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镍矿矿石鉴定

Release date:2018-12-21  source:中南选矿网  Browse times:68
核心提示:矿矿石鉴定:镍是一种化学元素。化学符号Ni,原子序数28,原子量58.69,属周期系Ⅷ族。古代埃及、中国和巴比伦人都曾用含镍量很

镍矿矿石鉴定:镍是一种化学元素。化学符号Ni,原子序数28,原子量58.69,属周期系Ⅷ族。古代埃及、中国和巴比伦人都曾用含镍量很高的陨制作器物,中国古代云南生产的镍矿中含镍量就很高。1751年瑞典A.F.克龙斯泰德用木炭还原红镍矿制得属镍,其英文名称来源于德文Kupfernickel,含义是假。镍矿在地壳中的含量为0.018%,镍矿主要矿物有镍黄铁矿〔(Ni,Fe)9S8〕、硅镍矿〔(Ni,Mg)SiO3•nH2O〕、针镍矿或黄镍矿(NiS)、红镍矿(NiAs)等。海底的结核中镍的储量很大,是镍的重要远景资源。 英文简称 Nickel Ore   镍是一种白色金属,首先是1751年由瑞典矿物学家克朗斯塔特(A.F.Cronstedt)分离出来的。由于它具有良好的机械强度和延展性,难熔耐高温,并具有很高的化学稳定性,在空气中不氧化等特征,因此是一种十分重要的有色金属原料,被用来制造不锈钢、高镍合金钢和合金结构钢,广泛用于飞机、雷达、导弹、坦克、舰艇、宇宙飞船、原子反应堆等各种军工制造业。在民用工业中,镍常制成结构钢、耐酸钢、耐热钢等大量用于各种机械制造业。镍还可作陶瓷颜料和防腐镀层,镍合金是一种永磁材料,广泛用于电子遥控、原子能工业和超声工艺等领域,在化学工业中,镍常用作氢化催化剂。   近年来,在彩色电视机、磁带录音机和其他通讯器材等方面镍的用量也正在迅速增加。总之,由于镍具有优良性能,已成为发展现代航空工业、国防工业和建立人类高水平物质文化生活的现代化体系不可缺少的金属。镍属于亲铁元素,在地球中的含量仅次于硅、氧、铁、镁,居第5位。在地核中含镍最高,是天然的镍铁合金。在地壳中铁镁质岩石含镍高于硅质岩石,例如橄榄岩含镍为花岗岩的1000倍,辉长岩含镍为花岗岩的80倍。 

已知含镍矿物约50余种。其中硫化物,如镍黄铁矿、紫硫镍铁矿等游离硫化镍形态存在,有相当一部分镍以类质同象赋存于磁黄铁矿中。而氧化镍矿中,镍红土矿含铁高,含硅镁低,含镍为1%~2%;硅酸镍所含铁低,含硅镁高,含镍为1.6%~4.0%。目前,氧化镍矿的开发利用是以镍红土矿为主,它是由超基性岩风化发展而成的,镍主要以镍褐铁矿(很少结晶到不结晶的氧化铁)形式存在。   Ni2+具强烈亲硫性。在岩浆结晶早期,在镍含量一定的前提下,镍在岩石中的富集程度取决于硫的逸度。当有足够的硫时,镍与硫及似硫物()形成含镍硫化物,在硅酸矿物结晶前分离出来,形成镍的硫(或砷)化物(如针镍矿、磁黄铁矿、镍黄铁矿、红砷镍矿、砷镍矿、镍华)。通常所谓的镁硅镍矿(即硅酸镍矿)是从蛇纹石到类似粘土的水蛇纹石与皂石等镁矿物的一系列混合物的总称,在氧化作用条件下,部分镁被镍置换。氧化镍和硫化镍一样,现在已成为镍的重要来源。

性质特征

镍是银白色金属,熔点1455℃,沸点2730℃,密度8.90克/厘米3。 

有铁磁性和延展性,能导电和导热。常温下,镍在潮湿空气中表面形成致密的氧化膜,不但能阻止继续被氧化,而且能耐碱、盐溶液的腐蚀。块状镍不会燃烧,细镍丝可燃,特制的细小多孔镍粒在空气中会自燃。加热时,镍与氧、硫、氯、发生剧烈反应。细粉末状的金属镍在加热时可吸收相当量的氢气。镍能缓慢地溶于稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸,但在发烟硝酸中表面钝化。镍的氧化态为-1、+1、+2、+3、+4,简单化合物中以+2价最稳定,+3价镍盐为氧化剂。镍的氧化物有NiO和Ni2O3。氢氧化镍〔Ni(OH)2〕为强碱,微溶于水,易溶于酸。硫酸镍(NiSO4)能与碱金属硫酸盐形成矾Ni(SO4)2•6H2O(MI为碱金属离子)。+2价镍离子能形成配位化合物。在加压下,镍与一氧化碳能形成四羰基镍〔Ni(CO)4〕,加热后它又会分解成金属镍和一氧化碳。

