红土镍矿的世界红土型镍矿开发进展的原因

红土型镍矿~

一、内容概述
红土型（Laterite）镍矿是含镍基性-超基性岩体风化-淋滤-沉积的产物，属于现代地表风化壳型矿床，风化的原岩通常是蛇绿岩杂岩中的纯橄榄岩、方辉橄榄岩和橄榄岩，少数是克拉通环境中的科马提岩和层状镁铁质-超镁铁质侵入岩，它们的原始Ni含量只有0.2% ～0.4%，红土风化作用导致Ni含量增高3～30倍。陆地上约70%镍资源集中在红土中。发育完全的红土型镍矿床，在正常风化壳剖面自下而上包括风化基岩带、腐泥土带、黏土带（或绿泥石带）、褐铁矿带、铁砾岩带5部分（陈浩琉等，1993）。含镍的红土化剖面按发育的主要矿物成分分成氧化物红土、黏土红土和硅酸盐红土3类。某些大型红土型镍矿的规模和品位见表1。

表1 某些大型红土矿镍矿的规模和品位

在形成时间上，红土型镍矿床不像硫化物型镍矿床，红土型镍矿床成矿时代均集中于中生代和新生代。西欧及乌克兰地区的矿床多数为中生代，赤道附近的古巴、新喀里多尼亚和东南亚地区的矿床多数为新生代（陈浩琉等，1993；Kula，2000）。在空间上，大多数红土型镍矿床产在赤道两侧到纬度大约22°的地带，如在印度尼西亚、菲律宾、古巴、西非和巴西等地，也有少数矿床产在纬度比较高的地区，如巴尔干的希腊、阿尔巴尼亚和前南斯拉夫、西澳大利亚州，其他一些小矿床分布于美国、多美尼加共和国、印度等。中国发现红土型镍矿床较少，基本上分布于哀牢山褶皱系西南部，与橄榄岩、斜辉橄榄岩关系密切（中国矿业报，2008）。
红土型镍矿床常见于两种构造环境：增生地体和克拉通地体。增生地体是活动构造地带，板块碰撞时逆掩断裂作用使上地幔的橄榄岩和构成蛇绿岩杂岩的岩片逆冲到地表并暴露；在克拉通地体的构造环境下，红土发育在太古宙到古生代各个时期的科马提岩和超镁铁质岩上面，这种相对稳定有利于均夷作用，红土发育在中等到平缓的地形上。
形成红土型镍矿一般必须具备以下几个条件（保尔果里特利，1983；Kula，2000）：①基岩条件，一般为缺少石英的橄榄岩和蛇纹岩；②气候条件，炎热多雨的气候条件有利于岩石矿物分解和充分氧化，并有足够的时间进行淋滤和再沉积；③地形地貌条件，地形平缓，地壳上升使基岩出露，遭受风化侵蚀，易使红土壳增厚。图1为根据澳大利亚红土型镍矿床特征所建立的红士型镍矿成矿模式。

