進口紅土鎳礦主要成分研究

孫成才，呂有成，劉美晨，王琳，李福華

(山東省第八地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，山東 日照　276826)

進口紅土鎳礦主要成分研究

孫成才，呂有成，劉美晨，王琳，李福華

(山東省第八地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，山東 日照276826)

紅土鎳礦進口量巨大、成分十分復雜且差異性大。為了比較全面了解進口紅土鎳礦的主要成分，以日照港為主，連云港、天津港為輔，從2013年1月至12月，按進港量多少，每月抽取11～25個樣本，共228個。通過常量元素的全面分析，檢出率大于35%的元素19個，分別是：鎳、鐵、氧、硅、鎂、鋁、鉻、錳、鈷、鋅、鈣、氯、鈉、鉀、鈦、硫、釩、銅、磷等；其中,前10種全部檢出；而含量全部大于1%的元素只有氧和鐵。

進口紅土鎳礦;主要成分;檢出率

引文格式：孫成才，呂有成，劉美晨，等.進口紅土鎳礦主要成分研究[J].山東國土資源，2015，31(1)：23-26.SUN Chengcai, LV Youcheng, LIU Meichen, etc.Study on Main Components of Imported Laterite Nickel Deposit[J].Shandong Land and Resources,2015，31(1)：23-26.

0　引言

紅土鎳礦資源為硫化鎳礦巖體風化―淋濾―沉積形成的地表風化殼性礦床，世界上紅土鎳礦分布在赤道線南北30°以內(nèi)的熱帶國家，集中分布在環(huán)太平洋的熱帶―亞熱帶地區(qū)。是目前可供人類開發(fā)利用的2種鎳礦資源之一，其儲量約占70%。

一直以來，由于受選冶技術(shù)限制和生產(chǎn)成本偏高的制約，沒有得到很好的開發(fā)利用。隨著技術(shù)發(fā)展，我國不銹鋼企業(yè)2006年第四季度在紅土鎳礦生產(chǎn)工藝上取得重大突破[1-3]，生產(chǎn)成本大大降低，紅土型鎳礦現(xiàn)已可以得到很好的開發(fā)和利用，已成為我國乃至全球工業(yè)生產(chǎn)用鎳的重要來源。

經(jīng)過多年開采，我國硫化鎳礦急劇減少[4]，氧化鎳礦儲量少且品位低、難提取，與氧化鎳礦儲量大、品位高的一些國家相比，缺乏競爭力，為此中國各有色金屬企業(yè)積極在全球范圍內(nèi)開發(fā)紅土鎳礦資源。

自2006年6月第一船紅土鎳礦從菲律賓運往中國以來,進口量迅速增長，2012年，提供33%的市場供給,生產(chǎn)了60%的不銹鋼。我國鎳資源自給率逐漸下降，供需缺口持續(xù)擴大。因此，對我國鎳礦資源開展更深入的礦石特性研究勢在必行[5-6]。

紅土鎳礦進口量巨大、成分十分復雜且差異性大。為了比較全面了解進口紅土鎳礦的主要成分，以日照港為主，連云港、天津港為輔，從2013年1月至12月，按進港量多少，每月抽取11～25個樣本，共228個。通過常量元素的全面分析，概括進口紅土鎳礦中主要元素變化規(guī)律，為相關從業(yè)者提供較全面的認識。

1　測試方法

1.1儀器

等離子發(fā)射光譜儀：Icap6300美國Thermo；X射線熒光光譜儀：Axios，荷蘭PANalytical；壓樣機：ZHY401A,北京眾合。

1.2試劑

濃硝酸：分析純；氫氟酸：分析純；高氯酸；分析純；濃鹽酸：分析純；SnCl2：分析純；HgCl2：分析純；濃硫酸：分析純；濃磷酸：分析純；重鉻酸鉀：分析純。

1.3測試過程

1.3.1鎳的測試

稱取0.2000g樣品，放入聚四氟乙烯坩堝，加少量蒸餾水潤濕；加10mL濃鹽酸、5mL濃硝酸、5mL氫氟酸，電熱板上蒸干；再加3mL高氯酸，蒸干；加10mL濃鹽酸、適量蒸餾水，加熱至澄清；冷卻，定容于250mL容量瓶，用等離子發(fā)射光譜儀測試。

