镍是什么金属有什么用途（镍的产品主要分为哪两大类）

镍的冶炼

【镍的冶炼简介】

• 镍矿石主要分硫化铜镍矿和氧化镍矿，两者的选矿和冶炼工艺不同：根据硫化铜镍矿矿石级别选用不同选石方法，再进行冶炼；氧化镍矿的冶炼富集方法，可分为火法和湿法两大类。具体选矿加工内容下面将详细介绍。

【硫化铜镍】

• 选石方法
• 硫化铜镍矿石的选矿方法，的是浮选，而磁选和重选通常为辅助选矿方法。浮选硫化铜镍矿石时，常采用浮选硫化铜矿物的捕收剂和起泡剂。确定浮选流程的一个基本原则是，宁可使铜进入镍精矿，而尽可能避免镍进入铜精矿。因为铜精矿中的镍在冶炼过程中损失大，而镍精矿中的铜可以得到较的回收。铜镍矿石浮选具有下列四种基本流程。

• 1）直接用优先浮选或部分优先浮选流程：当矿石中含铜比含镍高得多时，可采用这种流程，把铜选成单独精矿。该流程的优点是，可直接获得含镍较低的铜精矿。
• 2）混合浮选流程：用于选别含铜低于镍的矿石，所得铜镍混合精矿直接冶炼成高冰镍。
• 3）混合—优选浮选流程：从矿石中混合浮选铜镍，再从混合精矿中分选出含低镍的铜精矿和含铜的镍精矿。该镍精矿经冶炼后，获得高冰镍，对高冰镍再进行浮选分离。
• 4）混合—优先浮选并从混合浮选尾矿中再回收部分镍：当矿石中各种镍矿物的可浮性有很大差异时，铜镍混合浮选后，再从其尾矿中进一步回收可浮性差的含镍矿物。
• 硫化镍矿冶炼
• 工艺流程选择根据原料类型、成分和对产品的要求而定。硫化矿大部分采用造锍熔炼，即将各种硫化镍矿采用不同的火法冶金工艺炼成低镍锍，再将低镍锍用转炉吹炼成高镍锍，即硫化镍和硫化铜的合金。高镍锍再经镍精炼厂的不同精炼方法生产出不同的镍产品。
• 火法冶炼
• 硫化镍矿火法冶炼几种工艺的流程综合如下图：