图1 主要红土型镍矿剖面

（据Elias，2002）
二、应用范围及应用实例
菲律宾吕宋岛红土型镍矿床位于吕宋中部西侧三描礼士超基性岩带内，矿石多为含镍的褐铁矿化黏土，并普遍伴生钴矿床，产于超基性岩体顶部红土型风化壳中，易于开采利用。
吕宋岛位于马尼拉海沟俯冲复合带的北段，岛内三描礼士超基性岩带位于吕宋西部火山岛弧弧前盆地与中部陆相山间盆地之间。由于板块碰撞俯冲作用，导致该区构造岩浆活动十分强烈，出现了大面积的基性、超基性岩浆岩，为红土型镍矿的形成奠定了充足的物质基础（图2）。该地位于赤道附近，属热带季风性气候，终年炎热多雨，超基性橄榄岩分布，为形成红土风化壳型硅酸镍矿床提供了优越条件。
区内红土型镍矿均产于超基性岩体顶部，矿体如“云朵状”产于红土型风化壳内的褐铁矿化黏土层、半风化残余土层中。红土型风化壳垂向分带明显（图3），自上而下依次为残余红土盖层→含镍褐铁矿化黏土层→含镍半风化层→蛇纹石化基岩层→新鲜基岩。矿体大多产于红土风化壳中，总体上受地形控制，平面形态复杂，呈不规则状，边界变化较大，有少量的夹石和无矿天窗。剖面上为缓倾斜似层状，局部为不规则透镜状，厚度变化主要受地形和红土风化壳厚度的控制，总体上与红土风化壳的厚度呈正相关关系，分布则主要受红土风化壳分布范围的控制，矿体分布范围与红土风化壳分布基本吻合。矿石的矿物组分与风化土层的矿物组分大体一致，矿石矿物按其含量多少依次为蛇纹石、蒙脱石、滑石和绿泥石。此外，还有少量以风化矿物形式产出的针铁矿、石英和以风化残余矿物形式产出的蛇纹石化橄榄石。镍矿物主要以镍硅酸盐形式产出，主要有含镍蛇纹石、含镍绿高岭石、镍镁绿泥石、硅镁镍矿等。矿石中多见次生结构构造，部分地段残留了原岩的结构构造特征，矿石的结构主要有粒状结构、假象结构、碎裂结构和交代网格结构，矿石的构造主要有土状、块状、胶状、蜂窝状、网格状构造。矿石自然类型归类为氧化矿石，由超基性岩中的含镍岛状硅酸盐矿物经风化形成的含镍层状硅酸盐矿物。矿石的工业类型归类为硅酸镍矿石，镍主要呈类质同象形式存在于含镍层状硅酸盐矿物中。在含矿红土风化壳的上部和地表，常出现深棕红色赭石、绿色蛋白石、苹果绿色硅镁镍矿、绿色髓石或玉髓，呈细脉状产出；底部常见白色菱镁矿、蛇纹岩或蛇纹石化橄榄岩。矿体产于超基性岩体顶部红土风化壳中，随岩体顶界面的起伏而起伏，受岩体顶部红土风化壳的厚度和形态控制，距岩体顶界面一般不超过数十米，表现了矿体与岩体之间的依存关系。化学风化是直接的成矿作用，使超基性岩体顶部红土风化壳中的镍含量普遍增高，在局部富集形成红土型镍矿，成生时序明显晚于超基性岩体，是紧随超基性岩成岩作用之后，新生代的古近纪—新近纪、第四纪风化作用的产物。

图2 三描礼士区域地质简图

（据刘成忠等，2009）
1—阿克希特罗沉积岩系；2—三描礼士沉积岩系；3—吕宋中部陆相盆地积岩系；4—三描礼士超基性岩；5—巴塔安火山杂岩；6—区域断层；7—镍矿床；8—铬矿床（点）

图3 三描礼士地区红土型镍矿床典型剖面图

（据刘成忠等，2009）
1—残余红土盖层；2—含镍褐铁矿化黏土层；3—含镍半风化土；4—蛇纹石化橄榄岩；5—新鲜橄榄岩
区内橄榄岩等超基性岩中镍的含量普遍较高，为红土型镍矿的形成奠定了充足的物质基础。在适宜的气候和构造地形条件下，超基性岩风化形成红土型风化壳，超基性岩中的镍从风化壳顶部橄榄石、斜方辉石及蛇纹石中释放出来，随下渗的水迁出，在风化壳的中上部褐铁矿化黏土层和下部的半风化土层中被针铁矿、蒙脱石、蛇纹石等矿物捕获，或被下渗的SiO2-Mg 凝胶捕获富集成矿，其产出规模、分布范围和品位高低与原岩类型、气候变化、地形地貌和构造条件关系密切。镍的富集部位和赋存状态取决于地表水的淋滤条件，在淋滤条件较差的情况下，硅的淋滤作用受到限制，风化壳中褐铁矿化黏土层和半风化岩层较发育，向下迁移的镍除少部分被残余黏土层中的针铁矿捕获外，大部分被中上部褐铁矿化黏土层和下部的半风化土层中的层状硅酸盐捕获，因此镍主要富集于褐铁矿化黏土层和半风化岩层中；在淋滤条件较好的情况下，风化壳中褐铁矿化黏土层不发育，向下迁移的镍除少部分被残余黏土层中的针铁矿捕获外，大部分都迁出了风化壳，因此镍主要富集于褐铁矿化黏土层下部的富针铁矿黏土中。
区内超基性岩顶部的红土风化壳是红土型镍矿最直接的找矿标志。除此以外，该区红土型镍矿找矿标志还包括：①在超基性岩地区出现深棕红色赭石、砖红色黏土及淋滤蚀变的蛇纹岩；②地表出现致密状绿色蛋白石、绿色髓石或绿色玉髓呈细脉，或在转石碎块中出现上述细脉；③在风化层底部出现致密状白色菱镁矿；④在高度风化破碎的蛇纹岩或橄榄岩中出现苹果绿色硅镁镍矿细脉网脉；⑤地表常出现含有苹果绿色至黄白色硅镁镍，矿胶结的蛇纹石化蛋白石化碎石角砾，呈网脉状构造。
三、资料来源
刘成忠，尹维青，涂春根等.2009.菲律宾吕宋岛红土型镍矿地质特征及勘查开发进展.江西有色金属，23（2）：3～10
施俊法，唐金荣，周平等.2010.找矿模型与矿产勘查.北京：地质出版社
Elias M.2002.Nickel laterite deposits⁃geologic overview，resources and exploitation.In：Cooke D R，Pongratz ed.Giant ore deposits：characteristics，genesis，and exploration.Centre for Ore Deposit Research Special Publication，University of Tasmania，Hobart，4：205～220

