8月16日,由中国钢铁工业协会、世界钢铁协会、宁德市人民政府主办的“首届国际不锈钢产业创新发展大会”上,中国工程院院士姜涛作了题为《红土镍矿提取冶金与材料制备新进展》的报告,他表示,红土镍矿是镍、钴、铁、镁多金属共伴生战略矿产资源,全球镍金属赋存量约为9500万吨,占全球总量的72%;钴金属量约为500万吨,占全球总量的30%以上,主要分布在赤道附近的澳大利亚、印度尼西亚、菲律宾、古巴、新喀里多尼亚等国家。红土镍矿的利用方法有两种:湿法(高压酸浸法)和火法(高炉法、电炉法),目前以火法中的电炉法为主。 从全球陆基镍资源储量分布来看,红土镍矿占比高达80%,硫化镍矿仅占20%,从我国镍消费结构来看,2021年我国不锈钢生产占比75%,新能源材料等占比25%,因此,红土镍矿是发展不锈钢和新能源产业的必然选择。 镍铁生产是红土镍矿制备不锈钢的关键步骤,目前我国红土镍矿生产镍铁主要存在如下问题: 1) 原料全部依赖进口,运输成本高达1000元/t镍铁,生产成本高,就地建厂受当地缺焦、少电等因素限制; 2) 生产流程长、冶炼能耗大。90%以上以电炉工艺生产,需两步高温,电耗高达4000-4200kWh/t镍铁; 3) 渣利用率低、环境污染大。排渣量高达4-5t/t镍铁,利用率小于10%,堆存量大(大于2亿吨),环境污染隐患大。 而且,红土镍矿资源也用于制备电池原材料,目前的主流方法是高压酸浸工艺(HPAL),釆用硫酸作为浸出剂,镍钴与铁浸出选择性好,但存在浸岀渣排放量大、设备要求高、投资大、成本高等问题。 为实现红土镍矿资源的高效、清洁、增值利用,推动我国不锈钢和新能源产业的快速发展,以姜涛院士为首的研发团队重点针对以上问题开展研究并取得如下技术创新成果: 一是针对广泛采用的电炉工艺,开发出以控制FeO为中心、调节四元碱度为主要手段的渣系优化调控新技术,解决了现有电炉工艺能耗高、有价金属回收率低的问题; 二是发明了一种红土镍矿选择性固态还原-磁选直接制备镍铁新工艺,在国际上首次实现镍铁的低温短流程生产,解决了运输成本高、就地建厂难的问题,为红土镍矿低成本利用提供了新方案; 三是创新性地提出一种红土镍矿制备电池材料新流程,解决了红土镍矿制备电池材料工艺渣排放量大、设备投资大等关键性难题; 四是开发出镍铁渣制备镁橄榄石型复相耐火材料新方法,实现了渣的无害化和高效增值利用。