ORIGINAL PAPER
Beneficiation of a lateritic nickel ore from the Wolo Mine area, Southeast Sulawesi, Indonesia, through reductive roasting and magnetic separation
 
More details
Hide details
1
Department of Mining Engineering, Hasanuddin University
 
2
Department of Physics, IPB University
 
3
Department of Earth Resources Engineering, Kyushu University
 
 
Submission date: 2024-11-16
 
 
Final revision date: 2025-03-22
 
 
Acceptance date: 2025-09-07
 
 
Publication date: 2025-12-16
 
 
Corresponding author
Sufriadin Sufriadin   

Department of Mining Engineering, Hasanuddin University
 
 
Gospodarka Surowcami Mineralnymi – Mineral Resources Management 2025;41(4):153-173
 
KEYWORDS
TOPICS
ABSTRACT
Treatment of a nickel laterite ore sample from the Wolo mine area of Southeast Sulawesi, Indonesia, has been performed at a low-intensity magnetic separator before and after roasting the ore using corncob charcoal as a reductant. This paper aims to analyze the effect of particle sizes on Fe-Ni enrichment and recoveries of both unroasted and roasted magnetic fractions. Mineralogical analysis of the ore sample, unroasted and roasted products, was carried out using X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscope-energy dispersive spectrometry (SEM-EDX) techniques, respectively, while the chemical composition of the ore sample, unroasted, and roasted magnetic products was determined employing X-ray fluorescence (XRF) spectrometry. Samples with different particle sizes (–80+100, –100+140, –140+200, and –200) mesh were magnetically separated before and after being roasted at 1,000°C for 1 hour with 10% reductant. The SEM-EDX results showed that Ni is mainly hosted in lizardite and goethite. The beneficiation result reveals that the smaller particle size exhibits a higher Ni grade than the larger one. This is shown in the unroasted products, where the maximum grade occurs in the –200 mesh fraction, increasing the Ni grade from 1.9% in raw ore to 2.44% in unroasted magnetic products. Meanwhile, the roasted products have the maximum Ni grade in the –140+200 mesh fraction, increasing the Ni grade from 1.9% in raw ore to 2.17% in roasted magnetic fraction. However, the Ni recovery of unroasted concentrates is much lower (10.85%) than that of roasted products (81.13%).
ACKNOWLEDGEMENTS
The authors would like to acknowledge the Head of Institute for Research and Community Service (LP2M), Hasanuddin University, for financial support under the scheme of Fundamental Research Collaboration (FRC), contract No. 00309/UN4.22/PT.01.03/2024. Thanks to Dr. Suharto (PT. CNI Company) for supplying the Ni-laterite samples.
CONFLICT OF INTEREST
The Authors have no conflict of interest to declare.
METADATA IN OTHER LANGUAGES:
Polish
Wzbogacanie rudy niklu laterytowego z obszaru wydobywczego Wolo w południowo-wschodniej części wyspy Sulawesi w Indonezji poprzez prażenie redukcyjne i separację magnetyczną
ruda laterytowa, prażenie redukcyjne, separacja magnetyczna, wielkość ziarna, zawartość niklu
Przetwarzanie próbki rudy laterytowej niklu z obszaru wydobywczego Wolo w południowo--wschodniej części wyspy Sulawesi w Indonezji przeprowadzono przy użyciu separatora magnetycznego o niskiej intensywności przed prażeniem rudy z wykorzystaniem węgla drzewnego z kolb kukurydzy jako reduktora i po tym procesie. Niniejszy artykuł ma na celu analizę wpływu wielkości cząstek na wzbogacenie Fe-Ni i odzysk zarówno nieprażonych, jak i prażonych frakcji magnetycznych. Analizę mineralogiczną próbki rudy, produktów niepalonych i palonych przeprowadzono odpowiednio za pomocą dyfrakcji rentgenowskiej (XRD) i skaningowego mikroskopu elektronowego ze spektrometrią dyspersji energii (SEM-EDX), natomiast skład chemiczny próbki rudy, produktów magnetycznych niepalonych i palonych określono za pomocą spektrometrii fluorescencji rentgenowskiej (XRF). Próbki o różnych rozmiarach cząstek (–80+100, –100+140, –140+200 i –200) zostały poddane separacji magnetycznej przed prażeniem w temperaturze 1000°C przez 1 godzinę z dodatkiem 10% reduktora i po tym procesie. Wyniki SEM-EDX wykazały, że Ni występuje głównie w lizardicie i goethicie. Wyniki wzbogacania pokazują, że mniejsze cząstki charakteryzują się wyższą zawartością niklu niż większe. Widać to w produktach niepalonych, gdzie maksymalna zawartość występuje w frakcji –200 mesh, zwiększając zawartość niklu z 1,9% w surowej rudzie do 2,44% w niepalonych produktach magnetycznych. Tymczasem produkty prażone charakteryzują się maksymalną zawartością niklu w frakcji o uziarnieniu –140+200 mesh, co oznacza wzrost zawartości niklu z 1,9% w rudzie surowej do 2,17% w prażonej frakcji magnetycznej. Jednak wydajność odzysku niklu z nieprażonych koncentratów jest znacznie niższa (10,85%) niż w przypadku produktów prażonych (81,13%).
REFERENCES (20)
1.
Butt, C.R.M. and Cluzel, D. 2013. Nickel Laterite Ore Deposits: Weathered Serpentinites. Elements 9, pp. 123–128, DOI: 10.2113/gselements.9.2.123.
 
