全球硫化镍矿厂主流工艺

       目前铜镍硫化物矿石主要采用火法造锍冶炼，其基本流程分备料(焙烧)—熔炼—吹炼—磨浮/浸出-精炼(电解)等环节。例如金川铜镍矿是大型金属共生硫化铜镍矿，其选矿厂选矿工艺流程主要包括：破碎为三段一闭路流程；磨矿和浮选工序改造为三段磨矿、三段浮选流程。由于该矿属于蛇纹石类型矿石，铜镍矿物彼此致密嵌布，直接采用机械选矿方法进行铜镍分离有困难，因此采用高冰镍浮选分离技术。铜镍混合精矿经转炉熔炼成高冰镍，然后经破碎和磨浮工艺，最后电解成最终产品—电解镍。
       造锍熔炼处理的物料可以是精矿、焙砂或烧结块，在1300℃以上的高温和氧化气氛作用下，物料中的铁、铜、镍等化合物以及脉石成分进行一系列的化学反应、熔化和溶解形成金属硫化物（冰镍）与氧化物（炉渣）两个互不相溶的相，炉料中的二硫化三镍、硫化亚铜和未氧化的硫化亚铁结合成低镍锍与炉渣分离，钴和贵金属及其他少量杂质进入低镍锍。造锍过程所使用的熔炼设备有鼓风炉、反射炉、电炉、闪速炉等，随着冶金科技的发展，目前主要使用较为先进的闪速熔炉技术，矿热电炉熔炼适用于电价低廉地区或熔炼难熔矿石。闪速熔炉克服了传统熔炼方法未能充分利用粉状精矿的巨大表面积和矿物燃料的缺点，其特点是将焙烧和熔炼合为一个过程，这不仅使过程得到强化，而且可在自热状况下进行，因而生产能力较高，大大减少了能源消耗，提高了硫的利用率，减少了冶炼对环境的影响。闪速熔炉主要是奥托昆普闪速炉，如博兹瓦纳皮克威冶炼厂、必和必拓卡尔古里冶炼厂、俄罗斯诺里尔斯克镍业以及中国的金川和吉恩等。
       熔炼后生产的低镍锍基本上由Fe-Ni-Cu-S四元系或Fe-Ni-S三元系组成，然后通过转炉吹炼，加工成高冰镍。因为镍及氧化镍的熔点高，较铜容易氧化，故一般吹炼并不能得到粗制金属镍。转炉设备主要用卧式转炉，它的特点是不需要燃料，仅靠锍与鼓入的空气反应放出的热量，卧式转炉处理量大，反应速度快，氧利用率高，可自热熔炼，但同时也存在烟气外溢及耐火材料单耗大的缺点。
       高冰镍包含镍和铜，下一步主要进行铜镍分离，主要有三种方法：分层熔炼法、磨浮分离法和选择性浸出法。分层熔炼法工艺过程较为复杂且生产成本高，现已基本淘汰，目前主流生产工艺是磨浮分离和选择性浸出法。
       磨浮分离法是基于高镍硫在冷却时Cu₂S、Ni₃S₂等因相互溶解度降低，相应析出粗颗粒，通过磨浮选矿分别选出镍和铜精矿，经过阳极熔炼制备可溶性电极，最后电解精炼生产电解镍板，如诺里尔斯克镍业哈贾伐尔塔精炼厂、淡水河谷汤姆普森和中国金川、吉恩等。也有一些精炼厂采用选择性浸出的方法精炼，如诺里尔斯克镍业哈贾伐尔塔精炼厂有一个车间采用硫酸选择浸出法，然后将溶液加压氢还原制备镍粉，最后进行烧结成块；日本住友新居滨精炼厂、嘉能可挪威克里斯蒂安松精炼厂和加拿大淡水河谷伏伊西湾精炼厂采用氯化浸出法，将溶液电解生产电积镍和镍扣；澳大利亚克威纳纳（Kwinana）采用加压氨浸出，也是唯一一家精炼厂，因氨浸不具选择性，镍、铜、钴均被浸出，只适用于含铜低、不含或少含贵金属的高镍硫处理。