我国镍矿类型主要为硫化铜镍矿和红土镍矿。我国的红土镍矿主要从菲律宾进口。由于自1970年起日本与菲律宾开始进行合作，成立合资矿业公司开采含镍2%以上的高品位镍矿，运送回新日铁和住友商社进行冶炼，导致菲律宾的高品位镍矿砂被日本企业垄断，而我国只能进口镍含量在0.9%～1.1%的低品位镍矿砂。我国周边国家有镍矿储量1125万吨，只分布在少数国家，包括俄罗斯(660万吨)、印度尼西亚(320万吨)、菲律宾（41万吨）、缅甸(92万吨)和越南(12万吨)，但占世界总储量比例较大，约占23%。其中 红土镍矿主要分布在印度尼西亚、菲律宾以及缅甸。印度尼西亚镍资源主要为基性、超基性岩体风化壳中的红土镍矿，分布在群岛的东部，矿带可以从中苏拉威西追踪到哈尔马赫拉、奥比、瓦伊格奥群岛，以及伊利安查亚的鸟头半岛的塔纳梅拉地区，由于印度尼西亚超基性岩带风化壳广泛分布，因此其红土型镍钴矿有良好的找矿前景。菲律宾也以红土镍为主，主要分布在诺诺克岛。缅甸也有红土型硅酸镍矿，受印缅山脉超基性岩带控制，分布在中部盆地西缘。俄罗斯的镍资源分布在西伯利亚地台西北缘诺里尔斯克硫化铜镍矿区。越南镍矿为铜镍硫化物型，分布在西北部，已知有山萝省的班福矿床，赋存在黑水河裂谷塔布蛇绿岩带内，有探明储量12万吨。

