镍钴矿产资源
镍在地壳中的丰度仅为0.008%,富集程度远低于丰度更低的其他金属(如铜)。镍的矿产资源有二大类:氧化矿和硫化矿。 含镍的高镁、高铁、低硅的辉长岩(包括其变质岩、苏长岩和橄榄岩)以岩浆形式注入地表层,与紧密伴生的硫化矿物一起冷凝形成硫化镍矿床。氧化镍矿又称红土矿,由含镍铁镁硅酸岩为主的橄榄岩基岩经长期风化和富集形成,上部一般为红土化(蚀变)程度较高的褐铁矿型,下部为蚀变程度较低的硅镁镍矿(蛇纹岩型为主),中间有一个过滤带(混合型)。红土矿含镍1%~4%,难以选矿富集,仅能用筛选抛弃风化程度浅、品位低的大块矿,仅伴生有少量钴,无硫,无热值。但矿石储量大,埋藏浅,易采,可露天作业。 硫化镍矿一般含镍0.3%~3%,超过1%称为富矿,含0.3%~1%Ni称为贫矿,且往往伴生有铜、钴等有价金属,也常含一定量的贵金属元素,可以浮选富集,精矿中还有以硫化铁形式存在的燃料成分,有较高热值,因此硫化矿有较高的经济价值。
镍的矿产资源中,氧化矿储量明显超过硫化矿。据C.A.Landolt等人统计,西方国家硫化镍矿
马林科夫的储量约为总储量的34%,有资料表明,世界镍矿资源的80%为氧化矿。目前镍的生产以硫化矿,而在70年代,该比例为65%。因此,红土矿在资源和技术发展潜力方面具有优势。
我国镍矿储量785万t,位居世界第氧化镍9位。以硫化矿为主,大部分集中在金川镍铜矿床,约为全国储量的64%。我国十个主要硫化镍矿的资源情况列于表1。我国氧化镍矿资源较少,不足总储量的10%,储量较大的为云南墨江镍矿。
国内镍产品中金属镍以电解镍为主,包括镍粉、水淬镍、镍扣等,其他产品有氧化镍、硫酸镍、氯化镍等。
表1 我国主要硫化镍矿山的保有储量
矿山 | 资源(保有储量) | 平均品位大于0.6%的贫矿 |
矿石储量 /万t | 平均品位 /% | 镍金属量 /万t | 矿石储量 /万t | 平均品位食品价格连续上涨 /% | 镍金属量 /万t |
青海拉水峡镍矿 | 10.3 | 3.55 | 0.37 | | | |
内蒙四子王旗铜镍矿 | 157.5 | 0.80 | 1.26 | 157.5 | 0.80 | 1.26 |
四川冷水箐镍矿 | 145.8 | 0.88 | 1.28 | 145.8 | 0.88 | 1.28 |
四川丹边铂镍铜矿 | 237.9 创造性思维的作用 | 0.713 | 1.70 | | | |
云南金平镍矿 | 140.7 | 1.456 | 2.05 | 12.7 | 0.68 | 0.09 |
吉林赤柏松镍矿 | 1104.0 | 0.65 | 7.18 | 1104.0 | 0.65 | 7.18 |
吉林磐石镍矿 | 761.1 | 1.862 | 14.32 | | | |
新疆哈密铜镍矿 | 7231.1 | 0.53 | 38.32 | | | |
新疆喀拉通克铜镍矿 | 7461.4 | 0.80 | 59.69 | | | |
甘肃金川镍铜矿 | 44236.5 | 1.03 | 455.84 | 3974.1 | 0.65 | 25.84 |
合 西安邮电学院学报计 | 61494.3 | 0.946 | 582.01 | 5394.1 | 0.66 | 35.65 |
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地壳中钴的含量为0.0018%,已探明陆地钴储量约1000万t,主要以伴生元素形式存在于镍、铜、铁或银矿中,独立钴矿床只占储量的5%。国外主要钴矿资源是扎伊尔和赞比亚的铜钴硫化矿和氧化矿,其次是加拿大、俄罗斯等国的铜镍矿,加拿大、美国等国的砷钴矿,以及加拿大的钴银矿等。我国已探明钴的地质储量约140万t,矿山保有储量约47万t,绝大多数为伴生矿。伴生于硫化镍铜矿的钴主要分布于甘肃、四川、吉林、新疆、陕西等地,伴生于铜、铁矿中的钴主要分布于四川、山西、河南、安徽、湖北、广东等地,少量钴土矿则产于云南、江西、广东等地。
