كيف يتم تكرير خام أكسيد النيكل؟

خام النيكل اللاتريتي، وهو نوع من خام أكسيد النيكل, ، وهو غني بالحديد، ومنخفض في السيليكون والمغنيسيوم، ويحتوي على 1%–2% من النيكل؛ في حين أن خام سيليكات النيكل منخفض في الحديد، وغني بالسيليكون والمغنيسيوم، ويحتوي على 1.6%–4.0% من النيكل. حاليًا، يركز تطوير واستخدام خام أكسيد النيكل بشكل أساسي على خام اللاتريت النيكل. ونظرًا لأن النيكل الموجود في خام أكسيد النيكل غالبًا ما يكون متناثرًا بشكل متماثل في معادن الشوائب وله حجم جسيمات دقيق جدًّا، فإن طرق التخصيب الميكانيكي المباشر يصعب أن تحقق نتائج جيدة. ورغم أن تحميص الخام لتغيير تركيبته المعدنية يمكن أن يؤدي إلى مؤشرات تقنية أفضل، إلا أن التكلفة مرتفعة ولم يتم استخدامه بعد في الإنتاج الصناعي.

في الوقت الحالي، غالبًا ما تتضمن معالجة خام أكسيد النيكل عمليات التكسير والغربلة لإزالة الكتل الصخرية الكبيرة من الصخور الأساسية التي تعرضت لتجوية ضعيفة وتحتوي على نسبة منخفضة من النيكل، مما يؤدي إلى انخفاض درجة التخصيب. في السنوات الأخيرة، وبسبب التطور المستمر لتكنولوجيا صهر النيكل، وزيادة استهلاك النيكل، والاستنزاف المستمر لموارد خام كبريتيد النيكل الغنية، حظي تطوير واستغلال خام أكسيد النيكل باهتمام متزايد. وعادةً ما تكون رواسب أكسيد النيكل ضحلة، مما يجعلها مناسبة للتعدين المكشوف على نطاق واسع، كما يمكن استخراجها بشكل انتقائي. ونظرًا لانخفاض تكاليف استخراجها، فإنها تتمتع بقدرة تنافسية مقارنة بخامات كبريتيد النيكل.

يمكن تصنيف طرق صهر وتخصيب خامات أكسيد النيكل بشكل عام إلى عمليات معدنية حرارية وعمليات معدنية مائية. ويمكن تقسيم الصهر المعدني الحراري بدوره إلى صهر الخام الخام، وتركيز الفيرونيكل، وتركيز الحبيبات. ويشمل الصهر الهيدروميتالورجي التحميص الاختزالي، والترشيح بالأمونيا تحت الضغط الجوي، والترشيح الحمضي تحت الضغط العالي. تعد طريقة طحن الحبيبات في الفرن الدوار في الصهر المعدني الحراري طريقة قديمة، لكن عيوبها تشمل تعقيد العملية، وانخفاض محتوى النيكل في الحبيبات، وانخفاض معدل استرداد النيكل، وعدم القدرة على استرداد الكوبالت. يتميز الصهر بالفرن الكهربائي بمعدل استرداد مرتفع للنيكل؛ حيث يتم دمج بعض النيكل في عملية ترشيح الفيرونيكل ويمكن استرداده أثناء التكرير. هذه الطريقة مناسبة لمعالجة خام النيكل والفيروسيليكون. ومع ذلك، عند استخدامها لخامات اللاتريت ذات المحتوى العالي من الحديد، يكون معدل استرداد الحديد منخفضًا، ويكون استهلاك الطاقة مرتفعًا. ويتميز الترشيح بالأمونيا تحت الضغط الجوي في عملية الصهر الهيدروميتالورجي بعيب يتمثل في انخفاض معدل استرداد الكوبالت. أما الترشيح الحمضي عالي الضغط فهو مناسب لمعالجة خامات أكسيد النيكل ذات المحتوى المنخفض من سيليكات المغنيسيوم.

في الوقت الحالي، يُعد الصهر في الأفران الكهربائية لأكسيد النيكل الطريقة الأكثر شيوعًا لـ معالجة أكسيد النيكل; ؛ في حين أن طريقة التحبيب باستخدام الفرن الدوار نادرًا ما تُستخدم. أما الطرق الهيدروميتالورجية، مثل الترشيح بالأمونيا والترشيح بالحمض، فهي مستخدمة بالفعل في التطبيقات الصناعية. ولا تزال طرق صهر أكسيد النيكل الجديدة الأخرى، مثل عمليات الاستخلاص بالكلورة عالية الحرارة والتحميص بحمض الكبريتيك، في مرحلة البحث، ولكن تم إحراز بعض التقدم في هذا الصدد.