随着世界90年代经济发展，占镍用途65%的不锈钢需求增长坚挺，镍需求前5年平约每年增长4%以上，预测今后5～10年，增长率3.5%一4%，其中亚洲的镍需求增长率将是7%。然而，世界可供近期开发的硫化镍资源，除了加拿大的Voisey Bay镍矿以外，几乎寥寥无几。全球至今约探获7000万吨镍金属量的资源。其中，硫化镍约3000万吨，占42%。其余均为红土型镍。开发利用红土型镍矿的长处在于：
第一，红土型镍资源丰富，全球均有4100万吨镍金属量，勘查成本低。
第二，采矿成本极低。
第三，选冶工艺已经成熟。红土型镍矿的火法冶炼铁镍技术业已成熟，压力酸浸技术亦趋成熟。该技术始于50年代，首次用于古巴Moa Bay矿，称AMAX/PAL技术。此后，70年代澳洲QNI公司建成Yabula镍厂，酸浸处理新喀里东尼亚、印尼及澳州昆士兰州的红土型镍矿。加拿大Sherritt公司湿法处理红土型镍矿的技术已获公认。
第四，红土型镍矿可以生产出氧化镍、硫镍、铁镍等中间产品，其中硫镍，氧化镍可供镍精炼厂使用，以解决硫化镍原料不足的问题。至于铁镍更是便于用于制造不锈钢，降低生产成本。如印尼Antam公司利用本土的红土型镍矿，生产铁镍的成本去年已降至1.4美元/磅镍（1磅=0.453kg--编者注）年产量近1万吨含镍量。
第五，世界红土型资源主要分布于近赤道地区，大部分靠近海岸，便于外运。
因此，红土型镍建厂的投资虽然较大，一般每磅镍年生产能力需9～11美元，但由于上述长处，如果工艺合理，管理有素，其每磅镍的生产成本可低于硫化镍。以澳大利亚最大的镍业公司西部矿业公司（WMC）为例，每磅镍的总成本（包括投资摊销）自1996年3.0美元降至2.0美元（2000年）。工艺成熟、管理先进的红土型镍矿也可以达到这个水平。特别是近几年红土型镍矿压力酸浸技术项目的详细可行性研究报告，将钴的价值计算在内，每磅镍的生产成本均在1.4美元以下。因此，红土型镍矿开发利用的技术中心已由火法转为湿法的酸浸金属。
随着近几年澳大利亚西部三个红土型镍厂的投资兴建，人们对于红土型镍矿资源的利用性能及其类型又有新的认识，现可分为两类：一类称为“湿型”，主要分布于近赤道地区，如新喀里东尼亚、印尼、菲律宾、巴布亚新几内亚和加勒比海地区；另一类称为“干型”，主要分布于距赤道较远的南半球大陆，以西澳为代表。除西澳外，红土型镍矿资源在东澳亦有分布，产于东澳昆士兰州北部及新南威尔士州中西部，已探获有300万吨镍金属量，全澳合计达1500万吨镍金属量。自1999年初起，西澳相继有三个高压酸浸的镍厂开始生产，这三个厂为考斯（Cawse）、布隆（Bulong）和莫林莫林（Murrin Murrin），一期工程均基建完毕，这三个厂采用的基本工艺流程均为高压酸浸HPAL（High PressureAcid Leach），但后半部流程有所不同。考斯镍厂生产氢氧化镍中间产品，然后再电解生产出金属阴极镍和硫化钴。布隆厂的流程则不经过氢氧化镍中间产品的过程，直接电解生产镍和钴金属。莫林莫林则与古巴Moy Bay镍厂现场流程相近，并沿用加拿大Sherritt技术，先生产混合的硫化镍/钴中间产品，而后电解精炼生产出金属镍和钻。
世界上又有一批新的红土型镍矿PAL镍厂的兴建和扩建项目开始着手进行
发展趋势十分明显，可以归纳为：
（1）由于硫化镍可供开发资源的明显减少，世界未来十年镍产量的增加将主要来源于红土型镍矿资源的开发，而红土型镍矿资源开发中，PAL技术发展趋势大于铁镍技术；
（2）PAL湿法技术与红土型镍矿的火法冶炼厂的投资成本大体相当，即年生产能力每磅镍8～12美元。但是，PAL技术的镍厂在下一轮兴建或扩建项目中，其基建投资将会明显下降；
（3）PAL流程的生产成本在一般情况下低于铁镍流程，加上PAL方法耗能明显低于铁镍流程。因此，在经济上，PAL技术方法将显示出其优越性；
（4）由于“湿型”红土矿资源具有品位较高、粘土少，易于处理的优点，与“干型”红土矿资源相比，“湿型”资源的开发项目更具有开发利用的优势。
（5） 红土型镍矿的PAL技术可在现场生产出中间产品：氢氧化镍或硫镍，由此可以提供现有镍精炼厂的扩产或解决供料不足的问题，这是目前西方许多镍公司所采取的经营方向。这个经营思路值得我国借鉴.

---

江山市13820901971： 世界上哪里的镍最多? - ？
子丰珊心神： 镍矿 目前,全球已探明的镍储量约为1.6亿吨,其中硫化矿约占30%,红土镍矿约占70%.硫化镍与红土型镍同产于一个超基性岩带,但并不是在同一矿床内垂向上共生,即并不象铜矿床那样,次生富集带的铜矿下方通常均有原生硫化铜矿.由...

