氧化镍矿床的上部为褐铁矿型红土矿，一般适于湿法冶金处理，下部为镁质硅酸镍矿（蛇纹岩为主），则较适于火法熔炼，中间过渡层同时适于这两种方法。这三个矿层的镍品位、化学成分和矿物组成上有一定区别。氧化镍矿床不同层位的化学成分及相应提取工艺列于表1。然而，随着湿法冶金技术的发展，氧化镍矿的浸出工艺将突破上述定位，并在未来镍提取工业扮演更重要角色。
表1 氧化镍矿床不同层位的化学成分与适用提取方法
层位 | 化学成分 | 适用提取方法 | ||||
Ni | Co | Fe | Cr2O3 | MgO | ||
表层 | ＜0.8 | ＜0.1 | ＞50 | ＜1 | ＜0.5 | 弃置堆存 |
褐铁矿层 | 0.8～1.5 | 0.1～0.2 | 40～50 | 2～5 | 0.5～5 | 湿法冶金 |
过渡层 | 1.5～1.8 | 0.02～0.1 | 25～40 | 1～2 | 5～15 | 火法或湿法 |
蛇纹岩层 | 1.8～3 | 0.02～0.1 | 10～25 | 1～2 | 15～35 | 火法冶金 |
（橄榄岩）基岩 | 0.25 | 0.01～0.02 | 5 | 0.2～1 | 35～45 | 不开采 |
从氧化镍矿生产商品镍的冶金工艺目前主要有四种：
1、镍铁合金生产工艺，以电炉熔炼为主，是目前世界各国处理氧化镍矿的主流工艺。原则流程为：矿石→碎碎和配料→干燥→回转窑还原焙烧→电炉熔炼→粗镍铁→精炼除杂→镍铁→加硅铁或铝脱氧→商品镍铁，镍的回收率约85%～90%，铁约50%。各个厂家生产的商品镍铁有不同规格，化学成分满足国际ISO6501标准，共分五组，每组有5个牌号。镍铁主要用于炼钢，其中的钴利用率不高，最好情况下也只是作为镍的代用品。
2、造锍（硫化制取高镍锍）生产工艺。原则流程为：矿石→筛分→回转窑还原硫化焙烧→电炉熔炼→转炉吹炼→水淬→高镍锍。加硫粉作硫化剂。高镍锍的主要金属成分为：78%的Ni、2%的Co和3%的Fe，其余为硫。生产出的高镍锍往往运往硫化镍矿精炼厂再加工成镍和钴的最终产品。
3、还原焙烧－氨浸（Caron）工艺。主要生产过程包括将90%小于200目的矿石放在多膛炉内进行选择性还原焙烧：矿石中的镍全部还原成金属镍，三价铁还原生成磁铁矿，并部分还原成金属态。焙砂用氨－碳酸铵混合溶液浸出，经浓密机处理，溢流为富液，净化、蒸氨后产出碳酸镍浆料，经回转窑干燥和煅烧后，得到氧化镍产品（76.5%的Ni，0.6%的Co）。这种工艺的镍钴回收率不高，镍约75%～80%，钴则小于60%。
4、高压酸浸（PAL）工艺。工艺的主要特点是在240～270℃和高压条件下，硫酸浸出氧化矿浆，固液分离后，从浸液中生产镍和钴的产品。镍和钴的浸出率可达95%以上，总收率达90%以上。
与湿法冶金有关的工艺方法为后两种，即还原焙烧－氨浸工艺和高压酸浸工艺。
采用还原焙烧－常压氨浸流程处理含镍红土矿的工厂有古巴尼加罗镍厂（Nicro Nickel Smelter）、澳大利亚雅布鲁厂（Yabulu Refinery）、菲律宾苏里高镍厂（Surigao Nickel Plant）、印度苏金达镍厂（Sukinda Plant）、斯洛伐克谢列德厂（Sered Plant）等生产厂，各生产厂的工艺流程和产品列于表2。
表2 还原焙烧－氨浸法生产工艺典型厂家和产品
厂名 | 生产能力 /（万t·a） | 矿石品位 | 简要工艺流程 | 产品 |
雅布鲁厂 | 2.5 | 1.57%Ni 0.12%Co | 还原焙烧→碳酸铵浸出→通H2S沉淀硫化物→碳酸镍沉淀→还原煅烧 | 氧化亚镍（90%Ni） 硫化物（39%Ni，13%Co） |
尼加罗厂1943 | 2.3 （Ni＋Co） | 1.3%～1.4%Ni 33%～37%Fe | 还原焙烧→氨浸→沉碳酸镍→还原煅烧 | 氧化亚镍（76.5%Ni），烧结氧化亚镍（88.9%，Ni） |
古巴新镍厂1985 | 3.0 （Ni＋Co） | 1.3%Ni 39%Fe | 同尼加罗厂 | 氧化亚镍（76.5%Ni），烧结氧化亚镍（88.9%，Ni） |
谢列德镍厂 | 0.2Ni 0.01Co | 1.3%Ni 51.3%Fe | 还原焙烧→氨浸→净化→分离钴→蒸氨沉碳酸镍→硫酸溶解→电解 | 电解镍，电解钴，镍粉等 |
表3 高压酸浸处理镍红土矿生产厂的主要技术参数
厂名 | 生产能力 /（万t·a） | 矿石品位 | 简要流程 | 产品 |
毛阿 | 2.3Ni 0.2Co | 1.35%Ni 47.6%Fe | 备料→高压酸浸→固液分离→溶液中和除杂（铁、铝、铬）→H2S加压沉镍钴 | 硫化物精矿（55%Ni，5.9%Co） |
穆林 穆林 | 4.5Ni 0.3Co | 1.02%Ni 0.06%Co | 备料→高压酸浸→固液分离→H2S沉Ni、Co→硫化物沉淀加压氧化酸浸→Cyanex272萃钴→反萃钴液氧还原得钴粉；萃余液氢还原制镍粉 | 钴粉，镍粉 |
考斯 | 0.9Ni | 0.98%Ni 0.08%Co | 备料→高压酸浸→固液分离→MgO沉镍、钴→碳铵溶液重溶→净化→Lix84A萃镍→反萃液电积获电镍；萃余液H2S沉钴 | 电镍，硫化钴 |
Bulong | 0.9Ni | 0.70%Ni 0.04%Co | 备料→高压酸浸→固液分离→Cyanex272萃钴→反萃液净化后电积得电钴；萃余液烷烃羧酸萃镍→反萃液电积得电镍 | 电镍，电钴 |
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