、水鋁礦、鉻鐵礦等，常常含有一定數(shù)量的鈷，一般這類紅土鎳礦適用濕法工藝進(jìn)行處理，以高壓酸浸工藝為主，適用硫酸在高壓釜中進(jìn)行反應(yīng)，可以綜合回收鎳、鈷及其他有價(jià)金屬。反應(yīng)過程對(duì)環(huán)境比較友好，由于生產(chǎn)過程中容易發(fā)生腐蝕和結(jié)垢，需要定期維護(hù)高壓釜。

此外，堿性浸出工藝也用于褐鐵礦層紅土鎳礦，此方法基于高濃度堿金屬或熔融氫氧化鈉體系，使用碳化分解法和氨浸出法依次萃取出硅、鎂、鎳、鐵，實(shí)現(xiàn)紅土鎳礦的綜合利用。

二、過渡層紅土鎳礦冶煉工藝

該礦層位于褐鐵礦層與腐殖土層之間，也被成為黏土帶或綠脫石帶，含有綠脫石、二氧化硅及少量針鐵礦，鎳以不同氧化物形式存在于綠脫石硬錳礦中。這類紅土鎳礦處理工藝主要包括常壓酸浸工藝、還原焙燒-氨浸工藝、小高爐工藝。

常壓酸浸工藝：步驟包括礦漿準(zhǔn)備、鎳浸出、鎳沉淀回收或凈化。這一工藝可實(shí)現(xiàn)紅土鎳礦中鎳的富集，使用有機(jī)酸對(duì)環(huán)境污染較小，損耗和成本相對(duì)較低，設(shè)備維修費(fèi)用低。

還原焙燒-氨浸工藝：主要工序包括紅土鎳礦干燥、還原焙燒、多級(jí)逆流氨浸、選擇性沉淀得到碳酸鹽沉淀、鍛燒獲得鎳塊產(chǎn)品。其工藝流程比較長(zhǎng)，試劑可循環(huán)使用，消耗量小，能夠有效綜合回收鎳和鈷。

小高爐工藝：主要是在200立方以下的小高爐中生產(chǎn)含鎳量5%~8%的中鎳鐵，回收紅土鎳礦中鎳和鐵兩種有價(jià)金屬，產(chǎn)品可作為不銹鋼的初級(jí)原料。

三、腐殖土層紅土鎳礦冶煉工藝

這一層礦物埋藏較深，主要包含硅鎂鎳礦、石英、滑石、蛇紋石、橄欖石等礦物，含鎳量較高，但化學(xué)成分和礦物組分不均勻，這類鎳礦的主要采用還原焙燒-磁選工藝、回轉(zhuǎn)窯預(yù)還原-電爐冶煉工藝、還原焙燒-酸浸工藝、水熱法等進(jìn)行回收。

還原焙燒-磁選工藝主要包含兩個(gè)階段，鐵鎳氧化物的還原和鐵鎳顆粒的生長(zhǎng)。該工藝?yán)眠€原過成促進(jìn)金屬顆粒生長(zhǎng)，改善含鎳礦物分布細(xì)、分布不均的問題。一般使用煤粉作為還原劑，在紅土鎳礦中富集鎳和鐵，在低于礦石熔點(diǎn)的溫度下將紅土鎳礦還原為金屬鐵和鎳，使鎳鐵合金得以有效分離。

回轉(zhuǎn)窯預(yù)還原-電爐冶煉工藝：主要包括干燥、煅燒、預(yù)還原及熔煉等流程，紅土鎳礦中含有大量的自由水和結(jié)合水，需要使用干燥、煅燒等手段將其去除。在高溫環(huán)境下，利用還原氣體將鎳礦進(jìn)行還原，經(jīng)過冶煉后能夠獲得良好的鎳回收率。這種工藝適用于處理鎳品位較高的紅土鎳礦，但不能回收鈷礦物。

還原焙燒-酸浸工藝：在常溫下進(jìn)行，能夠減少鐵的溶解，鎳和鈷在酸性條件下進(jìn)入溶液，浸出率高，選擇性好，適用于鎳和鈷含量較高的腐殖土層紅土鎳礦。

水熱法：（又稱熱液法）在封閉壓力容器中，以水為溶劑，在高溫高雅的條件下進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，根據(jù)反應(yīng)類型的不同還可分為水熱氧化、水熱還原、水熱沉淀、水熱合成、水熱水解、水熱結(jié)晶等。其中，水熱結(jié)晶比較常見，可用于處理腐殖土型紅土鎳礦。

以上是不同礦層的紅土鎳礦處理方法。在實(shí)際生產(chǎn)中，原礦性質(zhì)隨著開采界限發(fā)生變化，需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行考量。因此小編建議，在建設(shè)選礦廠前，通過選礦試驗(yàn)、設(shè)計(jì)等方式，科學(xué)合理地制定選礦廠的工藝方案，實(shí)現(xiàn)理想的經(jīng)濟(jì)效益。