2×15000吨/年红土镍矿湿法冶金项目可行性分析
2010年4月25日
目录
一.概述
二、建设规模和选址
三。产品计划
四。原材料的来源
动词 （verb的缩写）工艺流程
六、三废处理和环境保护
七。投资估算
八、销售收入、生产成本和损益的计算
一.概述
全球陆上镍储量约1.2亿吨，其中40%为硫化矿，60%为氧化矿(红土矿)。硫化矿主要分布在俄罗斯、加拿大和中国，总量约5000万吨。目前，60%的镍产量来自硫化矿。经过多年的开采，硫化矿资源已逐渐枯竭。近十年来，未发现大型硫化镍矿。为了满足世界经济发展对镍的需求，人们普遍关注红土镍矿资源的开发。红土资源特点:1)资源丰富，埋藏浅，易于勘探，露天开采，开采成本低。2)伴生钴含量高，钴可以分担部分镍成本。3)红土矿位于热带、亚热带，且多靠近海洋，交通便利。
发达国家凭借雄厚的资本、先进的技术和国际化的管理经验，在国际矿业的全球竞争中占得先机。目前，国外已有多家知名镍生产企业涉足红土矿开发，部分企业已取得实质性进展。如英桥公司和必和必拓公司在印尼开发的含镍红土项目，Inco公司在印尼和新喀里多尼亚开发的红土项目等。
由于硫化镍可利用资源的明显减少，未来十年镍产量的增加将主要来自红土镍矿资源的开发，红土镍矿资源开发中湿法工艺的发展趋势大于铁镍火法工艺。虽然湿法工艺的投资成本与红土镍矿火法冶炼厂大致相同，即年产能为每磅镍8 ~ 12美元。但随着湿法技术的成熟、设备制造技术的进步和规模的扩大，湿法镍厂的基建投资在下一轮新建或扩建项目中会明显减少。湿法生产成本普遍低于铁镍法，湿法能耗明显低于铁镍法。因此，湿法技术将在经济上显示其优越性；
目前，我国大部分红土镍矿采用火法处理生产镍铁或镍铬合金，但近期有三个常压酸浸项目投产，其中广西伊尹科技矿冶有限公司(年产5000吨电积镍、300吨碳酸钴)情况良好，扩建二期5000吨/年项目，配套建设从废水中提取镁盐产品生产线。
二。建设规模和选址
国内外红土镍矿湿法冶金的单个项目产镍规模大多在3万吨以下，国际著名的如古巴Maua Bay，规模为3万吨/年；Nyarochegwana 23，000吨/年；澳大利亚雅布鲁3万吨/年；澳大利亚布鲁姆0.9万吨/年；0.9千吨/年；莫林莫林澳洲设计规模45000吨/年(实际产能35000吨/年)，国内广西伊尹、江西李江设计能力5000吨/年，云南元江设计能力3000吨/年。目前，广西伊尹正在进行技术改造，将现有产能扩大至1万吨。江西锂业还计划建设1.5万吨/年项目。
结合江西铜业的实际情况，考虑当前红土镍矿资源的供应情况，规划建设规模为2×15000吨/年金属镍，同时建设2× 30万吨/年硫铁矿循环经济项目，为湿法冶炼提供硫酸、蒸汽和电力。
红土镍矿湿法冶炼耗水量大、耗酸量大、占地面积大、物流量大，必须依靠大容量的物流通道。为降低企业成本，打造核心竞争力，项目选址需要考虑的主要因素有:主要原材料(硫酸、石灰、红土镍矿)的物流成本、物流吞吐量、就近建设尾矿库储存酸浸渣、工业基础设施完备等。
