工程科学学报，第39卷，第3期：349-353,2017年3月 Chinese Journal of Engineering,Vol.39,No.3:349-353,March 2017 DOI:10.13374/j.issn2095-9389.2017.03.005:http://journals.ustb.edu.cn 金川镍沉降渣的工艺矿物学 刘晓民四，高双龙，李杰，寇珏，孙春宝 北京科技大学金属矿山高效开采与安全教有部重点实验室，北京100083 ☒通信作者，E-mail:Ixmkyge@163.com 摘要采用化学分析、X射线衍射(XRD)、光学显微镜、扫描电子显微镜(SEM)和能谱(EDS)等方法，研究了金川镍沉降渣 的矿物组成、结构、嵌布特征、主要有价成分Fε、Ni、Cu、Co的分布等工艺矿物学性质.结果表明，金川镍沉降渣主要由铁镁橄 榄石和玻璃质组成，并含少量的铜镍铁硫化物、辉铜矿、磁铁矿等：沉降渣的结构单一，微细粒的铜镍铁硫化物呈星散状无规 律分散在硅酸盐基质中：铁主要存在于铁镁橄榄石内，镍和铜主要赋存在铜镍铁硫化物中，钴没有独立矿物存在，主要以类质 同象形式赋存在其他矿物中.镍渣中有价成分的回收可考虑用深度还原法或湿法治金工艺. 关键词镍渣：工艺矿物学：嵌布特征：元素分布 分类号TD98.2 Process mineralogy of Jinchuan nickel slag in a settlement furnace LIU Xiao-min,GAO ShuangHong,LI Jie,KOU Jue,SUN Chun-bao Key Laboratory of the Ministry of Education of China for High-efficient Mining and Safety of Metal Mines,University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083,China Corresponding author,E-mail:lxmkyge@163.com ABSTRACT By chemical composition analysis,X-ray diffraction (XRD),optical microscopy,scanning electron microscopy (SEM)and energy dispersive spectrometry (EDS)and other measurements,the process mineralogy of Jinchuan nickel slag in a set- tlement furnace was studied,including the mineral composition,structure,embedded features,distribution of Fe,Ni,Cu,and Co. The results show that the phase composition of the slag includes hortonolite and glass,a few Cu-Ni sulphide,chalcocite and magne- tite.The structure of the slag is single,and the Cu-Ni sulphide is distributed in the silicate irregularly.The irons are mainly located in the hortonolite,nickel and copper are mainly located in the Cu-Ni sulphide,and there is no independent minerals about cobalt, which is in the form of isomorphism in other minerals.The recovery of valuable metals from the slag can use deep reduction process or hvdrometallurgy. KEY WORDS nickel slag:process mineralogy:dissemination characteristics;element distribution 金属镍因具有良好的物理和化学性能，被广泛应 康，因此需要对镍治炼渣相关性质进行研究，为其综合 用于钢铁治金、机械制造、电子信息、航空航天等领域 利用提供科学依据，从而化废为宝，消除其对环境的危 中.地壳中的含镍矿物主要包括硫化镍矿和氧化镍矿 害.另外，对熔渣性质和结构进行研究，对镍火法治炼 两大类，通过火法或湿法提取金属镍，其中火法治炼是 工艺的改进和提高也具有重要意义. 镍的传统提炼方法，占目前世界镍产量约90%，但镍 曹占民等四利用X射线衍射光学显微镜、电子探 在火法治金过程中会产生大量熔炼渣，据统计，我国镍 针等方法研究了金川镍闪速炉渣的物相组成与铜镍分 渣累计堆存量已超过1000万t0,大量镍治炼渣长期 布.Rozendaal等国利用化学分析、扫描电镜等方法对 堆存不仅占用土地，也会污染周边环境，危害人体健 Okiep Copper地区铜治炼渣中矿物组成、有价元素的 收稿日期：201606一13工程科学学报，第 39 卷，第 3 期: 349--353，2017 年 3 月 Chinese Journal of Engineering，Vol． 