1.3.2鐵的測試

稱取0.2000g樣品，放入聚四氟乙烯燒杯，加少量蒸餾水潤濕；加10mL濃鹽酸、5mL氫氟酸，電熱板上蒸干；再加3mL高氯酸，蒸干；加10mL濃鹽酸、適量蒸餾水，加熱，用SnCl2還原至無色，再過量兩滴；冷卻，加入10mL 飽和HgCl2，10mL硫磷混合酸，用重鉻酸鉀滴定。

1.3.3其他元素的測試

稱取3.0g樣品，用硼酸壓制成片，用X熒光光譜儀測試。

1.4數(shù)據(jù)處理

將檢出率大于35%的元素，按含量由低到高排序，并制作曲線圖，觀察樣品的分布規(guī)律。為了圖示清晰、減少圖線重疊，制圖時將部分曲線向上平移，并在圖例中標明平移量。

曲線斜率反映了樣品密集程度。根據(jù)斜率的變化趨勢劃分區(qū)間，觀察樣品在各范圍的規(guī)律。斜率大，表明樣品間含量差距(間差)大，樣品稀疏；斜率小，表明樣品間差小，樣品密集。區(qū)間的樣品越多，這種樣品所占比例越大。

2　結(jié)果與討論

2.1元素整體規(guī)律

通過數(shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)紅土鎳礦的組成十分復雜。檢出率大于35%的元素19個，分別是：鎳、鐵、氧、硅、鎂、鋁、鉻、錳、鈷、鋅、鈣、氯、鈉、鉀、鈦、硫、釩、銅、磷等。其中,前10種全部檢出；而含量全部大于1%的元素只有氧和鐵。將19種元素的分布規(guī)律列于圖1至圖6，直觀表現(xiàn)各元素變化規(guī)律，并將各元素檢出個數(shù)、檢出率、最大值、最小值和平均值等參數(shù)列于表 1。

2.2元素區(qū)間分布規(guī)律

通過曲線圖發(fā)現(xiàn)，元素出現(xiàn)在不同含量區(qū)間的概率是不同的，具體表現(xiàn)為曲線斜率變化、樣品密集程度變化。根據(jù)曲線斜率變化規(guī)律，劃分為幾個區(qū)間，分析各區(qū)間的密集程度、樣品個數(shù)和平均間差，列于表 2，以表現(xiàn)各元素在不同含量區(qū)間的分布密集程度和概率。

表1　元素整體規(guī)律

圖1　Ni,Mn,Cl元素含量分布圖

圖2　Mg,Si,Fe,O元素含量分布圖

圖3　Ca,Al,Cr元素含量分布圖

圖4　K,Na,Ti元素含量分布圖

綜上所述，根據(jù)元素變化規(guī)律，19種元素分3類：第一類包括鎳、鐵、氧、硅、鎂和鉻，元素全部檢出，且含量高，密集于多個區(qū)間；鎳和鐵是紅土鎳礦的主要技術(shù)指標，根據(jù)市場需要，售貨商往往通過不同原礦混合，制成符合要求的商品，使鎳、鐵含量處于特定區(qū)間，氧、硅、鎂和鉻是主體元素，與鎳、鐵關聯(lián)性強，造成了類似現(xiàn)象。第二類包括鋁、錳、鈷和鋅，元素全部檢出，但含量較低，密集于中間含量區(qū)；這些元素含量低，與鎳、鐵等元素沒有明顯關聯(lián)性，因此呈現(xiàn)出中間密集、兩端稀疏的自然規(guī)律。

