紅土鎳礦資源分布與勘探
目前,全球已探明的鎳儲(chǔ)量約為1.6億噸,其中硫化礦約占30%,紅土鎳礦約占70%。硫化鎳與紅土型鎳同產(chǎn)于一個(gè)超基性巖帶,但并不是在同一 礦床內(nèi)垂向上共生,即并不象銅礦床那樣,次生富集帶的銅礦下方通常均有原生硫化銅礦。由于硫化鎳礦資源品質(zhì)好,工藝技術(shù)成熟,現(xiàn)約60%的鎳產(chǎn)量 來(lái)源于硫化鎳礦,因硫化鎳礦的長(zhǎng)期開(kāi)采,而近20年來(lái)硫化鎳礦新資源勘探上沒(méi)有重大突破,保有儲(chǔ)量急劇下降。如以年產(chǎn)鎳量120萬(wàn)噸計(jì)算,則相當(dāng)于2年采完一個(gè)加拿大伏伊希灣鎳礦床(近二十年唯一發(fā)現(xiàn)的大型礦床,世界第五大硫化鎳礦)、5年采完金川鎳礦(世界第三大硫化鎳礦)。因此,目 前,全球硫化鎳礦資源已出現(xiàn)資源危機(jī),且傳統(tǒng)的幾個(gè)硫化鎳礦礦山(加拿大的薩德伯里、俄羅斯的諾列爾斯克、澳大利亞的坎博爾達(dá)、中國(guó)金川、南非里騰斯堡等)的開(kāi)采深度日益加深,礦山開(kāi)采難度加大。為此,全球鎳行業(yè)將資源開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)瞄準(zhǔn)儲(chǔ)量豐富的紅土鎳礦資源。
紅土鎳礦資源為硫化鎳礦巖體風(fēng)化―淋濾―沉積形成的地表風(fēng)化殼性礦床,世界上紅土鎳礦分布在赤道線南北30度以內(nèi)的熱帶國(guó)家,集中分布在環(huán)太平洋的熱帶―亞熱帶地區(qū),主要有:美洲的古巴、巴西;東南亞的印度尼西亞、菲律賓;大洋洲的澳大利亞、新喀里多尼亞、巴布亞新幾內(nèi)亞等。 我國(guó)鎳礦資源儲(chǔ)量中70%集中在甘肅,其次分布在新疆、云南、吉林、四川、陜西和青海和湖北7個(gè)省,合計(jì)保有儲(chǔ)量占全國(guó)鎳資源總儲(chǔ)量的27%。我國(guó)鎳礦類型主要為硫化銅鎳礦和紅土鎳礦。我國(guó)的紅土鎳礦主要從菲律賓進(jìn)口。由于自1970年起日本與菲律賓開(kāi)始進(jìn)行合作,成立合資礦業(yè)公司開(kāi)采含鎳2%以上的高品位鎳礦,運(yùn)送回新日鐵和住友商社進(jìn)行冶煉,導(dǎo)致菲律賓的高品位鎳礦砂被日本企業(yè)壟斷,而我國(guó)只能進(jìn)口鎳含量在0.9%~1.1%的低品位鎳礦砂?!?nbsp;
我國(guó)周邊國(guó)家有鎳礦儲(chǔ)量1125萬(wàn)噸,只分布在少數(shù)國(guó)家,包括俄羅斯(660萬(wàn)噸)、印度尼西亞(320萬(wàn)噸)、菲律賓(41萬(wàn)噸)、MD(92萬(wàn)噸)和越南(12萬(wàn)噸),但占世界總儲(chǔ)量比例較大,約占23%。其中 紅土鎳礦主要分布在印度尼西亞、菲律賓以及MD。印度尼西亞鎳資源主要為基性、超基性巖體風(fēng)化殼中的紅土鎳礦,分布在群島的東部,礦帶可以從中蘇拉威西追蹤到哈爾馬赫拉、奧比、瓦伊格奧群島,以及伊利安查亞的鳥(niǎo)頭半島的塔納梅拉地區(qū),由于印度尼西亞超基性巖帶風(fēng)化殼廣泛分布,因此其紅土型鎳鈷礦有良好的找礦前景。菲律賓也以紅土鎳為主,主要分布在諾諾克島。MD也有紅土型硅酸鎳礦,受印緬山脈超基性巖帶控制,分布在中部盆地西緣。俄羅斯的鎳資源分布在西伯利亞地臺(tái)西北緣諾里爾斯克硫化銅鎳礦區(qū)。越南鎳礦為銅鎳硫化物型,分布在西北部,已知有山蘿省的班福礦床,賦存在黑水河裂谷塔布蛇綠巖帶內(nèi),有探明儲(chǔ)量12萬(wàn)噸。
