廢石變成金，腐朽化神奇。當(dāng)我國鎳行業(yè)為鎳礦資源緊缺而愁眉不展、對新疆難利用的低品位鎳礦資源束手無策之時，一則轟動性新聞打破了這一困局。 “排名世界前列，曾為甘肅金川銅鎳礦等1000多個礦區(qū)進(jìn)行礦產(chǎn)綜合利用研究的中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)綜合利用研究所，正在為蘇葉克北鎳礦進(jìn)行選冶工藝研究。”7月18日，在烏魯木齊舉行的新紀(jì)元礦業(yè)有限公司上市慶典活動中，該公司董事局主席鄭錦安十分自信的講話，為人們描繪出了低品位鎳礦資源綜合開發(fā)利用的美好前景。

      背靠大樹好乘涼。鄭錦安之所以如此底氣十足，關(guān)鍵是有中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)綜合利用研究所這個金字招牌及其國內(nèi)一流的研發(fā)能力。實(shí)際上，2014年6月，新紀(jì)元礦業(yè)有限公司在加拿大多倫多證券交易所創(chuàng)業(yè)板成功上市后，在多交所特意為新紀(jì)元礦業(yè)舉辦的開盤慶典儀式上，鄭錦安就拋出了中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)綜合利用研究所這個“撒手锏”，讓國內(nèi)外的專業(yè)人士對其鎳礦的開發(fā)利用工作充滿了信心。

      金杯銀杯，不如礦山企業(yè)的口碑。對中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)綜合利用研究所來說，新疆蘇葉克北鎳礦的選冶工藝研究和突破，只不過是該所多年來在鎳礦選冶工藝研究中的一個成功縮影。長年深耕于礦產(chǎn)資源綜合利用領(lǐng)域的該所所長劉亞川頗有感觸地說：“市場只相信實(shí)力。這些年我們的市場項(xiàng)目之所以多，關(guān)鍵就是我們的科研成果得到了礦山企業(yè)的認(rèn)可。”

      鎳產(chǎn)業(yè)發(fā)展要看別人臉色

      鎳是國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中不可缺少的重要的物質(zhì)原料，廣泛用于現(xiàn)代科技和工業(yè)領(lǐng)域。自1889年首次發(fā)現(xiàn)含鎳鐵合金的優(yōu)良性能以來，陸續(xù)開發(fā)了3000多種鎳合金。現(xiàn)在，鎳的應(yīng)用已涉及30多萬項(xiàng)，主要用于耐熱合金、磁性材料、電子及電氣材料、觸媒、儲氫材料、形態(tài)記憶合金、鎳鎘電池、鎳氫電池、鐵鎳蓄電池[ 有色商機(jī):12V蓄電池 ]、高溫陶瓷、玻璃等方面。作為一種戰(zhàn)略金屬資源，鎳在航空航天、特種合金、電子材料、不銹鋼等領(lǐng)域起著不可替代的重要作用。

      從2000年開始，隨著我國不銹鋼、鎳氫電池、電鍍產(chǎn)業(yè)的大幅擴(kuò)展，鎳變得供不應(yīng)求，進(jìn)口量大幅上升。特別是近年來在國家政策扶植下，我國不銹鋼、鎳氫電池等產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，有力帶動了鎳消費(fèi)量的增加，也刺激了鎳礦砂進(jìn)口的需求。

      然而，我國的鎳礦資源雖然相對豐富，但與不斷增長的巨大需求量相比，依然是杯水車薪。更主要的是，我國鎳礦資源品位低、難選冶的特點(diǎn)在很大程度上制約了鎳礦產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。據(jù)了解，我國鎳礦資源除了儲量分布高度集中，僅甘肅金川銅鎳礦已探明的鎳儲量就占全國總儲量的 68.5%之外，還有一個顯著特點(diǎn)是銅鎳礦石品位普遍不高，平均鎳大于1%的硫化鎳富礦石約占全國總保有儲量的44.1%。

      “我國的鎳礦以硫化鎳礦為主，占全國總儲量的86%，僅少量礦區(qū)鎳品位較高(大于1%)，大多數(shù)品位均在1% 以下，這部分鎳礦區(qū)多數(shù)未開采利用或小規(guī)模開采利用。目前，我國鎳生產(chǎn)礦山利用的礦石以富礦石為主，以金川銅鎳礦為例，入選礦石鎳品位在 1.3%～1.4%。”致力于鎳礦研究開發(fā)多年的中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)綜合利用研究所研究員王昌良說。

