Lateritiska nickelmalmsfyndigheter

Lateritiska nickelmalmavlagringar är ytliga, väderbitna svålar som bildas på ultramafiska bergarter. De står för 73 % av den kontinentala världens nickelresurser och kommer i framtiden att vara den dominerande källan för brytning av nickel.

Genesis och typer av nickellateriter

Lateritiska nickelmalmer bildade genom intensiv tropisk vittring av olivinrika ultramafiska bergarter som dunit, peridotit och komatiit och deras serpentiniserade derivat, serpentinit som till stor del består av magnesiumsilikatet serpentin och innehåller ca. 0,3% nickel. Denna initiala nickelhalt berikas kraftigt under senareläggningen . Två sorters lateritisk nickelmalm måste särskiljas: limonittyper och silikattyper.

av limonittyp (eller oxidtyp) är starkt anrikade på järn på grund av mycket stark urlakning av magnesium och kiseldioxid. De består till stor del av goetit och innehåller 1-2 % nickel inkorporerat i goetit. Frånvaron av limonitzonen i malmfyndigheterna beror på erosion.

Stark vittring av ultramafiska bergarter vid jordytan under fuktiga förhållanden gör att nickelresurser bildas inuti nickellateriter. Lateriter bildas genom nedbrytning av mineraler som sedan läcker ut i grundvattnet, de överblivna mineralerna förenas för att bilda det nya mineralet som kallas lateriter. Nickel omvandlas till användbar malmkvalitet genom att slås samman till de nybildade stabila mineralerna.

Silikattyp (eller saprolittyp) nickelmalm bildad under limonitzonen. Den innehåller i allmänhet 1,5-2,5% nickel och består till stor del av Mg-utarmad serpentin i vilken nickel ingår. I fickor och sprickor av serpentinsten kan grön garnierit förekomma i mindre mängder, men med höga nickelhalter - mestadels 20-40%. Det är bundet i nybildade fyllosilikatmineraler . Allt nickel i silikatzonen lakas nedåt (absolut nickelkoncentration) från den överliggande goetitzonen.

Malmfyndigheter

Typiska nickellateritmalmfyndigheter är mycket stora tonnage , lågvärdiga fyndigheter som ligger nära ytan. De är vanligtvis i intervallet 20 miljoner ton och uppåt (detta är en innesluten resurs på 200 000 ton nickel vid 1%) med några exempel som närmar sig en miljard ton material. Således innehåller typiskt nickellateritmalmfyndigheter många miljarder dollar av in-situ-värde av innesluten metall .

Malmavlagringar av denna typ är begränsade till vittringsmanteln som utvecklats ovanför ultramafiska bergarter. Som sådana tenderar de att vara tabellformade, platta och riktigt stora, och täcker många kvadratkilometer av jordens yta. Emellertid är arean av en fyndighet som bearbetas för nickelmalmen vid något tillfälle mycket mindre, vanligtvis bara några få hektar. Den typiska nickel-lateritgruvan fungerar ofta som antingen en öppen gruva eller en bandgruva.

Extraktion

Nickellateriter är en mycket viktig typ av nickelmalmsfyndighet. De växer till att bli den viktigaste källan till nickelmetall för världens efterfrågan (för närvarande näst efter sulfidnickelmalmfyndigheter).

Nickellateriter bryts i allmänhet via öppna brytningsmetoder . Nickel utvinns ur malmen genom en mängd olika processvägar. Hydrometallurgiska processer inkluderar högtryckssyralakning (HPAL) och höglakning , som båda vanligtvis följs av lösningsmedelsextraktion - elektroutvinning ( SX-EW ) för återvinning av nickel. En annan hydrometallurgisk väg är Caron-processen, som består av rostning följt av ammoniakläckage och utfällning som nickelkarbonat. Dessutom produceras ferronickel genom den elektriska ugnsprocessen med roterande ugnar (RKEF-processen).

HPAL-process

Högtrycksbearbetning av syralakning används för två typer av nickellateritmalmer:

Malmer med limonitisk karaktär som avlagringarna i Moa-distriktet på Kuba och sydöstra Nya Kaledonien vid Goro där nickel är bundet i goetit och asbolan.
Malmer av övervägande icke-tronitisk karaktär, såsom många fyndigheter i västra Australien, där nickel är bundet i lera eller sekundära silikatsubstrat i malmerna. Nickelmetallen (+/- kobolt ) frigörs från sådana mineral endast vid lågt pH och höga temperaturer, vanligtvis över 250 °C.

Fördelarna med HPAL-anläggningar är att de inte är lika selektiva mot typen av malmmineraler, kvaliteter och mineraliseringens natur . Nackdelen är den energi som krävs för att värma malmmaterialet och syran, och det slitage som heta syran orsakar på anläggningar och utrustning. Högre energikostnader kräver högre malmhalter.

Hög (atmosfärisk) läckage

Höglakbehandling av nickellateriter är i första hand tillämpbar på lerfattiga oxidrika malmtyper där lerhalten är tillräckligt låg för att tillåta perkolering av syra genom högen. Generellt är denna produktionsväg mycket billigare - upp till hälften av produktionskostnaden - på grund av bristen på behov av att värma upp och trycksätta malmen och syran.

Malm mals, agglomereras och kanske blandas med lerfattigt berg, för att förhindra packning av de lerliknande materialen och på så sätt bibehålla permeabiliteten . Malmen staplas på ogenomträngliga plastmembran och syra perkoleras över högen, vanligtvis i 3 till 4 månader, i vilket skede 60 % till 70 % av nickel-kobolthalten frigörs i sur lösning, som sedan neutraliseras med kalksten och en nickel-kobolthydroxid-mellanprodukt genereras, som vanligtvis skickas till ett smältverk för raffinering.

Fördelen med höglakbehandling av nickelhaltiga lateritmalmer är att anläggningen och gruvinfrastrukturen är mycket billigare - upp till 25 % av kostnaden för en HPAL-anläggning - och mindre riskfyllda ur teknisk synvinkel. De är dock något begränsade i vilka typer av malm som kan behandlas.

FerroNickel process

En ny utveckling inom utvinningen av nickellateritmalmer är en speciell grad av tropiska avlagringar, som kännetecknas av exempel vid Acoje i Filippinerna, utvecklad på ultramafik av ofiolitsekvens . Denna malm är så rik på limonit (gäller vanligtvis 47 % till 59 % järn , 0,8 till 1,5 % nickel och spårkobolt ) att den i huvudsak liknar lågvärdig järnmalm . Som sådana har vissa stålsmältverk i Kina utvecklat en process för att blanda nickellimonitmalm med konventionell järnmalm för att producera foderprodukter av rostfritt stål .

Salpetersyra hydrometallurgisk tank urlakning

En annan ny metod för att utvinna nickel från lateritmalmer demonstreras för närvarande vid en testanläggning i pilotskala vid CSIRO-anläggningen i Perth, Australien. DNi-processen använder salpetersyra, istället för svavelsyra, för att extrahera nickel inom några timmar och sedan återvinns salpetersyran. DNi-processen har den stora fördelen att kunna behandla både limonit- och saprolit-lateritmalmer och beräknas ha mindre än hälften av kapital- och driftskostnaderna för HPAL- eller FerroNickel-processer.

Se även