世界紅土型鎳礦開(kāi)發(fā)進(jìn)展的原因
隨著世界90年代經(jīng)濟(jì)發(fā)展,占鎳用途65%的不銹鋼需求增長(zhǎng)堅(jiān)挺,鎳需求前5年平約每年增長(zhǎng)4%以上,預(yù)測(cè)今后5~10年,增長(zhǎng)率3.5%一4%,其中亞州的鎳需求增長(zhǎng)率將是7%。然而,世界可供近期開(kāi)發(fā)的硫化鎳資源,除了加拿大的Voisey bay鎳礦以外,幾乎廖廖無(wú)幾。全球至今約探獲7000萬(wàn)噸鎳金屬量的資源。其中,硫化鎳約3000萬(wàn)噸,占42%。其余均為紅土型鎳。開(kāi)發(fā)利用紅土型鎳的長(zhǎng)處在于:
第一,紅土型鎳資源豐富,全球均有4100萬(wàn)噸鎳金屬量,勘查成本低。
第二,采礦成本極低。
第三,選冶工藝已經(jīng)成熟。紅土型鎳礦的火法冶煉鐵鎳技術(shù)業(yè)已成熟,壓力酸浸技術(shù)亦趨成熟。該技術(shù)始于50年代,首次用于古巴Moa Bay礦,稱AMAX?PAL技術(shù)。此后,70年代澳洲QNI公司建成Yabula鎳廠,酸浸處理新喀里東尼亞、印尼及澳州昆士蘭州的紅土型鎳礦。加拿大Sherritt公司濕法處理紅土型鎳礦的技術(shù)已獲公認(rèn)。
第四,紅土型鎳礦可以生產(chǎn)出氧化鎳、硫鎳、鐵鎳等中間產(chǎn)品,其中硫鎳,氧化鎳可供鎳精煉廠使用,以解決硫化鎳原料不足的問(wèn)題。至于鐵鎳更是便于用于制造不銹鋼,降低生產(chǎn)成本。如印尼Antam公司利用本土的紅土型鎳礦,生產(chǎn)鐵鎳的成本去年已降至1.4美元/磅鎳(1磅=0.453kg--編者注)年產(chǎn)量近1萬(wàn)噸含鎳量。
第五,世界紅土型資源主要分布于近赤道地區(qū),大部分靠近海岸,便于外運(yùn)。
因此,紅土型鎳建廠的投資雖然較大,一般每磅鎳年生產(chǎn)能力需9~11美元,但由于上述長(zhǎng)處,如果工藝合理,管理有素,其每磅鎳的生產(chǎn)成本可低于硫化鎳。以澳大利亞大型鎳業(yè)公司西部礦業(yè)公司(WMC)為例,每磅鎳的總成本(包括投資攤銷)自1996年3.0美元降至2.0美元(2000年)。工藝成熟、管理先進(jìn)的紅土型鎳礦也可以達(dá)到這個(gè)水平。特別是近幾年紅土型鎳礦壓力酸浸技術(shù)項(xiàng)目的詳細(xì)可行性研究報(bào)告,將鈷的價(jià)值計(jì)算在內(nèi),每磅鎳的生產(chǎn)成本均在1.4美元以下。因此,紅土型鎳礦開(kāi)發(fā)利用的技術(shù)中心已由火法轉(zhuǎn)為濕法的酸浸金屬。