      我國鎳礦資源還有一個特點(diǎn)是單一組分的鎳礦床較少，95%以上的鎳礦床都是多元素復(fù)合礦床。據(jù)初步統(tǒng)計(jì)，我國銅鎳礦床中共、伴生有用組分種類達(dá)30種以上，綜合利用價值較高。金川銅鎳礦除了鎳金屬儲量大而集中外，還伴生鉑族金屬、金、鈷等17余種有用元素，有價稀貴元素種類較多，是世界同類礦床中罕見的高品級硫化銅鎳礦床。

      “我國鎳礦品位普遍較低、共伴生組分多的特點(diǎn)，無疑增加了選冶的難度，致使國內(nèi)相當(dāng)一部分鎳礦資源無法得到開發(fā)利用，新疆蘇葉克北鎳礦就是一個典型。”中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)綜合利用研究所主抓科研工作的副所長陳炳炎說。

      鎳礦資源綜合開發(fā)水平不高直接導(dǎo)致了我國鎳礦資源對外依存度的不斷攀升。2008年，我國電解鎳年產(chǎn)量只有 14.3萬噸，其中金川10.5萬噸、新疆鎳業(yè)0.60萬噸、吉恩鎳業(yè)0.30萬噸，而這些僅能滿足國內(nèi)總需求量的20%～30%左右。據(jù)海關(guān)統(tǒng)計(jì)，2007年我國進(jìn)口鎳礦砂1556萬噸，價值24.1億美元，比上年增長3.1倍。其中，自菲律賓進(jìn)口鎳礦砂797萬噸，比上年增長1.4倍；自印度尼西亞進(jìn)口628.7萬噸，比上年增長38倍；兩者合計(jì)占當(dāng)年我國鎳礦砂進(jìn)口總量的91.6%。2009年，我國鎳的實(shí)際消費(fèi)量高達(dá)44.7萬噸；2011年，鎳礦總進(jìn)口量為4805.6萬噸，環(huán)比增加9.92%；2012年，鎳礦進(jìn)口量至少在6500萬噸，或可能達(dá)到7000萬噸以上。

      把鎳行業(yè)發(fā)展的希望寄托在國外的鎳礦資源上并非長久之計(jì)。雖然隨著全球經(jīng)濟(jì)一體化的深入，堅(jiān)持“兩個市場，兩種資源”已成為世界各國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必然趨勢，但實(shí)際情況卻并不樂觀。近兩年來，由于多種原因，菲律賓和印尼開始限制鎳礦資源的出口。這直接導(dǎo)致了鎳礦石的漲價，對中國的鎳行業(yè)無疑是一個重創(chuàng)，也對中國如何加強(qiáng)難選冶鎳礦的技術(shù)研究、提高其綜合開發(fā)利用水平提出了更高的要求。

      “中國作為鎳產(chǎn)業(yè)大國，發(fā)展卻要看別人的臉色，命運(yùn)掌握在別人手里，這對我國的鎳行業(yè)發(fā)展是極其不利的。”陳炳炎頗感壓力地說，“中國的鎳礦主要集中在金川，選冶工藝比較成熟。新疆的鎳礦資源雖然也比較豐富，但品位低，比較難選，這就要求我們科研單位加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新能力，為難選冶的鎳礦提供強(qiáng)大的技術(shù)支撐。”

      致力破解缺鎳魔咒

      面對鎳礦資源對外依存度不斷攀升的嚴(yán)峻局面，近年來，我國政府和企業(yè)采取了一系列積極有益的措施來加大自有鎳產(chǎn)業(yè)發(fā)展，但由于需求量急劇增加，鎳的市場供應(yīng)仍有很大的缺口。

      與此同時，我國鎳礦資源的綜合開發(fā)利用尚有很大空間，這不僅是鎳礦資源綜合開發(fā)利用的難題，也是有關(guān)科研機(jī)構(gòu)多年來攻克的難關(guān)之一。劉亞川認(rèn)為，隨著我國銅鎳礦富礦資源日漸減少，為保證鎳生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展，低品位礦的開發(fā)利用已迫在眉睫。由于低品位銅鎳礦中易泥化、可浮性較好的含鎂脈石（蛇紋石等）含量較高，致使精礦品位難以提高，冶煉成本增加，因此，研究如何提高低品位銅鎳礦資源選礦精礦品位及回收率、降低鎂含量，是關(guān)系到占全國鎳礦總儲量38.2%的低品位鎳礦是否能經(jīng)濟(jì)有效利用的重大問題，同時，它將對鎳礦資源的可持續(xù)開發(fā)利用及國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展起到十分重要的作用。

