镍矿

镍矿镍是一种银白色金属，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，镍钴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。

一、镍矿原料特点镍属于亲铁元素，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铝质岩石，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，最主要的10多种含镍矿物列于表3.10.1中。

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(如磁黄铁矿、镍黄铁矿、红砷镍矿)。

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。

二、矿石工业要求我国镍矿床的一般工业要求如表3.10.2所示。

由于镍矿床含有伴生组分比较多，因此矿床的工业要求，要根据矿床具体情况具体确定。

表3.10.1含镍主要矿物t3-10-1.jpg表3.10.2镍矿床一般工业要求t3-10-2.jpg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。

三、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，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。

一、资源状况截至1995年末，我国已探明镍矿区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。

图3.10.1是我国40多年来镍保有储量增长曲线。

由图可以看出，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。

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。

图3.10.1中国镍矿保有储量增长曲线图m3-10-1.jpg二、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%，其次是新疆(11.6%)、云南(8.9%)、吉林(4.4%)、湖北(3.4%)和四川(3.3%)。

图3.10.2和表3.10.3示出了我国主要的镍矿床及其开发利用情况。

三、资源特点我国镍矿资源的第一个特点是储量分布高度集中，仅甘肃金川镍矿，其储量就占全国总储量的63.9%，新疆喀拉通克、黄山和黄山东三个铜镍矿的储量也占到全国总保有储量的12.2%。

第二，我国镍矿主要是硫化铜镍矿，占全国总保有储量的86%，其次是红土镍矿，占全国总保有储量的9.6%。

第三，我国镍矿石品位较富，平均镍大于1%的硫化镍富矿石约占全国总保有储量的44.1%。

第四，我国镍矿的地质工作程度比较高，属于勘探级别的储量占到了全国总保有储量的74%。

第五，我国镍矿地下开采的比重较大，占全国总保有储量的68%，而适合露采的只占到13%。

我国镍矿资源的上述特点，给我国镍矿的开发利用带来了有利的一面，也产生了不利的因素。

由于矿石储量分布集中，矿石又比较富，容易形成大型的采选冶企业，而且经济效益较好。

例如，甘肃金川矿区，储量大，品位高，其中Ⅱ矿区有特富矿石(含镍5.29%)储量4.84万t，而且具有铂族金属、金、钴等10余种有用伴生元素，已建立了综合利用流程，这儿已成了我国最大的镍生产基地。

但是也应该看到，储量高度集中，而且埋藏深，不能露采，因此对扩大产量，提高经济效益带来了影响。

我国氧化镍矿比较少，而且品位比较低，与国外氧化镍矿储量大、品位高的一些国家，如新喀里多尼亚、印度尼西亚相比，缺乏竞争力。

图3.10.2 中国镍矿分布图m3-10-2.jpg表3.10.3我国主要的镍矿床及其开发利用情况t3-10-3.jpg一、矿床时空分布及成矿规律中国已知主要镍矿床，除云南墨江一处属风化壳矿床外，其余皆为岩浆熔离矿床。

岩浆熔离矿床的成矿规律，首先从大地构造位置来看，主要分布在准地台内部区、过渡区和地槽内部区，且以过渡区(即准地台与地槽的一个过渡地带)为主，其余两区的镍矿比较次要(表3.10.4)。

表3.10.4中国饕 蟠驳姆植技俺煽笫贝?o:p>t3-10-4.jpg过渡区处于不同大地构造单元的交接部位，深断裂带极为发育。

这些延伸很远、规模巨大的深断裂带，一般都具有长期活动的历史，是控制镍矿成岩成矿的主要因素。

这种控制作用主要表现为：①岩体或岩群沿深断裂带的走向断续分布；②岩体一般沿深断裂面上盘侵位；③由于深断裂带形成的时间比较早，具有长期的多旋回发展史，因此在深断裂一侧的岩带中，往往有两期甚至两个以上期次的岩体出露；④沿深断裂带一侧分布的岩带或岩群，均赋存于深断裂上盘的次一级断裂或褶皱中。

除了大地构造以外，超镁铁质-镁铁质岩体对镍矿床的分布也起着重要的控制作用。

岩体的岩石类型、大小、产状以及分异程度与镍矿成矿有密切的关系：①在岩带(群)的众多岩体中，形成镍矿床的岩体为数极少。

14个岩带(群)共有2038个岩体，形成矿床的只有28个，岩体成矿率为1.37%。

这说明在一个岩带(群)中，成矿只与某一期次的有利岩石类型的岩体有关；②镍的成矿岩体一般规模较小。

有三个成矿岩体的出露面积达到1km2(白家嘴子、赤柏松、大坡岭)，其余成矿岩体的面积都在0.1km2以下；③成矿岩体的产状可分两类。

一类为陡倾斜(倾角60°以上)的岩墙状、脉状、透镜状；另一类为较舒缓的岩床、岩盆、椭球状、扁柱状。

巨大的和大型的矿床以前一类产状产出。

④岩体的分异程度与成矿密切相关，一般来说分异程度高有利于成矿。

中国镍矿形成时代从前寒武纪到燕山期，而元古宙和海西期是两个主要成矿期。

前寒武纪的元古宙形成的矿床有赤柏松、白家嘴子、大岭坡。

这几个矿床的同位素年龄分别为：2240Ma、1509～1526Ma、1000～1100Ma。

震旦纪形成的矿床有冷水箐和煎茶岭，同位素年龄分别为：713Ma和518～590Ma。

加里东期形成的矿床极少，仅拉水峡一处。

海西期形成的矿床甚多，早期以红旗岭矿床为代表，晚期以白马寨矿床为代表。

印支-燕山期形成有墨江风化壳硅酸镍矿床(表3.10.4)。

二、矿床类型镍矿床按照成因分为岩浆熔离矿床和风化壳矿床两大类（中国矿床，1994）。

岩浆熔离矿床的基本特征是该类矿床均与镁铁质-超镁铁质岩体有关。

在我国这类成矿岩体又多与深断裂有关，常呈陡倾斜的透镜状、岩墙、岩脉或不规则状产出。

成岩分异作用明显，有的为复合侵入体，往往形成不同的岩相。

分异作用形成的不同岩相之间一般呈渐变过渡关系；复合侵入体不同期次岩浆所形成的岩相之间一般呈突变或侵入接触。