CO/CO 2 混合气体选择性还原红土镍矿的研究

发布时间：2024-07-02 23:44

　　镍作为一种重要的战略金属，在特种钢、电镀、催化剂、石油化工等很多领域中有广泛的应用。全球陆地镍资源主要有硫化镍矿和氧化镍矿(红土镍矿)，随着硫化镍矿的枯竭，储量丰富的红土镍矿将扮演着越来越重要的角色。红土镍矿的处理方法主要分为火法工艺和湿法工艺两种。 本文以印度尼西亚红土镍矿为研究对象，综合运用热力学、动力学、结构化学等多学科的原理及X-射线衍射仪、金相显微镜、扫描电镜和比表面积吸附分析仪等现代微观测试手段，利用CO/CO2混合气体选择性还原制备金属镍、钴，研究了红土镍矿焙烧、还原过程中的矿相转变规律以及热力学、动力学关系。 首先研究了焙烧过程中的矿相转变规律，进而阐明了焙烧对红土镍矿气体还原的影响。结果表明，红土镍矿在焙烧过程中，随着温度的升高，针铁矿在300℃左右脱除结晶水形成赤铁矿，蛇纹石在600⁷00℃时分解形成无定型硅镁酸盐；随着温度继续升高至900℃以上，无定形态硅镁酸盐会结晶形成橄榄石。利用50%CO+50%CO2混合气体还原焙烧后的红土镍矿时，随着焙烧温度的升高，镍的金属化率先升高后减小，经过700℃焙烧120min后的红土镍矿，还原后的产物中镍的...

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题背景
    1.2 镍的性质和用途
        1.2.1 镍和主要化合物性质
        1.2.2 镍的主要用途及消费量
    1.3 红土镍矿概述
        1.3.1 镍资源简介
        1.3.2 红土镍矿
        1.3.3 红土镍矿主要品质评价指标
        1.3.4 红土镍矿主要处理工艺
    1.4 红土镍矿气体还原研究概况
        1.4.1 还原势和温度的影响
        1.4.2 红土镍矿物相构成的影响
        1.4.3 焙烧和还原模式的影响
    1.5 论文的主要内容
第二章 实验原理及研究方法
    2.1 引言
    2.2 实验原料
    2.3 实验设备和试剂
        2.3.1 实验设备和仪器
        2.3.2 实验试剂及气体
    2.4 实验研究方法
        2.4.1 红土镍矿焙烧研究
        2.4.2 CO/CO₂混合气体选择性还原红土镍矿研究
        2.4.3 红土镍矿还原产物中金属镍和金属铁的分析方法
    2.5 小结
第三章 红土镍矿焙烧特性
    3.1 引言
    3.2 红土镍矿焙烧过程
        3.2.1 红土镍矿中水的存在形式
        3.2.2 红土镍矿焙烧过程中的矿相转变
        3.2.3 焙烧时间的影响
    3.3 红土镍矿焙烧过程热力学的研究
    3.4 红土镍矿焙烧对气体还原的影响
        3.4.1 焙烧对镍还原的影响
        3.4.2 焙烧对铁还原的影响
    3.5 小结
第四章 CO/CO₂混合气体选择性还原红土镍矿
    4.1 引言
    4.2 气体选择性还原红土镍矿热力学分析
    4.3 红土镍矿选择性还原率的分析
        4.3.1 温度的影响
        4.3.2 气体配比的影响
        4.3.3 还原时间的影响
    4.4 红土镍矿选择性还原镍金属化率的分析
        4.4.1 温度的影响
        4.4.2 气体配比的影响
    4.5 红土镍矿选择性还原铁金属化率的分析
        4.5.1 温度的影响
        4.5.2 气体配比的影响
    4.6 最佳还原条件确定
    4.7 小结
第五章 红土镍矿选择性还原动力学及反应机理
    5.1 引言
    5.2 动力学模型介绍
    5.3 还原动力学方程
        5.3.1 动力学方程的确定
        5.3.2 活化能计算
    5.4 小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
作者在攻读硕士学位期间公开发表的论文
作者在攻读硕士学位期间参与的项目
致谢



本文编号：4000193