      事實(shí)上，排名世界前列，曾為甘肅金川銅鎳礦等1000多個礦區(qū)進(jìn)行礦產(chǎn)綜合利用研究的中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)綜合利用研究所，多年來憑借雄厚的人才資源和技術(shù)優(yōu)勢，一直致力于鎳礦綜合利用技術(shù)攻關(guān)，形成了一批科研成果和創(chuàng)新經(jīng)驗(yàn)，為鎳礦綜合回收利用，為礦山企業(yè)技術(shù)改造和新礦山建設(shè)提供了技術(shù)支撐。

      “作為國家公益性地調(diào)隊(duì)伍，以國家緊缺礦種為方向、以解決國內(nèi)礦產(chǎn)資源綜合利用重大難題為目標(biāo)進(jìn)行科研攻關(guān)是義不容辭的責(zé)任。無論鎳礦資源這塊‘骨頭’有多難啃，只要國家需要，我們就要義無反顧地沖上去！”劉亞川時常這樣要求。

      該所從上世紀(jì)七八十年代就開始進(jìn)行鎳等多金屬礦綜合利用技術(shù)研究，重點(diǎn)進(jìn)行了礦石工藝礦物學(xué)和選冶技術(shù)攻關(guān)，先后為金川集團(tuán)、里伍銅礦業(yè)、攀鋼集團(tuán)、重鋼集團(tuán)、龍蟒集團(tuán)、中鋁集團(tuán)、宏達(dá)集團(tuán)等各大企業(yè)提供了先進(jìn)的技術(shù)支持，為礦山企業(yè)的生產(chǎn)工藝改進(jìn)提供了指導(dǎo)，一大批礦山得到合理高效的開發(fā)，社會影響巨大。他們對四川丹巴楊柳坪低品位鎳礦和甘肅金川低品位鎳礦進(jìn)行的銅鎳分離新技術(shù)研究，通過采用浮選-浸出聯(lián)合工藝，能最大限度地回收銅、鎳，為西部地區(qū)低品位鎳礦資源利用提供了合理的工藝技術(shù)。他們在金川銅鎳礦的研究中，先后對不同礦區(qū)的礦石物質(zhì)組成及鎳渣等進(jìn)行多次的工藝礦物研究，獲得了寶貴的第一手資料，通過成果轉(zhuǎn)化對金川公司現(xiàn)場生產(chǎn)起到了重要的指導(dǎo)作用，為選冶工藝的突破提供了科學(xué)依據(jù)。他們開發(fā)的酸浸渣利用工藝流程簡單、經(jīng)濟(jì)合理、無廢棄物，使金川紅土鎳礦得到了完全利用，既充分利用了資源又不污染環(huán)境，為紅土鎳礦的大量開發(fā)利用提供了一個新的途徑。

      不僅如此，該所對鎳的綜合利用研究不但為礦山企業(yè)解決了實(shí)際困難，而且對我國難利用鎳礦的綜合開發(fā)利用，增加資源儲量發(fā)揮了很大的作用。在金川硫化銅鎳礦工藝礦物及工藝關(guān)系研究中，他們對不同類型礦石物質(zhì)組成進(jìn)行了全面系統(tǒng)的研究，查明了鎳、銅、鈷及貴金屬鉑、金銀等有價元素的賦存狀態(tài)、分布規(guī)律、重要礦物特征及礦物解離度等，為選冶工藝研究和改進(jìn)提供了依據(jù)，項(xiàng)目獲得國土資源部科技成果二等獎。他們針對四川丹巴低品位銅鎳礦開發(fā)出的“銅鎳混浮-混合精礦再磨-銅鎳分離”選礦新工藝，工藝流程新穎，資源利用率高，推動了低品位銅鎳礦選礦技術(shù)的進(jìn)步。里伍銅業(yè)技術(shù)改造后，每年可多回收鎳131.25噸、銅105噸。該項(xiàng)成果獲得了四川省2012年科技進(jìn)步二等獎。

      “2011年，我們在丹巴低品位銅鎳礦進(jìn)行了工業(yè)試驗(yàn)，效果十分顯著，銅、鎳資源回收利率分別比以前提高30%~40%和15%~20%，該礦十分滿意。”王昌良說，“現(xiàn)在該礦正按照我們研究的工藝技術(shù)，建設(shè)一個日處理5000噸礦石量的選廠，效益將十分突出。”

      同時，該所還針對我國進(jìn)口國外紅土鎳礦數(shù)量愈益增加的狀況，對菲律賓紅土鎳礦物質(zhì)組成及鎳、鉻、鐵工藝性能進(jìn)行了研究。研究人員采用重、磁聯(lián)合法，對鉻鐵礦的富集分離效果較好，經(jīng)過還原焙燒后破碎、磨礦、磁選，可得到低鎳鐵合金金礦，可回收鎳金屬99%、鐵 92%、鈷97%。