• 硫化镍矿也可采用湿法冶炼，但只有个别工厂采用。

【氧化镍矿】

• 氧化镍矿多采用破碎、筛分等工序预先除去风化程度弱、含镍低的大块基岩。由于氧化镍矿中的镍常以类质同象分散在脉石矿物中，且粒度很细，因此不能用机械选矿方法予以富集，只能直接冶炼。
• 氧化镍矿冶炼简介
• 氧化镍矿的冶炼富集方法，可分为火法和湿法两大类。前者又可分为造硫熔炼、镍铁法和粒铁法；后者又有还原焙烧-常压氨浸法、高压酸浸法等。
• 氧化镍矿在我国不居重要地位，只有云南墨江金厂、元江安定地区有的储量。经设计，该矿采用造硫熔炼(还原焙烧)较氨浸法好。但总的来看，该矿矿石品位低，镁高(MgO 15%～30%)难熔，燃料耗量大，运输有困难，当前难以提上建设日程。
• 由于地球上硫化镍矿资源量较少，因此氧化镍矿(红土镍矿)提取镍金属逐步成为世界提取镍金属的主流。红土镍矿的主要提取工艺主要有两种：湿法冶炼和火法冶炼。
• 湿法冶炼
• 湿法冶炼的冶炼工艺又可分为氨浸工艺、高压酸浸工艺、还原焙烧-酸浸工艺和硫酸化焙烧-水浸工艺。其中氨浸工艺只适合处理表层的红土矿，不适合处理含铜和含钴高的氧化镍矿。高压酸浸工艺适合于处理低镁(铝)高铁类型的红土镍矿-褐铁矿型(70%的红土矿都属于褐铁矿型)。
• 湿法冶炼优点：能耗低，污染少，质优，工艺发展历史悠久，起源于20世纪70年代，无论是常压还是加压酸浸，目前技术都比较成熟，外均有多条成熟的生产线，随着近年来环保力度的加大和一些原镍出口国出口限制，我国逐渐减少了直接冶炼红土镍矿，转而冶炼经过初加工的镍中间产品来生产镍铁和电解镍，由此促进了镍湿法冶炼中间产品的进口。湿法冶炼的发展优势更加明显。它的不足则是工艺投资大，周期长，工艺复杂，成本较高而售价较高，市场竞争能力弱，但这种状态一时尚难以改变。
• 火法冶炼
• 火法冶炼的冶炼工艺可分为还原熔炼镍铁工艺和还原硫化熔炼镍锍工艺两种。火法冶炼适合处理硅镁镍类型矿(即矿床下部硅、镁的含量比较高、铁含量较低、钴含量也较低的矿石)。其中用的最多的是还原熔炼镍铁工艺。
• 火法冶炼根据还原熔炼设备又可分为电熔炉熔炼和鼓风炉熔炼两种，较大生产规模的工厂大都采用电炉熔炼，小厂则采用鼓风炉熔炼。电炉熔炼适合处理各种类型的氧化镍矿，依据原料的供应情况、矿石的贮量等决定，生产规模可大可小，对入炉炉料的粒度也没有严格的要求，粉料以及较大块料都可直接处理，但缺点是耗能太大。鼓风炉熔炼生产镍铁的有点是投资小，能耗较低，适合规模小、电力供应困难以及含镍较低的红土矿去，其缺点是对矿石适应性差，对镁含量有较严格的要求，另外不能处理粉矿，对入炉炉料也有严格的要求。

• 总体来看，火法工艺火法工艺能耗高，金属综合回收效果差，成本与湿法冶炼成本相当，属于传统的处理方法。
• 通过对湿法冶炼和火法冶炼的优点和不足分析可知，由于湿法工艺耗能少，污染少，质量优，两种工艺目前成本相当，湿法工艺的优越性和发展趋势逐渐凸显，那么湿法冶炼自然更受重视，对其技术的投入大于火法冶炼，随着湿法冶炼技术、设备的进步和规模的扩大，逐渐湿法工艺的成本将逐渐低于火法工艺。两种方法比较技术和经济上都占有优势，因此在未来几年新建的红土镍矿项目中，湿法冶炼比例会大于火法冶炼，湿法冶炼发展前景较为乐观。
• 即便湿法冶炼有着很多优势，但目前来看，其冶炼技术也存在很多问题，如一次性设备投入，只适合处理含镁低的褐铁型矿石，且对矿石品位有要求，同液废料多，污染环境等等。这些难题一直限制着该工艺的发展，人们在完善加压酸浸技术的同时也在不断地开发新的红土镍矿湿法流程，如常压浸出，生物浸出等技术，近年来，这些新的流程备受关注，与加压酸浸工艺相比，他们具有以下优点：
• 1、常压浸出、生物浸出技术能处理含镁比较高的红土镍矿，都适合处理低品位的矿石。
• 2、常压浸出、生物浸出可以在常温常压的条件下进行，对设备要求低、工艺简单、操作方便，因而投资少，生产成本低。
• 3、加压酸浸法固液废料多，污染环境。而新的流程如生物浸出不会产生SO2气体，产生的固液废弃物也能为环境所接受，环保。
• 但是这些新流程还不成熟，还存在一些技术难题，如常压浸出中浸出液分离困难，生物浸出也存在有机酸不能循环的问题，且从目前的报道可知，常压和生物浸出技术处理红土镍矿时镍、钴的浸出率一般都低于加压酸浸。虽然存在的难题多，但相信通过技术不断的改进，终将会被解决，常压浸出和生物浸出会有很好的发展前景。

【镍的制法】

• 电解法：将富集的硫化物矿焙烧成氧化物，用炭还原成粗镍，再经电解得纯金属镍。
• 羰基化法：将镍的硫化物矿与一氧化碳作用生成四羰基镍，加热后分解，又得纯度很高的金属镍。
• 氢气还原法：用氢气还原氧化镍，可得金属镍。

