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喀拉通克铜镍矿成岩成矿模式简析喀拉通克位于我国新疆地区，其也是我国较为重要的铜镍矿产地，从地质角度上来说，其属于中亚造山带。
因为新疆独特的地貌，在漫长的历史演化过程中，这片地区形成了很多金属矿产。
伴随着时代的进步，我国的地质勘查队伍对于这片地区已经形成了较为完整的理念。
本文在这种理念之下，进行其铜镍矿成岩成矿模式的相关分析。
1 喀拉通克地质概述在我国的地貌组成中，新疆喀拉通克属于非常重要的一个金属地带，在地下形成了较多种类的相关金属，所以从未停止对于这片土地的分析。
从地理位置上来看，这片矿床位于两片矿区的过渡部位，在北面有额尔齐斯大断裂，在其南面有乌轮古北大断裂。
如果针对这片土地的地形条件进行有效分析，可以明确地看出这片土地属于接合部位，从成矿机理上来看，这片土地更为适合成矿。
在真正的矿区组成中，其围岩部位主要集中在南明水组，实际的组成分为上下两段，下段主要成分为砾岩和粉砂岩等，上段为沉火山砾岩和凝灰岩等，在进行成矿的分析过程中，对于地质中含有多少的微量元素同样应进行准确分析，在进行相应同位素的数值确定过程中，便应该得出相应的元素分析。
而喀拉通克中的矿床位置主要集中在斜东段，在矿床中存在最多的地理面貌便是断裂，在断裂的具体组成过程中，主要分为控岩分裂。
在现阶段的矿区中岩体的数量主要为10个，这些岩体共同形成了矿区的岩带，进而在岩带位置上有利于形成独特构造，可能形成相应的矿物。
喀拉通克地区铜镍矿矿区的潜力在现代中仍然非常巨大，而且针对于其地下所含有的资源进行了分析，可以明确其含有的相关潜力仍然非常巨大，在区域中，含矿岩体为9个，对于其所含物质进行具体分析，可以得出主要为铜镍等。
近些年来，相关生产企业和学者都已经对于这片地区有着较为深刻的认识，进而对该地区进行不断开发，可以说取得了较为重大的突破。
伴随着时代的进步，铜镍矿在我国的生产体系中变得越来越重要，这种基本情况也可以证明伴随着时代的进步，各种先进理念都已经成功地应用于铜镍矿的开采事业上，也帮助了相关企业进行了自我全面化的改善过程，保证其的经营更为合理。
新疆喀拉通克铜镍矿床综合信息找矿模型①杨永强② 陈永良程丽红(长春科学技术大学,长春,130026)(新疆第四地质队,阿勒泰,836500)摘 要 喀拉通克铜镍矿床为产出于造山带且远离克拉通的岩浆熔离型铜镍矿。
通过系统研究矿床的地质、地球物理及地球化学特征,提出深大断裂控制基性岩产出,含矿基性岩浆侵位后熔离—结晶分异和矿浆依次贯入的成矿模式,总结出找矿的地质、地球物理及地球化学标志,最后给出了综合信息找矿模型。
关键词 铜镍硫化物矿床,综合信息找矿模型,新疆新疆喀拉通克铜镍矿床是我国大型硫化镍矿床之一,而且不同于产于古老克拉通边缘的镍矿,为产于显生宙造山带的铜镍矿,极具代表意义〔1〕。
新疆北部存在数条与深大断裂有关的基性、超基性岩带,是找寻铜镍硫化物矿床的有利地段,因此建立喀拉通克铜镍矿床的综合信息找矿模型对找寻同类型大型铜镍矿床有重要意义。
1 区域及矿田地质特征1.1 区域地质特征深大断裂的出现及其控制的基性、超基性岩是该区铜镍矿床产出地两大地质前提。
额尔齐斯深大断裂出现在喀拉通克铜镍矿床的北缘,为阿尔泰褶皱系与准噶尔褶皱系的分界线,南北两侧的沉积建造、岩浆活动、变质作用均有差异。
北侧有大面积的奥陶系、志留系分布,而且分布有古老结晶基底;南侧奥陶系很少,志留系缺失,主要为浅变质的泥盆系、石炭系。
从该断裂控制两侧的地质演化看,其规模巨大,历史悠久,至少在加里东期即已存在〔2〕。
该断裂在重、磁场图上为一线性异常带,总体产状倾向北东,倾角60°～70°,而且在航磁不同上延高度图上都清楚可见。
沿该断裂带及其两侧次级断裂,广泛发育有由中基性、基性、超基性岩体组成的一个规模巨大的构造-岩浆带,它控制了铜镍、金矿的分布。