39，No． 3: 349--353，March 2017 DOI: 10． 13374 /j． issn2095--9389． 2017． 03． 005; http: / /journals． ustb． edu． cn 金川镍沉降渣的工艺矿物学 刘晓民，高双龙，李 杰，寇 珏，孙春宝 北京科技大学金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室，北京 100083 通信作者，E-mail: lxmkygc@ 163． com 摘 要 采用化学分析、X 射线衍射( XＲD) 、光学显微镜、扫描电子显微镜( SEM) 和能谱( EDS) 等方法，研究了金川镍沉降渣 的矿物组成、结构、嵌布特征、主要有价成分 Fe、Ni、Cu、Co 的分布等工艺矿物学性质． 结果表明，金川镍沉降渣主要由铁镁橄 榄石和玻璃质组成，并含少量的铜镍铁硫化物、辉铜矿、磁铁矿等; 沉降渣的结构单一，微细粒的铜镍铁硫化物呈星散状无规 律分散在硅酸盐基质中; 铁主要存在于铁镁橄榄石内，镍和铜主要赋存在铜镍铁硫化物中，钴没有独立矿物存在，主要以类质 同象形式赋存在其他矿物中． 镍渣中有价成分的回收可考虑用深度还原法或湿法冶金工艺． 关键词 镍渣; 工艺矿物学; 嵌布特征; 元素分布 分类号 TD98. 2 Process mineralogy of Jinchuan nickel slag in a settlement furnace LIU Xiao-min ，GAO Shuang-long，LI Jie，KOU Jue，SUN Chun-bao Key Laboratory of the Ministry of Education of China for High-efficient Mining and Safety of Metal Mines，University of Science and Technology Beijing， Beijing 100083，China Corresponding author，E-mail: lxmkygc@ 163． com ABSTＲACT By chemical composition analysis，X-ray diffraction ( XＲD) ，optical microscopy，scanning electron microscopy ( SEM) and energy dispersive spectrometry ( EDS ) and other measurements，the process mineralogy of Jinchuan nickel slag in a set￾tlement furnace was studied，including the mineral composition，structure，embedded features，distribution of Fe，Ni，Cu，and Co． The results show that the phase composition of the slag includes hortonolite and glass，a few Cu--Ni sulphide，chalcocite and magne￾tite． The structure of the slag is single，and the Cu--Ni sulphide is distributed in the silicate irregularly． The irons are mainly located in the hortonolite，nickel and copper are mainly located in the Cu--Ni sulphide，and there is no independent minerals about cobalt， which is in the form of isomorphism in other minerals． The recovery of valuable metals from the slag can use deep reduction process or hydrometallurgy． KEY WOＲDS nickel slag; process mineralogy; dissemination characteristics; element distribution 收稿日期: 2016--06--13 金属镍因具有良好的物理和化学性能，被广泛应 用于钢铁冶金、机械制造、电子信息、航空航天等领域 中． 地壳中的含镍矿物主要包括硫化镍矿和氧化镍矿 两大类，通过火法或湿法提取金属镍，其中火法冶炼是 镍的传统提炼方法，占目前世界镍产量约 90% ，但镍 在火法冶金过程中会产生大量熔炼渣，据统计，我国镍 渣累计堆存量已超过 1000 万 t ［1］，大量镍冶炼渣长期 堆存不仅占用土地，也会污染周边环境，危害人体健 康，因此需要对镍冶炼渣相关性质进行研究，为其综合 利用提供科学依据，从而化废为宝，消除其对环境的危 害． 另外，对熔渣性质和结构进行研究，对镍火法冶炼 工艺的改进和提高也具有重要意义． 曹占民等［2］利用 X 射线衍射光学显微镜、电子探 针等方法研究了金川镍闪速炉渣的物相组成与铜镍分 布． Ｒozendaal 等［3］利用化学分析、扫描电镜等方法对 Okiep Copper 地区铜冶炼渣中矿物组成、有价元素的