镍的制法

①电解法。将富集的硫化物矿焙烧成氧化物,用炭还原成粗镍,再经电解得纯金属镍。②羰基化法。将镍的硫化物矿与一氧化碳作用生成四羰基镍,加热后分解,又得纯度很高的金属镍。③氢气还原法。用氢气还原氧化镍,可得金属镍。镍大部分用于制造不锈钢和抗腐蚀合金。镍还大量用于镀镍。镍铜合金用于电阻合金、热交换器和冷凝器管道。镍铁合金用于制造蒸气叶轮机和电热丝。在化学工业中镍用作加氢反应的催化剂。

分类分布

 

  

镍矿种类很多,自然界广泛存在的镍硫化矿是(Ni,Fe)S,比重为5,硬度为4,其次是针硫镍矿NiS(比重5.3,硬度2.5)等。硫化镍矿床的矿石按硫化率,即呈硫化物状态的镍(SNi)与全镍(TNi)之比将矿石分为:原生矿石:SNi/TNi>70%;混合矿石:SNi/TNi45%~70%;氧化矿石:SNi/TNi<45%;硅酸镍矿石按氧化镁含量分为;铁质矿石:MgO<10%;铁镁质矿石:MgO 10%~20%;镁质矿石:MgO>20%;镍矿石的主要有害杂质有铜(在硅酸镍矿中)、、砷、氟、锰、锑、、铬等。 

硫化镍矿石按镍含量可分下列三个品级,特富矿石:Ni>3%;富矿石Ni 1%~3%;贫矿石:Ni 0.3%~1%。富矿石及贫矿石需经选矿,特富矿石可直接入炉冶炼。   硫化镍矿床普遍含铜,常称含铜硫化镍矿床。在镍矿体中铜无需单独制定指标和圈定矿体,当镍品位达不到指标而铜可单独形成矿体时,其指标为按铜执行。除铜外,一般常伴生有铁、铬、钴、锰、族金属、金、银及等,这些伴生有用组分的含量要求是:Pt、Pd为0.03g/t;Os、Ru、Rh、Ir为0.02g/t;Au为0.05~0.1g/t、Ag为1.0g/t、Co为0.01%;Se为0.0005%;Te为0.0002%。在蛇纹岩滑石等矿床中含有较高的镍,常有回收价值,在评价该类矿床时对镍要注意综合评价。

矿石工业要求

硫化镍矿床的矿石按硫化率,即呈硫化物状态的镍(SNi)与全镍(TNi)之比将矿石分为:   原生矿石:SNi/TNi>70%   混合矿石:SNi/TNi45%~70%   氧化矿石:SNi/TNi<45%   硅酸镍矿石按氧化镁含量分为:   铁质矿石:MgO<10%   铁镁质矿石:MgO 10%~20%   镁质矿石:MgO>20%   镍矿石的主要有害杂质有铜(在硅酸镍矿中)、铅、锌、砷、氟、锰、锑、铋、铬等。   硫化镍矿石按镍含量可分下列三个品级,特富矿石:Ni>3%;富矿石Ni 1%~3%;贫矿石:Ni 0.3%~1%。富矿石及贫矿石需经选矿,特富矿石可直接入炉冶炼。   硫化镍矿床普遍含铜,常称含铜硫化镍矿床。在镍矿体中铜无需单独制定指标和圈定矿体,当镍品位达不到指标而铜可单独形成矿体时,其指标为按铜执行。除铜外,一般常伴生有铁、铬、钴、锰、铂族金属、金、银及硒和碲等,这些伴生有用组分的含量要求是:Pt、Pd为0.03g/t;Os、Ru、Rh、Ir为0.02g/t;Au为0.05~0.1g/t、Ag为1.0g/t、Co为0.01%;Se为0.0005%;Te为0.0002%。   在蛇纹岩、滑石等矿床中含有较高的镍,常有回收价值,在评价该类矿床时对镍要注意综合评价。

矿业简史

古代埃及和我国都曾用含镍很高的陨铁作器物。我国公元前206年(汉朝)以前就已掌握了冶炼白铜(即铜镍锌合金,含Cu 52%~80%,Ni 5%~35%,Zn 10%~35%)的技术。   1865年法国加尼尔首次在新喀里多尼亚发现硅酸镍矿,以后被他命名为硅镁镍矿。1875年开始开采,由于当地燃料、熔剂缺乏,劳力不足,矿石送往法国、德国冶炼,是世界上最早用鼓风炉炼镍的矿石。1856年A.P.萨尔得在加拿大定子午线时发现在萨德伯里地区罗盘读数显得偏斜,随后,墨累据此在附近检查,从铁帽上(即克里斯顿矿体顶盘)采样分析发现含Ni1%、Cu2%的矿石,但因交通不便,未引起注意,至1883年才开展工作,于1886年发现克里斯顿矿床,从而发现了世界闻名的萨德伯里超大型铜镍硫化物矿床,1901年露采出矿。从此世界镍的冶炼由氧化镍转向硫化镍。   我国镍工业始于1957年四川省力马河镍矿的开采,虽然生产规模较小,填补了我国镍工业的空白,在当时缓和了我国“镍荒”。1958年甘肃省地质局发现金川(即白家嘴子)镍矿,并于60年代投产,至今已成为全国最大的镍矿藏储备提炼基地,这在很大程度中解决了我国对镍的需要。到了90年代,由于新疆喀拉通克镍矿、云南金平镍矿及吉林赤柏松镍矿的开发和投产,更使我国镍工业的发展上了一个新台阶。