      為了進(jìn)一步提高鎳礦資源的綜合利用水平，該所還積極申報國家項(xiàng)目。2009年開始，該所先后成功申報了兩個銅鎳礦綜合利用國家項(xiàng)目，計(jì)劃在2015年再申報第三個國家項(xiàng)目。

      這一系列的科研攻關(guān)成果使該所在鎳礦綜合利用開發(fā)領(lǐng)域牢牢占領(lǐng)了國內(nèi)領(lǐng)先的地位，為我國建設(shè)開發(fā)以金川銅鎳礦為標(biāo)志的大型資源基地，提供了可靠的技術(shù)支撐和戰(zhàn)略性基礎(chǔ)資料，使復(fù)雜難選冶低品位礦產(chǎn)從“難利用礦”變成了可利用礦。

      點(diǎn)石成金圓礦企上市夢

      新疆是我國鎳主要產(chǎn)區(qū)。新紀(jì)元礦業(yè)有限公司依托旗下子公司新疆托里縣永坤礦業(yè)有限責(zé)任公司蘇葉克北鎳礦探礦權(quán)，于2014年6月2日在加拿大多倫多證券交易所創(chuàng)業(yè)板正式掛牌上市，成為2011年以來多交所主板及創(chuàng)業(yè)板首家批準(zhǔn)上市的中國礦業(yè)公司。

      對于礦企來說，礦產(chǎn)資源是企業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。因此，資源儲備是礦業(yè)上市公司投資價值的基礎(chǔ)來源。為了查清蘇葉克北鎳礦石的礦物結(jié)構(gòu)及嵌布關(guān)系，研究其可選性，作為新紀(jì)元礦業(yè)有限公司上市之路背后的科研技術(shù)團(tuán)隊(duì)，中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)綜合利用研究所對新疆托里縣蘇葉克北鎳多金屬礦區(qū)的鉆探礦樣進(jìn)行了工藝礦物學(xué)及浮選試驗(yàn)研究。

      實(shí)際上，早在該所之前，永坤礦業(yè)公司就委托其他科研單位進(jìn)行了選礦工藝研究，但效果并不理想。2011年初，他們千里迢迢找到了中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)綜合利用研究所，委托其對新疆托里縣蘇葉克北鎳多金屬礦區(qū)的鉆探礦樣進(jìn)行選礦試驗(yàn)研究。

      該礦區(qū)礦產(chǎn)資源儲量大，根據(jù)礦區(qū)初勘，礦石估算儲量達(dá)到1.07億噸，鎳金屬資源量為22.5萬噸，伴生金屬鈷資源量達(dá)1.07萬噸，如果能得到合理利用，對緩解我國鎳資源緊缺狀況、拉動新疆地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展將起到不可低估的作用。

      “但該礦有價元素含量較低，有用鎳礦物以細(xì)粒浸染狀嵌布，要實(shí)現(xiàn)單體解離難度較大，加上脈石礦物以層狀結(jié)構(gòu)的蛇紋石為主，占礦石礦物總量的93.36%。”曾多次主導(dǎo)和參與鎳礦科研項(xiàng)目的陳炳炎，對新疆的這一特殊鎳礦選礦研究還是感到充滿壓力，“與金川的鎳礦相比，該礦區(qū)礦石中鎳鈷礦物嵌布粒度細(xì)、含量低、分布分散，難以實(shí)現(xiàn)較理想的單體解離，加上礦石原、次生礦泥量很高，對浮選回收鎳鈷礦物的影響較大，要獲得理想的選礦指標(biāo)難度很大。”

      第一次進(jìn)行試驗(yàn)時，首次接觸該特殊類型礦種的項(xiàng)目負(fù)責(zé)人梁友偉及其團(tuán)隊(duì)按照常規(guī)的濕磨方式磨礦，因礦石中蛇紋石、滑石含量高、易泥化，礦漿中形成凝聚體牢牢吸附在磨礦介質(zhì)表面，變成了糊狀，影響磨礦效果，導(dǎo)致物料很難磨細(xì)，從而影響了效果。

      “第一次試驗(yàn)指標(biāo)不滿意，鎳礦資源回收率只有30%。”梁友偉深感遺憾地說，盡管如此，永坤礦業(yè)公司還是看到了希望，他們又繼續(xù)委托該所接著進(jìn)行了第二次試驗(yàn)。

