镁质贫镍氧化矿煤基还原—磁选工艺中氯化钠促进剂的作用行为

发布时间：2017-10-08 08:26

  本文关键词：镁质贫镍氧化矿煤基还原—磁选工艺中氯化钠促进剂的作用行为

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【摘要】：近年来,随着镍资源的持续开发,其开发重点正由硫化镍矿向红土镍矿资源转移,且资源开采的特点趋于低品位化。我国云南地区镍氧化矿具有镍品位低、硅镁含量高等特点,属于典型的腐殖土型低品位红土镍矿；独特的矿物成分以及复杂的矿相结构,导致该矿石不适合于目前主要处理红土镍矿的工艺方法,即RKEF、Caron等经典工艺流程。本文以镁质贫镍氧化矿为实验原料,开展了煤基还原-磁选镍铁工艺的研究,研究结果为镁质贫镍氧化矿的短流程、低成本开发利用提供理论参考。本文首先采用化学分析、X射线衍射、低温液氮吸附等一系列分析方法,对原矿石的成分、物相、孔隙结构以及在程序升温过程中的变化做了详细的研究,确定了矿石中镍的分布特点及规律,结果显示：81.49%的镍以类质同象形式均匀分布于硅酸盐中,矿石中以含结晶水的利蛇纹石为主要物相。其次采用氯化钠作为还原焙烧过程中的促进剂,对氯化还原焙烧过程中各个实验参数,如焙烧温度、时间、氯化钠及无烟煤的用量等,进行了系统研究,以获得该工艺处理镁质贫镍氧化矿的最优实验条件。研究发现,添加10%氯化钠和8%无烟煤,在1200℃下焙烧20 min,随后经过磁选(150 mT)富集,可以从含镍0.82%、铁9.67%的原矿中富集得到含镍、铁品位分别为7.09%,67.90%,对应回收率分别为98.31%,72.08%的镍铁精矿。最后,根据SEM分析结果显示,在添加氯化钠条件下,焙砂中的镍铁合金颗粒分布及大小发生了明显的变化,设计相关实验,研究氯化钠在还原焙烧过程中促进矿石还原的作用机理。研究表明,氯化钠主要可以通过三种作用途径促进矿石氯化还原：(1)氯化钠高温水解产生氯化氢气体,后者直接氯化金属氧化物,随后金属氯化物离析生成金属；(2)氯化钠在高温(802℃)条件下与金属氧化物发生交互反应,产生金属氯化物；(3)氯化钠破坏镁橄榄石结构,使其与镍氧化物、铁氧化物分离,使游离态的镍、铁氧化物反应生成铁酸镍尖晶石,并在还原气氛下产生镍铁颗粒,促进了镍铁的聚集。
【关键词】：镁质贫镍氧化矿 氯化钠 还原焙烧 磁选 镍铁
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD924;TF815
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 绪论11-23
• 引言11
• 1.1 镍的主要性质11
• 1.2 镍的主要用途11-12
• 1.3 镍的资源分布12-14
• 1.3.1 世界镍资源分布12-13
• 1.3.2 中国镍资源分布13-14
• 1.4 铜镍硫化矿处理工艺14-15
• 1.4.1 火法冶炼工艺14-15
• 1.4.2 湿法冶炼工艺15
• 1.5 红土镍矿处理工艺15-20
• 1.5.1 火法冶炼工艺16-17
• 1.5.2 湿法冶炼工艺17-18
• 1.5.3 红土镍矿的其他处理工艺18-20
• 1.6 添加剂强化红土镍矿还原焙烧20-21
• 1.7 课题研究目的及意义21-23
• 第二章 实验原料、设备及研究方法23-31
• 2.1 实验原料23-27
• 2.1.1 镁质贫镍氧化矿23-27
• 2.1.2 还原剂及添加剂27
• 2.2 实验设备27-28
• 2.2.1 实验设备27-28
• 2.2.2 分析仪器信息28
• 2.3 实验方法及流程28-31
• 2.3.1 还原焙烧-磁选实验步骤28-29
• 2.3.2 主要评价指标29
• 2.3.3 分析检测29-31
• 第三章 还原焙烧-磁选实验研究31-49
• 3.1 热力学分析31-33
• 3.2 氯化钠强化矿石还原-磁选研究33-41
• 3.2.1 焙烧温度的影响33-34
• 3.2.2 焙烧时间的影响34-36
• 3.2.3 添加剂量的影响36-37
• 3.2.4 还原剂用量的影响37-38
• 3.2.5 精矿与尾矿的XRD及SEM分析38-40
• 3.2.6 焙砂粒度的影响40-41
• 3.3 还原焙砂的物相及形貌分析41-46
• 3.3.1 焙砂XRD分析41-42
• 3.3.2 焙砂SEM分析42-46
• 3.4 小结46-49
• 第四章 氯化钠还原焙烧过程的作用机理研究49-63
• 4.1 干燥温度对矿石中镍、铁还原的影响49-51
• 4.2 氯化钠在矿石中的氯化行为51-53
• 4.3 氯化钠对矿石焙烧过程相变的影响53-57
• 4.3.1 氯化钠作用下矿石TG/DSC分析53-54
• 4.3.2 矿石在升温过程中的相转变54-55
• 4.3.3 矿石在氯化钠作用下的矿相转变55-57
• 4.4 氯化钠作用下焙砂的SEM分析57-59
• 4.5 氯化还原焙烧后矿石物相及形貌分析59-62
• 4.6 小结62-63
• 第五章 结论与展望63-65
• 5.1 结论63-64
• 5.2 展望64-65
• 参考文献65-71
• 致谢71-73
• 附录73

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本文编号：992999