隨著近幾年澳大利亞西部三個(gè)紅土型鎳廠的投資興建,人們對(duì)于紅土型鎳礦資源的利用性能及其類型又有新的認(rèn)識(shí),現(xiàn)可分為兩類:一類稱為“濕型”,主要分布于近赤道地區(qū),如新喀里東尼亞、印尼、菲律賓、巴布亞新幾內(nèi)亞和加勒比海地區(qū);另一類稱為“干型”,主要分布于距赤道較遠(yuǎn)的南半球大陸,以西澳為代表。除西澳外,紅土型鎳礦資源在東澳亦有分布,產(chǎn)于東澳昆士蘭州北部及新南威爾士州中西部,已探獲有300萬(wàn)噸鎳金屬量,全澳合計(jì)達(dá)1500萬(wàn)噸鎳金屬量。自1999年初起,西澳相繼有三個(gè)高壓酸浸的鎳廠開(kāi)始生產(chǎn),這三個(gè)廠為考斯(Cawse)、布?。˙ulong)和莫林莫林(Murrin Murrin),一期工程均基建完畢,這三個(gè)廠采用的基本工藝流程均為高壓酸浸HPAL(High PressureAcid Leach),但后半部流程有所不同??妓规噺S生產(chǎn)氫氧化鎳中間產(chǎn)品,然后再電解生產(chǎn)出金屬陰極鎳和硫化鈷。布隆廠的流程則不經(jīng)過(guò)氫氧化鎳中間產(chǎn)品的過(guò)程,直接電解生產(chǎn)鎳和鈷金屬。莫林莫林則與古巴Moy Bay鎳廠現(xiàn)場(chǎng)流程相近,并沿用加拿大Sherritt技術(shù),先生產(chǎn)混合的硫化鎳/鈷中間產(chǎn)品,而后電解精煉生產(chǎn)出金屬鎳和鉆。
世界上又有一批新的紅土型鎳礦PAL鎳廠的興建和擴(kuò)建項(xiàng)目開(kāi)始著手進(jìn)行 展趨勢(shì)十分明顯,可以歸納為:
(1)由于硫化鎳可供開(kāi)發(fā)資源的明顯減少,世界未來(lái)十年鎳產(chǎn)量的增加將主要來(lái)源于紅土型鎳礦資源的開(kāi)發(fā),而紅土型鎳礦資源開(kāi)發(fā)中,PAL技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)大于鐵鎳技術(shù);
(2)PAL濕法技術(shù)與紅土型鎳礦的火法冶煉廠的投資成本大體相當(dāng),即年生產(chǎn)能力每磅鎳8~12美元。但是,PAL技術(shù)的鎳廠在下一輪興建或擴(kuò)建項(xiàng)目中,其基建投資將會(huì)明顯下降;
(3)PAL流程的生產(chǎn)成本在一般情況下低于鐵鎳流程,加上PAL方法耗能明顯低于鐵鎳流程。因此,在經(jīng)濟(jì)上,PAL技術(shù)方法將顯示出其優(yōu)越性;
(4)由于“濕型”紅土礦資源具有品位較高、粘土少,易于處理的優(yōu)點(diǎn),與“干型”紅土礦資源相比,“濕型”資源的開(kāi)發(fā)項(xiàng)目更具有開(kāi)發(fā)利用的優(yōu)勢(shì)。
(5)紅土型鎳礦的PAL技術(shù)可 在現(xiàn) 場(chǎng)生產(chǎn)出 中間產(chǎn)品:氫氧化鎳或硫鎳,由此可以提供現(xiàn)有鎳精煉廠的擴(kuò)產(chǎn)或解決供料不足的問(wèn)題,這是目前西方許多鎳公司所采取的經(jīng)營(yíng)方向。這個(gè)經(jīng)營(yíng)思路值得我國(guó)借鑒。