Science >> Wetenschap & Ontdekkingen >  >> Chemie

Nikkelextractie:mijnbouw- en scheidingsprocessen uit ertsen

Nikkel wordt doorgaans aangetroffen in sulfide-ertsen, zoals pentlandiet [(Fe,Ni)9S8], en laterietertsen, die nikkelrijke oxiden en hydroxiden zijn. Hier is een vereenvoudigd overzicht van de scheidingsprocessen voor elk type erts:

Sulfide-ertsen:

1. Mijnbouw en verplettering: Het erts wordt gewonnen en vermalen tot een kleiner formaat.

2. Schuimflotatie: Bij dit proces worden chemicaliën gebruikt om de nikkelhoudende mineralen van het afvalgesteente (gangsteen) te scheiden. Luchtbellen hechten zich aan de nikkelhoudende mineralen en vormen een schuim dat wordt afgeroomd.

3. Smelten: Het geconcentreerde nikkelsulfide wordt in een oven geroosterd om zwavel en andere onzuiverheden te verwijderen. Dit levert een mat op die nikkelsulfide en andere metalen bevat.

4. Conversie: De matte wordt verder verwerkt in een converter, waar lucht doorheen wordt geblazen om ijzer en andere onzuiverheden te oxideren, waardoor een nikkelrijk sulfide (nikkelmat) achterblijft.

5. Elektroraffinage: De nikkelmat wordt opgelost in een elektrolytoplossing en er wordt elektrische stroom toegepast om het nikkel te verfijnen. Zuiver nikkel zet zich af op de kathode (negatieve elektrode), terwijl onzuiverheden in de elektrolyt achterblijven.

Lateriet-ertsen:

1. Mijnbouw en verplettering: Het erts wordt gewonnen en vermalen tot een kleiner formaat.

2. Hydrometallurgische verwerking: Bij dit proces worden chemicaliën gebruikt om nikkel uit het erts te halen.

* Zuuruitloging: Zuur wordt gebruikt om het nikkel uit het erts op te lossen.

* Ammoniakuitloging: Om het nikkel op te lossen wordt ammoniak gebruikt.

3. Oplosmiddelextractie: De nikkelrijke oplossing wordt behandeld met een organisch oplosmiddel om het nikkel te extraheren.

4. Elektrowinning: Er wordt een elektrische stroom op de nikkelrijke oplossing toegepast om zuiver nikkel op de kathode af te zetten.

Andere processen:

* Carbonylraffinage: Bij dit proces wordt koolmonoxide gebruikt om nikkelcarbonylgas te vormen, dat vervolgens wordt ontleed om puur nikkel te produceren. Deze methode is minder gebruikelijk dan elektroraffinage.

Belangrijke overwegingen:

* Ertstype: Welke specifieke methode wordt gekozen, hangt af van het type erts, het nikkelgehalte en de aanwezigheid van andere waardevolle metalen.

* Milieu-impact: De winning en verwerking van nikkel kan gevolgen hebben voor het milieu. De moderne nikkelproductie heeft tot doel deze gevolgen te minimaliseren door middel van verantwoorde mijnbouwpraktijken en efficiënte verwerking.

Opmerking: De daadwerkelijke processen zijn complexer en omvatten veel stappen, waaronder malen, filtratie, neerslaan en drogen. Elke stap wordt zorgvuldig gecontroleerd om het nikkelherstel en de zuiverheid te maximaliseren.