2.
Chen et al. 2016 – Chen, G.J., Shiau, J.S., Liu, S.H. and Hwang, W.S. 2016. Optimal Combination of Calcination and Reduction Conditions as well as Na2SO4 Additive for Carbothermic Reduction of Limonite Ore. Materials Transactions 57(9), pp. 1560–1566, DOI: 10.2320/matertrans.M2016072.
 
3.
Crundwell et al. 2011 – Crundwell, F.K., Moats, M.S., Ramachandran, V., Robinson, T.G. and Devenport, W.G. 2011. Extractive Metallurgy of Nickel, Cobalt, and Platinum-Group Metals. Amsterdam: Elsevier.
 
4.
Elliot et al. 2016 – Elliott, R., Pickles, C.A. and Forster, J. 2016. Thermodynamics of the Reduction Roasting of Nickeliferous Laterite Ores. Journal of Minerals and Materials Characterization and Engineering 4, pp. 320–346, DOI: 10.4236/jmmce.2016.46028.
 
5.
Elliot et al. 2017 – Elliot, R., Pickles, C.A. and Peacey, J. 2017. Ferronickel particle formation during the carbothermic reduction of a limonitic laterite ore. Minerals Engineering 100, pp. 166–176, DOI: 10.1016/j.mineng.2016.10.020.
 
6.
Fan et al. 2024 – Fan, Q., Yuan, S., Wen, J. and He, J. 2024. Review on comprehensive utilization of nickel laterite ore. Minerals Engineering 218, DOI: 10.1016/j.mineng.2024.109044.
 
7.
Forster et al. 2016 – Forster, J.A., Pickles, C.A. and Elliott, R. 2016. Microwave carbothermic reduction roasting of a low-grade nickeliferous silicate laterite ore. Minerals Engineering 88, pp. 18–27, DOI: 10.1016/j.mineng.2015.09.005.
 
8.
Guo et al. 2021 – Guo, X.S., Li, Z.Y., Han, J.C., Yang, D. and Sun, T.C. 2021. Study of straw charcoal as a reductant in co-reduction roasting of laterite ore and red mud to prepare powdered ferronickel. Mining, Metallurgy and Exploration 38, pp. 2217–2228, DOI: 10.1007/s42461-021-00466-z.
 