      只有先找準(zhǔn)癥結(jié)方能對癥下藥。梁友偉認(rèn)為，新疆鎳礦存在的主要問題不僅是有價元素含量很低，鎳鈷硫化物嵌布粒度很細(xì)而無法實(shí)現(xiàn)較好的單體解離，礦石中滑石、蛇紋石含量很高而加重泥化程度，還有磨礦過程中礦物異相自凝聚現(xiàn)象嚴(yán)重導(dǎo)致難以正常磨礦，以及礦漿粘稠度大、流動性差、無法正常分選等。

      解決礦泥的影響，提高磨礦效果，實(shí)現(xiàn)正常分選是試驗(yàn)的關(guān)鍵！該所科研人員突破傳統(tǒng)思維，通過采取干式磨礦和離心脫泥兩大有效措施，克服了礦石中脈石礦物的自凝聚現(xiàn)象，提高了磨礦細(xì)度，有效預(yù)先脫出了礦泥，改善了浮選環(huán)境，取得了良好的選礦試驗(yàn)指標(biāo)。

      “由于該礦石中鎳的嵌布粒度極細(xì)，需要細(xì)磨，而在細(xì)磨中會產(chǎn)生大量的礦泥，為了保證良好的浮選環(huán)境，在浮選前須進(jìn)行預(yù)選脫泥。”梁友偉介紹，“采用離心脫泥方式有效脫出了礦石中的礦泥，脫出礦泥產(chǎn)率大、金屬損失率低（礦泥中鎳含量僅為0.051%），明顯簡化了后續(xù)浮選作業(yè)條件，為提高鎳、鈷選礦指標(biāo)創(chuàng)造了有利條件。”

      藥劑是浮選工藝的重中之重，該所通過多次研究，反復(fù)對比，最終確定了合理藥劑。試驗(yàn)最終確定的選礦工藝流程為：采用干磨、預(yù)脫泥措施，有效降低礦石礦泥對浮選的影響；對脫泥后的物料采用二次粗選、一次掃選、二次精選流程，使用六偏磷酸鈉、水玻璃、CMC、戊基黃藥、2#油選礦藥劑，使鎳綜合回收率達(dá)到51.31%、鈷綜合回收率達(dá)到51.06%；獲得原礦含鎳0.22%、含鈷0.012%，鎳精礦含鎳 9.51%、含鈷0.47%的優(yōu)良選礦指標(biāo)，證實(shí)了蘇葉克北鎳礦通過技術(shù)手段是可以回收利用的，為目前已探明的蘇葉克北鎳儲量提供了技術(shù)支撐。

      “該資源中鎳鈷含量較低，如果要開發(fā)利用該資源，就必須通過擴(kuò)大規(guī)模來降低選礦成本。以日處理3000噸礦石，年處理100萬噸礦石計(jì)，鎳精礦年產(chǎn)值總計(jì)13337萬元，經(jīng)濟(jì)效益十分可觀。”梁友偉說。

      “這的確是一大創(chuàng)舉！目前公布的新疆托里縣蘇葉克北鎳礦詳查資料顯示，鎳的邊界品位為0.2%，而礦床平均品位為0.23%。以目前礦業(yè)市場價格來看，這壓根不是礦，而是石頭呀！蛇綠巖中只有豆莢狀鉻鐵礦，其中的鎳大多以硅酸鎳形式存在，不具備形成硫化鎳工業(yè)礦的條件。”業(yè)內(nèi)人士對這一鎳礦資源的質(zhì)疑也隨之被打破。

      而該成果帶來的積極影響更為深遠(yuǎn)。“隨著工業(yè)化的快速發(fā)展，我國對鎳的強(qiáng)勁需求有增無減，市場需求較為巨大。對于當(dāng)?shù)卣桶傩斩?，蘇葉克北鎳礦作為上市資產(chǎn)之一必將為他們的未來繪就出新的藍(lán)圖。”一位當(dāng)?shù)卣ぷ魅藛T分析道，蘇葉克北鎳礦的穩(wěn)定發(fā)展將為經(jīng)濟(jì)建設(shè)提供大量的能源和原材料，提供重要的財(cái)政收入來源，并解決大量社會勞動力就業(yè)，成為推動區(qū)域經(jīng)濟(jì)增長的強(qiáng)勁力量。

      這一成果的問世，也為中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)綜合利用研究所在新疆鎳礦資源的研發(fā)領(lǐng)域提供了良好的發(fā)展機(jī)遇。“我們對新疆蘇葉克北鎳礦選冶技術(shù)的突破，為我們所在新疆樹立了品牌。目前，當(dāng)?shù)赜忠患夜灸矫业轿覀?，要求為其進(jìn)行鎳礦選冶試驗(yàn)研究。”劉亞川興奮地說。