资源状况

已知镍矿约50余种。其中硫化物,如镍黄铁矿、紫硫镍铁矿等游离硫化镍形态存在,有相当一部分镍以类质同象赋存于磁黄铁矿中。而氧化镍矿中,镍红土矿含铁高,含硅镁低,含镍为1%~2%;硅酸镍所含铁低,含硅镁高,含镍为1.6%~4.0%。目前,氧化镍矿的开发利用是以镍红土矿为主,它是由超基性岩风化发展而成的,镍主要以镍褐铁矿(很少结晶到不结晶的氧化铁)形式存在。   Ni2+具强烈亲硫性。在岩浆结晶早期,在镍含量一定的前提下,镍在岩石中的富集程度取决于硫的逸度。当有足够的硫时,镍与硫及似硫物(砷、锑)形成含镍硫化物,在硅酸矿物结晶前分离出来,形成镍的硫(或砷)化物(如针镍矿、磁黄铁矿、镍黄铁矿、红砷镍矿、砷镍矿、镍华)。通常所谓的镁硅镍矿(即硅酸镍矿)是从蛇纹石到类似粘土的水蛇纹石与皂石等镁矿物的一系列混合物的总称,在氧化作用条件下,部分镁被镍置换。氧化镍和硫化镍一样,现在已成为镍的重要来源。 

截至1995年末,中国已探明镍矿区84处,分布于全国18个省、自治区。镍的保有储量为785.31万t,其中A+B+C级占储量的47.9%,为376.39万t。如以我国的工业储量(A+B+C级)与西方国家的储量基础相比,我国在古巴(储量基础2300万t)、新喀里多尼亚(储量基础1500万t)、加拿大(储量基础1400万t)、印度尼西亚(储量基础1300万t)、菲律宾(储量基础1100万t)、俄罗斯(储量基础730万t)、澳大利亚(储量基础680万t)、巴西(储量基础430万t)之后,位居世界第9位。   60年代由于甘肃金川硫化铜镍矿床勘查成功,镍储量10年增加了1倍多,标志着中国镍矿石储备的世界重要地位。自1975年以后,镍的保有储量基本上稳定在760~780万t。   我国镍矿资源是比较丰富的,据预测,资源量在900万t左右。最有远景的地区是新疆哈密的黄山、穹塔格和塔里木盆地北缘。

储量分布

我国镍矿分布就大区来看,主要分布在西北、西南和东北,其保有储量占全国总储量的比例分别为76.8%、12.1%、4.9%。就各省(区)来看,甘肃储量最多,占全国镍矿总储量的62%(其中金昌的镍产提炼规模居全球第二位),其次是新疆(11.6%)、云南(8.9%)、吉林(4.4%)、湖北(3.4%)和四川(3.3%)。

应用价值

由于镍具有优良性能,已成为发展现代航空工业、国防工业和建立人类高水平物质文化生活的现代化体系不可缺少的金属。现在发现,镍能激活胰岛素,这一点与铬的作用相似。缺镍、缺铬可使胰岛素的活性减弱,糖的利用发生障碍,血中的脂肪及类脂质含量升高,这些物质沉积在血管壁,就会导致动脉粥样硬化,从而引发冠心病高血压。有人从动物实验中观察到,镍能抑制大鼠肝合成胆固醇和脂肪,这说明,镍对糖代谢和脂肪代谢都有一定作用。 镍的作用虽然还不十分明了,但是,它已经属于人类生命过程中不可缺少的微量元素之一。镍是血纤维蛋白溶酶的组成成分,具有刺激生血机能的作用,能促进红细胞的再生。有类似钴的生理活性,血镍的变化也与钴在贫血治疗过程中的变化近似。给供血者每日5毫克镍盐,可使血红蛋白的合成及红细胞的再生明显加速。镍还是体内一些酶的激活剂,而这些酶均为生物体内蛋白质和核酸代谢过程中的重要酶,所以镍水平降低时,就有可能引起机体代谢上的变化,从而导致某些器官功能的障碍。此外,它又可以维持细胞膜的结构,控制催乳激素等。因此,镍对人体的作用不容忽视。

危害

镍矿有毒性,存在于铜镍矿中的放射性元素氡存在于建筑水泥、矿碴和装饰石材以及土壤中。对人体的危害:氡是一种放射性元素,可导致肺癌。对人体的辐射伤害占一生中所受到的全部辐射伤害的55%以上,其诱发肺癌的潜伏期大多都在15年以上,是除了吸烟之外,引起肺癌的第二大因素。

 
 
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