9.
Kim et al. 2010 – Kim, J., Dodbiba, G., Tanno, H., Okaya, K., Matsuo, S., Fujita, T. 2010. Calcinations of low-grade laterite for concentration of Ni by Magnetic Separation. Minerals Engineering 23(4), pp. 282–288, DOI: 10.1016/j.mineng.2010.01.005.
 
10.
Marzoughi, O. and Pickles, C.A. 2024. Solid state reduction and magnetic separation of nickeliferous laterite ores: Review and analysis. Journal of Industrial and Engineering Chemistry 140, DOI: 10.1016/j.jiec.2024.05.056.
 
11.
Mayangsari et al. 2018 – Mayangsari, W., Prasetyo, A.B. and Prasetiyo, P. 2018. Upgrading nickel content of limonite nickel ore through pelletization, selective reduction, and magnetic separation. Proceedings of the 3rd International Conference on Materials and Metallurgical Engineering and Technology (Icommet 2017): Advancing Innovation in Materials Science, Technology and Applications for Sustainable Future, Surabaya, Indonesia, DOI: 10.1063/1.5030243.
 
12.
Nickel Institute –About Nickel. [Online:] https://nickelinstitute.org/ab... [Accessed: 2023-08-17].
 
13.
Nurjaman et al. 2021 – Nurjaman, F., Astuti, W., Bahfie, F. and Suharno, B. 2021. Study of selective reduction in lateritic nickel ore: Saprolite versus limonite. Material Today 44, pp. 1488–1494, DOI: 10.1016/j.matpr.2020.11.687.
 
14.
Shofi et al. 2019 – Shofi, A., Rahmahwati, A., Nurjaman, F. and Suharno, B. 2019. Effect of reduction temperature and sodium-based additives on nickel upgrading process of laterites ores. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering 541, DOI: 10.1088/1757899x/541/1/012002.
 
15.
Subagja et al. 2016 – Subagja, R., Prasetyo, A.B. and Sari, M.W. 2016. Upgrading of Ni content in limonitic laterite ore by pelletizing, reduction roasting, and magnetic separation of the mixed ore, coal, and sodium sulfate. Metalurgi 31(2), DOI: 10.14203/metalurgi.v31i2.156.
 
16.
Sufriadin et al. 2024 – Sufriadin, A.R., Fauth, S., Tindoilo, P.D., Nur, I., Purwanto, Irfan, U.R., Basir, D.N. and Otake, T. 2024. Thermal Beneficiation of a Nickel Laterite Ore from the Obi Island of North Maluku, Indonesia Using Corncob Char as Reductant. Advances in Science and Technology 141, pp. 95–102, DOI: 10.4028/p-05hkM3.
 
17.
Suharno et al. 2021 – Suharno, B., Nurjaman, F., Ramadini, C. and Shofi, A. 2021. Additives in selective reduction of lateritic nickel ores: Sodium sulfate, sodium carbonate, and sodium chloride. Mining, Metallurgy and Exploration 38, pp. 2145–2159, DOI: 10.1007/s42461-021-00456-1.
 
18.
Wang et al. 2024 – Wang, W., Hu, S., Wang, S., Liu, H., Yu, D., Liu, L., W,H. and Wang, K. 2024. Preparation of Nickel–Iron Concentrate from Low-Grade Laterite Nickel Ore by Solid-State Metalized Reduction and Magnetic Separation. Minerals 14, DOI: 10.3390/min14090926.
 
19.
Wills et al. 2016 – Wills, B.A. and Finch, J.A. 2016. Mineral Processing Technology: An Introduction to the Practical Aspects of Ore Treatment and Mineral Recovery. New York: Pergamon Press, 550 pp.
 
20.
Zappala et al. 2024 – Zappala, L., McDonald, R. and Pawnceby, M.I. 2024. Nickel Laterite Beneficiation and Potential for Upgrading Using High-Temperature Methods: A Review. Mineral Processing and Extractive Metallurgy Review 45(7), pp. 767–789, DOI: 10.1080/08827508.2023.2265533.
 
eISSN:2299-2324
ISSN:0860-0953
Journals System - logo
Scroll to top