氯化钙强化镁质贫镍红土矿煤基还原—磁选富集镍的研究

发布时间：2020-09-07 19:19

　　红土镍矿由含镍硅酸盐超基岩石长期风化形成,广泛的分布于热带及亚热带地区,占据了世界镍资源的70%。随着高品位硫化镍矿的过度消耗,其储量急剧减少,人们将研究和开发重点放在了资源更为丰富的红土镍矿上。本文针对云南某镁质贫镍红土矿为原料,采用煤基还原焙烧-磁选工艺,在对矿物进行物化性质分析的基础上,并结合热力学计算,开展了氯化钙强化煤基还原-磁选富集镍的研究。研究结果为的镁质贫镍红土矿开发利用提供了理论指导。本文对原矿进行了化学成分、X-射线衍射、TG-DSC等分析,结果表明,矿石中主要矿物为蛇纹石和石英石,并伴随一定的铁矿石,镍含量为0.82%,其中81.49%的镍分布于硅酸盐中。在热力学分析的基础上,采用氯化钙强化镁质贫镍红土矿还原-磁选的方法,研究了还原时间、还原温度、还原剂用量及氯化钙用量对富集镍的影响。结果发现,矿石添加8 wt.%无烟煤和12 wt.%CaC12·2H20,在1150℃还原40 min,还原焙砂湿磨12 min后经磁场强度为250 mT的磁选可富集获得镍品位为11.83%,回收率为97.38%的镍铁精矿。相比于未添加氯化钙,镍的富集比由3提高到了 14,极大的提高了镍的富集效果。进一步对氯化钙强化还原-磁选富集镍的作用进行研究,结果发现氯化钙的的促进作用主要表现在:(1)氯化钙与矿石中的二氧化硅在600℃水解生成氯化氢气体,以氯化矿石中的金属氧化物,改变金属氧化物直接还原路径为氯化、还原路径,提高了镍的还原效率;(2)氯化钙使矿石中蛇纹石提前脱水转变为镁橄榄石相,释放出蛇纹石中的氧化镍,氧化镍与矿石中的铁氧化物在高温反应生成尖晶石,促进镍、铁聚合继而被还原成金属镍铁。
【学位单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2017
【中图分类】：TF815
【部分图文】：

流程图,预还原,回转窑,熔炼工艺

（ＲＫＥＦ）、鼓风炉造锍熔炼法和小高炉熔炼法等［２３］。逡逑１．７．１．１回转窑干燥预还原－电炉熔炼法（ＲＫＥＦ）逡逑回转窑干燥预还原－炉熔炼法工艺流程如图１．１所示。破碎、筛分的红土镍矿，首先逡逑送入到回转窑中进行干燥，以脱除矿石中的水分使其不粘结，干燥后的矿石配入还原剂逡逑在回转窑中进行预还原处理；预还原的焙烧进一步送入到电炉中进行还原熔炼，熔炼温逡逑度为１５５０－１６００邋°Ｃ，产出含镍大于８％的镍铁；镍铁经过吹炼最终可得到含镍大于２５％逡逑的高品位镍铁。目前国内外采用该工艺的工厂有十多家，如年产１．２万ｔ镍铁的马其顿逡逑费尼马克冶炼厂，年产６万ｔ镍铁的新喀里多尼亚多尼安博冶炼厂［２４］。逡逑回转窑千燥预还原－电炉熔炼工艺的主要优点包括：（１）流程短，技术成熟，可大规模逡逑工业化生产；（２）镍铁产品品位较高；（３）原料适应性强，可以处理几乎所有的红土镍；逡逑（４）电炉渣可二次利用

工艺流程图,造锍熔炼,鼓风炉,工艺流程图

配入还原剂和助熔剂进行熔炼。硫化剂加入的主要目的是与矿石在鼓风炉内发生硫化反逡逑应，产出含镍８％－１５％的低冰镍和炉渣，低冰镍可以进一步在转炉中吹炼成高冰镇，其逡逑具体流程如图１．２所示。我国辽宁、内蒙古等地区冶炼厂主要应运造锍熔炼法，但生产规逡逑模都不大。逡逑鼓风炉造琉溶炼法产出的高冰镍灵活性极大，一方面，高冰镍经焙烧脱硫产生氧化逡逑镍，氧化镍可进一步还原熔炼成金属镍；另一方面，高冰镍可采用常压羰基法精炼出镍逡逑丸和镍粉；此外，高冰镍亦可直接铸造成阳极板用于生产电解镍。总而言之，高冰镍可逡逑以通过后续处理，生产各种形式的镍产品，同时可综合回收其中的钴。但是，该工艺目逡逑前也存在一些问题，比如造锍熔炼过程中产生烟气中的Ｓ０２浓度低，不利于制酸；熔炼逡逑过程中仍需要大量的还原焦煤，能耗大；目前国内生产低冰镍都使用小型鼓风炉，导致逡逑处理量小［２８，２９］。逡逑红土镍矿逡逑破碎、筛分｜逡逑逦Ｖ逦逡逑干燥逡逑硫化剂、助熔剂逦逦±逦邋还＾剂逡逑Ｉ———？鼓风炉造错培炼逦Ｌ逦逡逑逦逦｜逡逑镍锍逦炉渣逡逑图１．２鼓风炉造锍熔炼工艺流程图逡逑Ｆｉｇ邋１．２邋Ｆｌｏｗｃｈａｒｔ邋ｏｆ邋ｂｌａｓｔ邋ｆｕｒｎａｃｅ邋ｍａｔｔｅ邋ｓｍｅｌｔｉｎｇ逡逑１．７．１．３小高炉熔炼法逡逑小高炉培炼法是我国拥有自主知识产权的一种冶炼方法

流程图,小高炉,熔炼工艺,流程图

【引证文献】