镍产品种类及制品等级分类

【镍产品种类】

• 镍基本产品
• 镍带、镍片、镍板、镍棒、镍珠、镍箔、镍盘、镍屑、镍焊条、海绵镍、镍制品、镍边料、镍角镍网、电解镍、电铸镍、发泡镍、纯镍丝、手机标牌、电铸镍牌边料、电铸镍牌边料、电池导电镍片、模具镍光盘、镍电铸标牌、镍渣印花、镍网、镍珠。
• 镍合金产品
• 镍铁合金、镍钼合金、镍钴合金、镍铝合金、高镍合金、镍锌合金、镍铜合金、杜美丝、镍锡珠、亚镍粉。
• 国产镍产品
• 金川镍，吉恩镍，新疆新鑫，江西江锂。
• 进口镍产品
• 英可镍（2006淡水河谷Vale收购加拿大Inco公司成为加拿大vale），日本住友，法新镍，挪威镍、巴西镍、N6镍片、俄罗斯Norilsk镍、鹰桥Falcon-bridge镍、澳大利亚镍。

【镍制品等级分类】

• 品：即伦敦金属交易所(LME)交易采用之电解镍、镍块、镍球等99.8%以上纯镍。其用途较广泛，包含特殊钢、电子材料和航天材料等的合金、触媒、电镀、电池材料等。
• 二级品：即镍铁合金(镍16%～40%)、氧化镍(镍75%～98%)及通用镍(镍约98%)等。几乎都用于特殊钢。此外，还有NiSO4．Ni(OH)2、NiCl2．NiCO3等化合物产品。二级品大多是以镍块形式为原料，计算消耗量时应换算成实际之镍含量。

镍的用途及应用领域介绍

【镍的应用简介】

• 镍具有很好的可塑性、耐腐蚀性和磁性等性能，因此主要被用于钢铁、镍基合金、电镀及电池等领域，广泛用于飞机、雷达等各种军工制造业，民用机械制造业和电镀工业等。

【钢铁领域】

• 由于镍具有较好的耐腐蚀，耐高温，防锈等性能，因此被广泛应用到不锈钢和合金钢等钢铁领域。
• 不锈钢

• 在不锈钢应用中镍的消耗量，全球2/3的初级镍矿都用于不锈钢的生产。含镍的不锈钢既能抵抗大气、蒸汽和水的腐蚀，又能耐酸、碱、盐的腐蚀，故被广泛地应用于化工、冶金、建筑等行业，如制作石油化工、纺织、轻工、核能等工业中要求焊接的容器、塔、槽、管道等；制造尿素生产中的合成塔、洗涤塔、冷凝塔、汽提塔等耐蚀高压设备。根据含镍比例不同，含镍不锈钢主要分为：奥氏体不锈钢，奥氏体-铁素体双相不锈钢，沉淀硬化不锈钢。
• 合金钢
• 合金钢也称特种钢。因其元素组成配比不同，种类也各有不同，镍的参与能够提高合金刚的强度，保持其良好的塑性和韧性。含镍合金钢主要应用于制造化工生产上的耐酸塔、医疗器械，日常用品，及用于改造桥梁、修造军舰等机械制造、交通运输和军事工业等。

【镍基合金领域】

• 镍基合金是指在650～1000℃高温下有较高的强度与的抗氧化腐蚀能力等综合性能的一类合金。按照主要性能可细分为镍基耐热合金，镍基耐蚀合金，镍基耐磨合金，镍基精密合金与镍基形状记忆合金等。镍基合金产品主要有：电炉、电熨斗、涡轮发动机涡轮盘、燃烧室、涡轮叶片、彩色电视机、通讯器材、时钟和测量卷尺中的摆锤、制造家具、具备磁铁性能的精细工具、航天器上使用的自动张开结构件、宇航工业用的自激励紧固件和生物医学上使用的人造心脏马达等。广泛应用于航空、船舶、化工、电子、医学和能源等工业领域。

