Laterite 니켈 광석은 산업적으로 어떻게 가공되나요?

2025-10-05

레테라이트 니켈 광석을 산업적으로 처리하는 것은 복잡한 기술을 통해 광석을 사용 가능한 니켈 제품으로 전환하는 것을 포함합니다. 일반적으로 니켈 산화물이나 규산염을 포함한 저급 광석인 레테라이트 니켈 광석은 고급 추출 및 정제 방법이 필요합니다. 아래는 주요 산업 공정 중 일부입니다:

1. 화학금속공정

수메탈러지(고온 금속 제련)는 니켈을 추출하기 위해 고온에서 제련하거나 환원하는 과정을 포함합니다. 주요 접근 방식은 다음과 같습니다:

• 로타리 가마-전기로(ＲＫＥＦ) 공정:

  • 이는 후라이토 광석, 특히 사프로라이트(고 Mg, 저 Fe 분획)가 풍부한 것에 널리 사용됩니다.
  • 이 과정은 회전로에서 광석을 건조하고 소성한 후, 전기로에서 니켈 피그 아이언(NPI) 또는 페로니켈을 생산하기 위해 제련하는 과정을 포함합니다.
  • 주요 단계:
  • 광석 전처리: 광석은 일반적으로 분쇄되고 건조된 후 미세한 입자로 분쇄됩니다.
  • 칼시네이션: 광석은 회전 가마에서 가열되어 수분과 이산화carbon을 제거합니다.
  • 제련: 탈탄소된 광석은 전기로에서 환원제와 플럭스를 혼합하여 니켈이 선택적으로 환원됩니다.
  • 페로니켈 생산: 니켈이 철-니켈 제품에 합금됩니다.

• 용광로 공정:

  • RKEF와 유사하지만, 제련을 위해 전기로 대신 용광로를 사용합니다.

• 고급 페로 니켈 생산:

  • 전문 처리에서 추가 정제 단계를 거치면 스테인리스 강 생산을 위한 고급 ferro-nickel을 생산할 수 있습니다.

2. 수화학적 공정

수화금속공학은 주로 리모나이트 광석(높은 철, 낮은 마그네슘 비율)에 사용되며, 낮은 온도에서 화학 반응을 통해 추출하는 과정을 포함합니다. 일반적인 방법에는 다음이 포함됩니다:

• 압력 산 침출 (PAL):

  • 리모나이트 광석은 고운 가루로 갈아 황산과 혼합됩니다.
  • 혼합물은 고온 및 고압 하에 오토클레이브에서 처리되며, 니켈과 코발트가 용해됩니다.
  • 임신 리치 용액(PLS)은 니켈과 코발트를 포함하고 있으며, 니켈 회수를 위해 침전, 용매 추출 또는 전해 정제 과정을 통해 추가 처리됩니다.
  • 주요 이점으로는 리모나이트 광석의 더 나은 추출과 낮은 니켈 함유량의 광석에 대한 적용 가능성이 포함됩니다.

• 힙 리칭:

  • 광물이 불투수성 패드 위에 쌓이고, 황산이 적용되며, 시간이 지나면서 니켈이 용출됩니다.
  • 더 간단하고 비용이 적게 들지만, 회복 속도가 느리고 PAL보다 효율성이 낮습니다.

• 대기산 용출 (AAL):

  • 대기압에서 수행되지만 반응 시간이 더 길고 더 많은 양의 산이 필요한 침출 과정.

• 카보닐 정제:

  • 이 과정에서 니켈은 일산화탄소를 사용하여 정제되어 높은 순도의 니켈을 생산합니다. 이는 휘발성 니켈 카르보닐 가스를 형성하고 이를 니켈 금속으로 분해하는 방식으로 이루어집니다.

3. 하이브리드 프로세스

일부 산업 플랜트는 더 나은 효율성을 위해 피로메탈룰르기 및 수메탈룰르기 기술을 결합합니다. 예를 들어:

• HPAL + 침전 및 제련:
  • 광석은 HPAL을 사용하여 니켈을 용액으로 추출한 후, 혼합 수산화물 침전물(MHP)과 같은 중간 제품을 생산하기 위해 침전 과정을 거칩니다.
  • 이러한 중간 생성물은 제련 또는 정제 기술을 사용하여 완제품으로 가공될 수 있습니다.

4. 니켈 피그 아이언 (NPI) 생산

• 니켈 피그 아이언 생산은 주로 스테인리스 강 산업에 공급하기 위해 설계된 저비용의 금속 가공 공정입니다.
• Laterite 광석, 특히 사프로라이트 침전물에서 채굴된 광석은 직접 용광로에서 용융되어 철과 혼합되어 저급 니켈 합금을 생성합니다.

5. 환경 고려 사항

후반토 니켈 광석 처리, 특히 야금학적 공정은 에너지를 많이 소모하는 과정으로 인해 상당한 온실가스 배출을 발생시킵니다. 그 결과, 프로세스를 최적화하고 에너지 소비를 줄이며 테일링과 산성 잔여물을 효과적으로 관리하기 위한 노력이 진행되고 있습니다.

광석 유형에 따른 프로세스 요약

• 사프로라이트 광석주로 페로니켈 또는 니켈 피그 아이언을 위해 열금속 기술(예: RKEF)을 사용하여 처리됩니다.
• 리모나이트 광석: 주로 수화학 공정 기술(예: HPAL)을 사용하여 니켈 황산염 또는 니켈 금속을 처리합니다.

효율적인 처리 과정은 광석 품질, 목표 제품(니켈 금속, 페로니켈, NPI 등) 및 에너지 비용, 환경 규제와 같은 지역 경제적 요인에 따라 달라집니다.

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