伴生于硫化镍铜矿中的钴是我国主要的钴矿资源,用此原料生产的钴占全国产量的一半以上,以金川镍铜矿为首位。钴在矿石中品位较低,仅为0.03%~0.05%,以类质同象形式赋存于镍、铜硫化矿物及黄铁矿中,无法用选矿方法富集成钴精矿,一般在提镍过程中使其富集于某个中间产品(如转炉渣贫化处理产出的富钴锍、镍电解液净化得到的除钴渣等)后,再从中回收钴。
伴生于铜、铁矿中的钴也多以类质同象形式赋存于黄铁矿中,在选矿过程中可与铜、铁矿物分离,得到钴硫精矿,是我国主要的提钴原料之一。占我国钴地质储量近一半的攀枝花
钒钛磁铁矿中,钴主要也是以这种矿物形式存在。我国钴硫精矿按化学成分分为6个等级,最低一级含钴不低于0.20%,每增加0.05%提高一个等级。某些典型钴硫精矿的化学成分见表2。
表2 钴精矿的化学成分
产地 | Co | Cu | Fe | Ni | S | As | SiO2 | Al2O3 | CaO | MgO |
大冶 | 0.25 | 0.51 | 41.1 | 0.08 | 32.98 | 0.041 | 4.34七年级英语教学论文 | 0.78 | 5.86 | 0.90 |
江苏冶山 | 0.38 | 0.25 | 30.95 | 0.04 | 30.31 | - | 12.93 | - | 5.89 | 2.37 |
胡家峪 | 0.33 | 0.22 | 34.61 | 0.01 | 37.4 | 0.22 | 12.9 | 2.18 | 1.71 | 2.13 |
攀枝花 | 0.26 | 0.19 | 48.3 | 0.19 | 27.1 | - | 4.70 | 2.19 | 2.02 | 2.01 |
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产于我国的钴土矿是单一钴矿,储量占总量的2%左右。钴土矿由含钴基性岩经长期风化沉积生成,是一种由氧化钴、氧化锰和其他氧化物构成的一种复杂氧化矿,化学成分变化很
大,其特点是高锰低镍,主要含钴矿物形式为(CoO,MnO)·(Mn2O3)。这种钴土矿尚无较好的选矿富集工艺选出精矿,大多采用鼓风炉或电炉直接还原熔炼,产出含钴铁合金后吹炼富集,作为湿法精炼原料。钴土矿的化学组成见表3。
表3 钴土矿的化学成分
产地 | Co | Fe | Cu | Ni | MnO | SiO2 | Al2O3 | CaO | MgO |
江西 | 0.5~3.15 | 6.92 | 0.23 | 0.12 | 22.5 | 26.9 | 20.06 | 0.72 | - |
云南 | 0.8~0.92 | 14.89 | 0.97 | 0.018 | 4.19 | 41.9 | 10.16 | 3.15 | 2.43 |
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虽然国内几乎没有砷钴矿资源,但砷钴矿在我国钴生产中占有一定地位,以加工进口原料为主,已开发出颇有特的提取工艺。
目前国内钴产品以金属钴、氧化钴粉和钴盐为主。金属钴产品有电解钴、钴粉、钴扣等形式。氧化钴粉的成分分别为CoO、Co2O3和Co3O4,主要用于硬质合金的制造(约93%),
其次为陶瓷(4%)和搪瓷(3%)。钴盐中包括硫酸钴、氯化钴、萘酸钴、草酸钴等。