阿尔泰地区从北向南存在5个基性、超基性岩带,即阿尤-可可托海岩带;”锡伯渡-乌恰岩第13卷 第3期1998年9月地质找矿论丛 1998年①②第一作者简介:杨永强,男,32岁,博士生,数学地质专业。
铜镍硫化精矿熔炼流程我国金川公司和新疆阜康冶炼厂（处理喀拉通克铜镍矿鼓风炉熔炼产出的金属化高镍锍）镍生产的原则工艺流程如图2。
由于高镍锍除含镍和硫以外，还含有相当数量的铜,并富集了原料中的狂族金属和贵金属及钴，困此高镍锍的铜镍分离和精炼是镍冶炼工艺中的突出问题,也是多年处理硫化矿的生产关键。
在镍冶金发展的早期阶段,通常采用四种方法处理高镍锍，即分层熔炼法、选矿磨浮分离法、选择性浸出法、低压基法。
上世纪70年代以来，国内外高镍锍，即镍分离方法较多的优点，应用范围正在逐步扩大。
分层熔炼法的基本理论依据是：将高镍锍和硫化钠混合熔化,在熔融状态下,硫化铜极易溶解在Na2S中,而硫化镍不易溶解于Na2S中。
硫化铜和硫化镍的密度为5300—5800kg/m3,而Na2S 的密度仅为1900kg/m3。
当高镍锍和Na2S混合熔化时，硫化铜大部分进入Na2S相，因其中密度小而浮在顶层，而硫化镍因其密度大面留在底层。
当温度下降到凝固温度时，二者分离得更彻底，凝固后的顶层和底层很容易分开。
为了使硫化铜及硫化镍更好地分离，顶层和底层再分别进行分层熔炼，重新获得分层后的硫化铜和硫化镍,直至满足工艺要求。
由于该法工艺过程复杂、劳动条件差，且生产成本高，除个别工厂经革新后仍在使用外，现已基本淘汰。
利用选矿磨浮分离铜镍—可溶阳极电解传统工艺处理，即：吹炼成高镍锍--转炉渣电炉贫化--高镍锍磨浮分离--阳极熔炼--电解。
该工艺的缺点是生产疚效率低，排入大气的烟气中含硫量高，耗电量大，有价金属的损失大。
湿法选择性浸出因其铜镍提取方法不同，大致可分为五种。
(1)硫酸选择性浸出电积法。
芬哈贾伐尔塔精炼厂、南非的吕斯腾堡厂均采用这一工艺。
但其流程又不完全相同。
如芬兰哈贾伐尔塔精炼厂处理的高镍锍成分为（%）：Ni75、Cu15、S7、Co0.7、Fe0.5、Ni/Cu=5。
原先采用两段常压浸出，由于镍浸出率低。
现已改为三段常压浸出。
2012年新疆有色金属
喀拉通克铜镍矿冶炼厂硫酸系统的工艺选型
徐新生
（新疆新鑫矿业股份有限公司喀拉通克铜镍矿富蕴836107）
摘要介绍了喀拉通克铜镍矿二氧化硫烟气制酸工艺选型情况，列举了主要的主要设备和产品方案，总结了工艺的特点。
关键词制酸两转两吸主要设备特点
1概述
新疆新鑫矿业股份有限公司喀拉通克铜镍矿富氧侧吹炉、贫化电炉冶炼产生的二氧化硫烟气制酸。
主工艺包括烟气净化、干燥、吸收、转化和成品生产等。
按烟气净化工艺，可分为干法制酸和湿法制酸两种：
(1)干法制酸：是将经收尘净化后的烟气，在热交换器中加热至380℃～400℃，再经转化后进入两段成酸工序，采用浓度为93％的酸喷淋冷凝成酸。
该法具有流程短、占地小、投资省、无污水污酸等优点。
但由于转化率低、能耗大等原因，现已极少采用。
(2)湿法制酸：又分为热浓酸洗净化、水洗净化和稀酸洗净化三种。
热浓酸洗净化指标差，成品酸质量低，设备腐蚀严重；水洗净化由于污水量大，污水处理设施投资多等原因，这两种方法设计一般已不采用。
稀酸洗净化的净化指标好，适应范围广，污酸排放量小，便于处理或利用，硫损失小，有利于实现“两转两吸”工艺，一般新建的冶炼厂制酸车间，设计多采用此种工艺。
排出少量浓度为3％～30％的污酸，用中和法或硫化法处理，达到排放标准后排放。
2工艺选择
湿法制酸的转化、吸收工艺可分为“一转一吸”、“两转两吸”和新开发的非稳态转化等。
选择依据主要取决于烟气二氧化硫浓度。
“一转一吸”工艺，一般处理的烟气二氧化硫浓度为4.5％～6％，二氧化硫转化率为95％～98％。
非稳态转化可处理二氧化硫浓度为2.5％～4％的烟气，其尾气一般须处理后才能排放。
“两转两吸”工艺的转化率可达99.5％以上，尾气浓度符合排放标准，一般处理的烟气二氧化硫浓度可在6％以上。