经过考察调研，我们认为瑞昌市马头镇工业园区建设条件较好，主要有以下几点:1 .充足的土地供应。这座工业城市的规划面积为78平方公里。目前工业城没有大型企业入驻，可储备土地数千亩。工业城内道路宽阔，岸坡平缓，平整量小，能满足园区集约化、可持续发展的要求。2.位置和交通都很方便。105、316国道与九景高速、昌九高速、赣粤高速、沪蓉高速、杭瑞高速交织，道路交通优势明显；火车站白洋站和夏凡站分别距离工业城仅14公里和7公里；长江岸线长19.5km，主航道申洪线靠近南岸。是双向航道，属于长江一级主航道。常年适合2000吨以上船舶作业，最大靠泊能力为万吨级海船。海外矿石可以通过江海联运直接运到专用码头，物流成本低。与德兴铜矿施工现场相比，物流成本比较(见表1)。3.供水、供电、交通、能源等基础设施齐全。工业城规划建设220千伏变电站1座，110千伏变电站1座，其中工业城110千伏变电站已开工建设，预计2010年10月竣工。西气东输二线经过工业城，接口距离施工现场约3~4公里，接口预留在工业城内。4.工业园位置距离江铜武山铜矿尾矿库仅10公里左右，便于酸浸渣的存放。不需要新建尾矿库，节省投资。5.本项目所需石灰资源丰富。6.园区水泥产能大，可以适当消化生产过程中产生的废渣。7.硫铁矿循环经济项目和江西铜业九江铅锌冶炼项目建成后，可提供项目所需硫酸。
三。产品计划
根据目前国内红土镍矿冶炼技术进步和环保要求，拟采用常压。
1吨镍物流成本对比表
四。原材料的来源
该项目的主要原料为进口硅镁红土镍矿(含镍1.6%)和硫酸。每吨镍消耗105吨红土镍矿(湿基含水30-35%)和55吨硫酸。1.5万吨/年红土镍矿项目每年消耗红土镍矿157.5万吨，硫酸82.5万吨。
红土镍矿资源是硫化镍岩体风化淋滤沉积形成的表层风化壳矿床。红土镍矿资源分布在世界赤道线南北30度以内的热带国家，集中在太平洋周边的热带-亚热带地区，主要包括美洲的古巴和巴西，东南亚的印度尼西亚和菲律宾，大洋洲的澳大利亚、新喀里多尼亚和巴布亚新几内亚。排名前三的国家是古巴、新喀里多尼亚和澳大利亚，镍储量分别为2300万吨、1500万吨和1100万吨。亚洲的印尼和菲律宾储量分别为130万吨和150万吨。
2009年，中国共进口红土镍矿1642万吨，同比增长33.3%，创历史新高。其中从印尼进口717万吨，从菲律宾进口869万吨，大部分是港口现货交易。我国红土镍矿的主要进口港口有山东日照港、岚山港、天津港和江苏连云港。目前进口红土镍矿只有不到10%用于湿法冶金，大部分用于火法冶金生产镍铁。由于火法冶炼工艺在能耗、环保、成本等方面处于劣势，根据目前的市场情况，经营状况并不好。
经港口现场考察，目前各大港口红土镍矿库存量较大。目前日照港库存370多万吨，均为各种品质，但主要是含镍2%以上的。连云港的库存也比较大。根据贸易商提供的质量报告，我们需要大量的硅镁红土镍矿库存。从上述两个港口的考察情况来看，我们认为目前红土镍矿的供应比较充足，在现货市场上每年采购150万吨以上的硅镁红土镍矿是比较容易的。同时，积极寻求境外矿权合作，为公司镍产业的可持续发展提供可靠的资源保障。
随着镍金属价格的上涨，红土镍矿的价格最近也在上涨。含镍1.6%的硅镁红土镍矿现货价格从360元/吨涨至近500元/吨(湿吨含税)。
由于近期油价较高，加上世博会的影响，从日照或连云港海运到九江港，再通过长江水运，运费在80元/吨左右，相对较高。经与港口物流部门协商，建议可采取以下两种物流方案:一是3万吨左右的远洋船舶可停靠南通港，7千吨左右的内河船舶可抵达九江。南通到九江运费22元/吨，驳船费用6元/吨左右；二是4万吨以上的大型航运船舶，受长江口吃水限制，必须停靠宁波北仑港，驳到能通过长江口的吨位小一点的船上，再二次转运到南通九江或张家港。到九江物流成本60元/吨左右。