表2　元素區(qū)間分布規(guī)律

第三類包括鈣、氯、鈉、鉀、鈦、硫、釩、銅和磷，元素部分檢出，且含量較低，密集于低含量區(qū)；這些元素大多數(shù)容易受水環(huán)境侵蝕，熱帶高溫多雨條件下，它們很容易流失，造成含量低，直至未檢出，只有少數(shù)特殊條件下的樣品，含量相對較高。

圖5　S,Co,V元素含量分布圖

圖6　Cu,P,Zn元素含量分布圖

3　結(jié)語

紅土鎳礦的組成十分復雜，檢出率大于35%的元素19個，分別是：鎳、鐵、氧、硅、鎂、鋁、鉻、錳、鈷、鋅、鈣、氯、鈉、鉀、鈦、硫、釩、銅、磷等；其中,前10種全部檢出；而含量全部大于1%的元素只有氧和鐵。

根據(jù)變化規(guī)律，19種元素分3類：第一類包括鎳、鐵、氧、硅、鎂和鉻，元素全部檢出，且含量高，密集于多個區(qū)間；第二類包括鋁、錳、鈷和鋅，元素全部檢出，但含量較低，密集于中間含量區(qū)；第三類包括鈣、氯、鈉、鉀、鈦、硫、釩、銅和磷，元素部分檢出，且含量較低，密集于低含量區(qū)，不同元素之間的關聯(lián)性還需要進一步研究。

[1]昆明貴金屬研究所.不同類型紅土鎳礦的還原-磨選處理方法[P].中國專利：101073790A, 2007-11-21.

[2]昆明貴金屬研究所.一種轉(zhuǎn)底爐-電爐聯(lián)合法處理紅土鎳礦生產(chǎn)鎳鐵方法[P].中國專利：101020958A,2007-08-22.

[3]昆明貴金屬研究所.一種轉(zhuǎn)底爐快速還原含碳紅土鎳礦球團富集鎳的方法[P].中國專利：101020957A,2007-08-22.

[4]劉明寶，印萬忠.中國硫化鎳礦和紅土鎳礦資源現(xiàn)狀及利用技術(shù)研究[J].有色金屬工程, 2011，(3): 25-28.

[5]李建華，程威，肖志海.紅土鎳礦處理工藝綜述[J].濕法冶金，2001，(4)：191-194.

[6]劉大星.從鎳紅土礦中回收鎳、鈷技術(shù)的進展[J].有色金屬(冶煉部分)，2002，(3)：6-10.

Study on Main Components of Imported Laterite Nickel Deposit

SUN Chengcai, LV Youcheng, LIU Meichen, WANG Lin, LI Fuhua

(No.8 Exploration Institute of Geology and Mineral Resources, Shandong Rizhao 276826, China)

Import amount of laterite nickel deposit is huge, and components are very complex with large differences. In order to know main components of imported laterite nickel deposit comprehensively, taking imported amounts of Rizhao port as the main factors, and amounts of Lianyungang port and Tianjin port as supplemented factors, from January to December in 2013, according to the amount of monthly arrival, 11～25 samples will be selected every month. Thus, 228 samples have been selected in total. Through comprehensive analysis of major elements, detection rate of 19 kinds of elements are more than 35%, they are nickel, iron, oxygen, silicon, magnesium, aluminum, chromium, manganese, cobalt, zinc, calcium, chloride, sodium, potassium, sulfur, vanadium, titanium, copper, phosphorus, etc. Among them, the former 10 kinds of elements have been detected totally, and the elements which content are higher than 1% are only oxygen and iron.

Imported laterite nickel deposit; main components;detection rate

2014-02-18；

2014-05-05；編輯：陶衛(wèi)衛(wèi)

孫成才(1981—)，男，山東無棣人，工程師，主要從事地質(zhì)實驗測試及管理工作，E-mail：sunchengcai002@163.com

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