【电镀领域】

• 镀镍是指在钢材和其他金属基体上覆盖一层耐用、耐腐蚀的镀层，其防腐蚀性比镀锌层高20％～25％。镀镍的物品美观、干净、又不易锈蚀。电镀镍的加工量仅次于电镀锌居第二位，其消耗量占到镍总产量的10%左右。镀镍分为电镀镍和化学镀镍。电镀镍和化学镀镍的特点分析如下：
• 电镀镍
• 电镀镍层在空气中的稳定性很高，结晶极其细小，并且具有优良的抛光性能，镀层硬度比较高可以提高制品表面的耐磨性，广泛应用于光学仪器镀覆，防护装饰性镀层，铸造结晶器电子元件等。
• 化学镀镍
• 化学镀镍厚度均匀性好，不会渗氢，没有氢脆，化学镀镍后不需要除氢。很多化学镀镍产品的耐蚀性及抗高温氧化性比电镀镍好，可沉积在各种材料表面，不需要一般电镀所需的直流电机或控制设备，热处理温度低只要在400℃以下经不同保温时间后，可得到不同的耐蚀性和耐磨性，因此，特别适用于形状复杂，表面要求耐磨和耐蚀的零部件的功能性镀层等。
• 镀镍液类型
• 镀镍液的类型主要有硫酸盐型、氯化物型、氨基磺酸盐型、柠檬酸盐型、氟硼酸盐型等。其中以硫酸盐型(低氯化物)即称之为Watts(瓦特)镀镍液在工业上的应用最为普遍。氨基磺酸盐型、氟硼酸盐型适用于镀厚镍或电铸。柠檬酸盐型适用于在锌压铸件上直接镀镍。这几种镀液的成本比较高。其他镀镍类型包括：普通镀镍(暗镀)、光亮镍、氨基磺酸盐镀镍、高硫镍、镍封、缎面镍、高应力镍、镀多层镍、柠檬酸盐镀镍等。

【电池领域】

• 镀金属镍还被应用到电池领域，主要有镍-氢电池、镉-镍电池还和镍-锰电池等。近年来发展最迅速的是应用日趋实用化的MHx-Ni蓄电池，其优点是绿色无污染，电池储量比镍镉电池多30%，比镍镉电池更轻，使用寿命更长，缺点是价格比镍镉电池要贵，性能比锂电池差。主要应用于移动通讯，笔记本、录像机等领域同时也用于军工、国防、高科技等领域。以此类电池作为动力的汽车也已投入市场。
• 世界上镍氢电池主要由中国和日本企业生产，占全球产量95%以上，其中70%以上在中国生产，中国镍氢电池企业主要包括超霸、豪鹏、比亚迪、环宇、科力远、力可兴、三普、迪生、三捷、量能、格瑞普等。日本企业松下、汤浅、三洋已将小型镍氢电池生产转移到中国。HEV用大型镍氢电池主要在日本生产，生产企业主要为Primearth电动车能源公司(PEVE)和三洋电机，由于松下和三洋合并，而松下的湘南工厂卖给了中国科力远。因此，大型镍氢电池已主要由松下生产。
• 我国镍氢电池增长乏力，近几年的产品产值、产量均未超过2008年的高峰。2011年，镍氢电池的产值、产量分别为55亿元、9.5亿只，与2008相比分别下降15.38%、26.36%。产品规模的缩小使得镍氢电池更不具规模经济，未来情景堪忧，其发展空间仍然取决于混合电动车的应用情况。

【其他应用】

• 镍复合材料可用于石油化工的氢化和合成甲烷时的催化剂，优点是不易被H2S、S02所毒化。
• 镍的化合物可制作颜料和染料。镍还能制成镍铁素体和镍锌铁素等新型陶瓷，做变压器的铁心和无线电的天线等。
• 极细的镍粉，在化学工业上常用作催化剂。
• 镍具有磁性，能被磁铁吸引。而用铝、钴与镍制成的合金，磁性更强了。可以用它来制造电磁起重机。