项目所需硫酸由配套的硫铁矿循环经济项目供应，缺口可由江铜铅锌冶炼厂和贵溪冶炼厂供应。
动词 （verb的缩写）工艺流程
根据红土和镍矿成因和成分的不同，红土可简单分为褐铁矿和硅镁镍矿。褐铁矿硅镁含量低，铁含量高，适合氨浸和加压酸浸。菱镁矿适合火法还原或常压酸浸。火是一种传统的处理方法，而湿技术是从20世纪70年代开始发展起来的。无论是常压还是加压酸浸，目前技术都比较成熟，国内外也有很多成熟的生产线。
本项目采用的工艺为常压酸浸，主要工艺流程为:原料球磨制浆→常压加热酸浸→一步除铁→两步除铁→除杂→浓缩机逆流洗涤→洗涤废渣中和→浓缩送至尾矿库→上清液滤液加碱生产氢氧化镍浆料→浓缩→洗涤→板框压滤→压滤后氢氧化镍用硫酸溶解→萃取→电积镍。
矿石通过网格筛，进入中间矿仓。块度大于300mm的极少量矿石经人工处理后进入中间仓。中间仓的下出口连接振动筛，筛上的矿石被送到颚式破碎机破碎30毫米以下的矿石。破碎后的矿石和筛下的矿石一起通过传送带送入球磨工序。
球磨后的矿浆直接送入浸出槽用硫酸浸出，通过控制一定的温度和酸度，92%以上的镍和钴、大部分镁和部分铁也进入溶液。矿浆直接中和除铁，最终pH值控制在4.0左右。中和除杂后，浆料进入下一个CCD洗涤工序。
根据工艺要求和矿浆特性，采用浓逆流洗涤对中和后的矿浆进行洗涤，并进行固液分离。洗涤水加入到最后一台浓密机，溢流液进入最后一级浓密洗涤，底流进入尾矿中和工序，第一台浓密机的底流进入第二级浓密洗涤，以此类推。溢流部分进入下一步中和除杂工序。
经中和、除杂、浓洗后，溶液含镍1.7 g/L，用氢氧化钠溶液作中和剂，反应时间2-3小时，得到镍钴氢氧化物沉淀，镍钴沉淀率>:99%。沉淀后的料浆进入浓缩机进行液固分离，通过底流压滤得到镍钴氢氧化物沉淀混合物的滤饼。浓缩机溢流液和加压滤液返回主流程，作为CCD清洗预液循环使用。将滤饼溶解在硫酸中以制备高浓度的硫酸镍和钴的溶液。
所得溶液进入萃取车间进行镍钴分离和进一步除杂，除杂后的硫酸镍溶液送至电积车间生产电积镍。分离的硫酸钴溶液产生碳酸钴。
六、三废处理和环境保护
废气:本项目生产过程中不产生有毒烟气，浸出除铁过程中的少量蒸汽经冷凝吸收后返回工艺系统循环使用。
废水:本项目生产过程中每天需要新鲜水2788m3。外部排水主要是浸出渣和中和渣带走的水。pH值约为11，性质稳定。铜、镍、铅等重金属离子含量均小于0.1mg/L，在此过程中需要大量的水进行洗涤除镁，产生大量的含镁废水。通常的做法是加入石灰乳沉淀镁，脱镁后的废水可以回用于工艺流程。
废渣:主要是酸浸尾矿和石膏。每吨镍产生约100吨酸性废渣(含水量20%)，用石灰中和后送往尾矿库储存。废水除镁过程中产生的石膏和镁盐经浓缩后可直接送至尾矿库储存。
综上所述，本项目废气、废水、废渣均有相应的处理措施，不会对周围环境造成污染，因此不会对周围环境产生不利影响。
七。投资估算
经查，目前国内采用该工艺的工厂投资强度为10万元/吨镍。1.5万吨投资约15亿元。如果考虑共用武山铜矿新建的尾矿库，可以大大节省投资。
八、销售收入、生产成本和损益的计算
表2产品产量和销售收入构成
表4年镍生产成本估算表