在特定情况下(即指烟气中的一氧化碳含量较高，一氧化碳转化为二氧化碳放出的大量热量，能维持转化自热平衡时)，或工艺、设备处理得当，烟气二氧化硫的浓度也可稍低于6％。
3车间配置
一般设有净化、干燥吸收、转化、成品、污酸污水处理和尾气处理等工段(“二转二吸”工艺一般不设尾气处理工段)。
净化工段须靠近冶炼烟气收尘车间。
仪表操作室须配置在干燥吸收、转化工段的上风向。
各生产工段的地面和建筑物基础须设防腐和水冲洗设施。
制酸设备除鼓风机、污酸处理的压滤机外一般均露天配置。
成品工段配置在铁路旁或汽车运输方便处。
酸库必须远离其它化学药品和有机物贮存处。
硫酸贮量大时，须设防止硫酸泄漏到贮存区外的设施。
4主要设备
增湿塔、洗涤塔、电除雾器、干燥塔、吸收塔、转化器和二氧化硫鼓风机等。
(1)增湿塔。
其作用是除尘和降温。
一般采用空塔，塔体外壳为钢板，中间衬铅板，内壁砌耐酸砖。
当烟气含氟高时，加衬石墨砖。
塔上部设喷淋装置，气、液逆流接触。
也有采用玻璃钢制作塔体，烟气从塔顶进入，气、液并流接触。
(2)洗涤塔。
一般为填充塔，外壳结构与增湿塔基本相同。
通过气、液逆流接触除去烟气中的烟尘。
(3)电除雾器。
用于除去烟气中酸雾和残余的烟尘。
沉淀板有板式、管式和蜂窝式等类型，由铅、塑料、导电玻璃钢等材料制作。
放电电极须耐硫酸，一般采用铜心包铅星型线。
43
第6期
序号工艺参数单位空塔洗涤塔干燥塔二吸塔1入口烟气量m 3/h 14500015260001243001223352入口烟气温度℃250~58451653出口烟气温度℃853565704压力降Pa 5401650195032005喷淋酸浓度%6~86~893606酸入口温度℃543350607酸出口温度℃535359688空塔气速M /s 2.35 1.398 1.397 1.199
喷淋密度
m 3/(m 2·h)
18
20
22
22
(4)干燥塔。
为用钢板制成的立式圆筒形简体，
内衬耐酸砖，常用的填料有瓷质矩鞍环、阶梯环等。
塔内上部设有分酸装置，塔顶一般设置金属丝网式除雾器。
干燥塔的作用是以浓硫酸吸收烟气中的水分，使干燥后的烟气含水量降至0.1g/m 3。
(5)吸收塔。
与干燥塔结构基本相同,用于吸收转化后的三氧化硫气体。
(6)转化器。
将烟气中的二氧化硫在催化剂层转化成三氧化硫的设备。
其构造可分为内部换热式、
外部换热式和混合式3种。
转化器壳体用喷铝碳素钢或不锈钢制作，其高温部位衬以耐火砖。
转化器内部一般由3～5段催化剂层组成，外部加设保温层。
(7)二氧化硫鼓风机。
用于硫酸生产系统的气体输送。
操作风压一般为20～40kPa 。
鼓风机有涡轮式和罗茨式两种。
规模大的制酸车间一般采用涡轮式鼓风机，用电动机或蒸汽透平机驱动。
烟气量波动大时，须设调速装置。
表1主要设备的工艺参数
徐新生:喀拉通克铜镍矿冶炼厂硫酸系统的工艺选型
5产品方案
当烟气二氧化硫的浓度超过3.5％时，可根据烟
气浓度、建设地区冷却水温度和用户需要等，生产浓度为92.5％或98％的硫酸。
当烟气二氧化硫的浓度较高，且可解决水平衡时，也可生产部分游离SO 2为20％的发烟硫酸；在特定条件下，高浓度二氧化硫烟气也可用于生产硫磺或液体二氧化硫。
6设计规模
根据重金属冶炼二氧化硫烟气中的总含硫量和
选用的制酸工艺流程，可按下式计算：
W=
98Qy 总
32y 总=y 净y 转y 吸
式中:W 为硫酸的日产量(100％H 2SO 4)，t/d ；Q 为每天进入制酸系统烟气中的总含硫量，t/d ；y 总为制酸总利用率，
％；y 净为制酸烟气净化率，％；y 转为制酸烟气转化率，％；y 吸为制酸烟气吸收率，％。
7结束语
随着重金属冶炼技术和装备水平的提高，重金
属冶炼烟气制酸装置趋于大型化，
“两转两吸”制酸技术将被广泛应用。
冶炼烟气制造硫磺，因市场需要与运输的改进也将得到发展，同时，随着对环境保护的要求日益提高，低浓度二氧化硫烟气的利用和处理技术，亦将日趋完善。
收稿：2012-03-09
44。