江山市13820901971： 中国有红土镍矿吗? - ？
子丰珊心神： 中国有红土镍矿.红土镍矿资源为硫化镍矿岩体风化―淋滤―沉积形成的地表风化壳性矿床,世界上红土镍矿分布在赤道线南北30度以内的热带国家,集中分布在环太平洋的热带―亚热带地区,主要有:美洲的古巴、巴西;东南亚的印度尼西亚、菲律宾;大洋洲的澳大利亚、新喀里多尼亚、巴布亚新几内亚等. 我国红土镍矿资源储量中70%集中在甘肃,其次分布在新疆、云南、吉林、四川、陕西和青海和湖北7个省,合计保有储量占全国镍资源总储量的27%.

江山市13820901971： 镍矿和红土镍矿是一样的吗??? - ？
子丰珊心神： 镍矿包含红土镍,红土镍只是一种氧化的镍.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.更详细的说明可以参考一下百度百科

江山市13820901971： 大家有了解红土镍矿的吗?我现在研究生阶段做关于红土镍矿还原焙烧富集镍铁的课题 - ？
子丰珊心神： 这个课题不错,目前比较热,不过“关于红土镍矿富集镍铁的方法很多,且比较成熟”这句话不同意,方法很多但是做的好的几乎没有,大多数都是富集到5%,还是实验室的结果.好好看看论文吧,算是个小建议吧.

江山市13820901971： 红土镍矿回转窑技术的成熟带动行业发展？
子丰珊心神： 目前虽然RKEF是成熟技术,但由于各国各地的外部条件不同,比如电和能源结构,将影响生产成本. 由于这种技术的限制性,国内采用该技术必须进行改进.首先要研究配料模型.国内氧化镍矿资源贫乏,要依靠进口,进口矿来源复杂,缺乏...

江山市13820901971： 镍铁是怎么提炼的 - ？
子丰珊心神： 目前中国多靠进口红土镍矿冶炼镍铁,国际上比较成熟的是火法冶炼. 火法分两种: 火法1:原生氧化镍矿(回转炉干燥,电炉冶炼)-镍铁 适宜处理,ni含量在1.5%以上的氧化镍矿. 火法2:原生氧化镍矿(烧结炉烧结,高炉冶炼)-镍铁...

江山市13820901971： 红土镍矿刘沈杰 - ？
子丰珊心神： 湿法工艺 (1)氨浸法(Caron法) 湿法工艺处理氧化镍矿的工业始于上世纪40年代.最早采用的是氨浸工艺,即氧化镍矿经干燥和还原焙烧后进行多段常压氨浸出,其代表性的工厂是美国建设的古巴尼加罗镍厂.氨浸法处理氧化镍矿,其产品...

江山市13820901971： 请解释下什么叫硫化镍矿?最好详细一点,镍矿一般分为红土镍矿、硫化镍矿,我想知道的是硫化镍矿的具体概念, - ？
子丰珊心神：[答案] 详细请参考镍Ni的物相分析: 在矿石中一般镍的形态有三种:硫化镍、硫酸镍、硅酸镍. 一般在矿山开发中以纯的某种矿物单独存在形式开发的较少,所谓的硫化镍矿是指矿石中的Ni是主要以硫化镍的形式存在.

江山市13820901971： 镍铁合金的发展前景 - ？
子丰珊心神： 全球约2/3的镍用于不锈钢生产,因此不锈钢行业对镍消费的影响居第l位.全球有色金属中,镍的消费量仅次于铜、铝、铅、锌,居有色金属第5位.因此,镍被视为重要战略物资,一直为各国所重视.国内厂家生产的镍铁品位主要集...

江山市13820901971： 镍铁合金的冶炼方法 - ？
子丰珊心神： 现代生产镍的方法主要有火法和湿法两种.根据世界上主要两类含镍矿物(含镍的硫化矿和氧化矿)的不同,冶炼处理方法各异.含镍硫化矿主要采用火法处理,通过精矿焙烧反射炉(电炉或鼓风炉)冶炼铜镍硫吹炼镍精矿电解得金属镍.氧化...