蛇纹石矿物的高温相变对红土镍矿直接还原的影响

红土镍矿所含的蛇纹石矿物在焙烧过程中会出现脱羟基和重结晶等相变。选取两种不同试样进行直接还原焙烧-磁选实验,研究蛇纹石的高温相变对直接还原焙烧红土镍矿的影响。对两种红土镍矿进行热重分析、XRD衍射分析和扫描电镜分析,研究两种红土镍矿中的蛇纹石矿物在焙烧过程中相变过程的异同及其对直接还原的影响。结果表明:两种试样所含主要矿物为蛇纹石和针铁矿,其热重分析曲线相似;在焙烧过程中,试样2在较低温度下出现橄榄石相。在最终的焙烧矿物相中,与试样1相比,试样2中出现石英相;与试样2相比,试样1的蛇纹石颗粒内部在焙烧后形成较多裂隙。因此,试样2的镍回收率较低。     

红土镍矿的硫酸铵焙烧过程EI北大核心CSCD

针对传统硫酸化焙烧红土镍矿能耗高、设备腐蚀大等缺点,采用硫酸铵焙烧-水浸处理红土镍矿的工艺;考察硫酸铵焙烧过程中焙烧剂硫酸铵用量、焙烧温度、焙烧时间对有价金属回收率的影响,并对红土镍矿硫酸铵焙烧热力学进行分析。结果表明:在矿料与硫酸铵质量比4:3、焙烧温度400℃、焙烧时间90 min的工艺条件下,红土镍矿中Ni、Co、Mn的回收率分别达到90.8%、85.41%和86.74%,而Fe的回收率仅为9.98%,达到选择性提取有价金属的效果。升高温度有利于蛇纹石相与硫酸铵的反应,抑制镁铁矿石的反应,从而抑制该部分Fe的硫酸化。经适当条件焙烧后,目标金属以硫酸盐形式进入水相,而Fe主要以不溶于水的形式存在。     

红土镍矿的硫酸铵焙烧过程

针对传统硫酸化焙烧红土镍矿能耗高、设备腐蚀大等缺点,采用硫酸铵焙烧-水浸处理红土镍矿的工艺;考察硫酸铵焙烧过程中焙烧剂硫酸铵用量、焙烧温度、焙烧时间对有价金属回收率的影响,并对红土镍矿硫酸铵焙烧热力学进行分析。结果表明:在矿料与硫酸铵质量比4:3、焙烧温度400℃、焙烧时间90 min的工艺条件下,红土镍矿中Ni、Co、Mn的回收率分别达到90.8%、85.41%和86.74%,而Fe的回收率仅为9.98%,达到选择性提取有价金属的效果。升高温度有利于蛇纹石相与硫酸铵的反应,抑制镁铁矿石的反应,从而抑制该部分Fe的硫酸化。经适当条件焙烧后,目标金属以硫酸盐形式进入水相,而Fe主要以不溶于水的形式存在。     

低品位红土镍矿预焙烧-碱浸过程中硅的转化和浸出动力学（英文）

研究低品位红土镍矿预焙烧过程矿相的转化和碱浸过程硅的提取。结果表明,红土镍矿经650°C预焙烧2 h,由于利蛇纹石转化为镁橄榄石和原顽辉石使得矿物的活性显著提高,当磨细矿样(44~61μm)经预焙烧后,与氢氧化钠溶液(60 g/L)按照1:5的固液比混合在140°C浸出120 min,硅的提取率可达到89.89%,镁、铁、镍等有价元素在固体渣中得到富集。红土镍矿的浸出动力学可由扩散通过产物层控制模型来描述,计算得到过程的活化能为11.63 k J/mol,动力学方程为1-3(1-x)~(2/3)+2(1-x)=13.53×10~(-2)exp[-11.63/(RT)]t。     

红土镍矿还原焙烧-磁选制取镍铁合金原料的新工艺

采用钠盐添加剂强化红土镍矿的还原焙烧-磁选,确定了添加剂存在下适宜的焙烧和磁选技术参数,开发出红土镍矿还原焙烧-磁选制取镍铁合金原料的新工艺.结果表明:钠盐添加剂具有显著降低焙烧温度、大幅提高产品镍、铁品位和回收率的作用;对一种含镍1.58％、铁22.06％的红土镍矿配加添加剂后,在还原温度1 100℃、还原时间60 min、磁场强度0.1T的条件下,磁性产品的镍、铁品位可分别从无添加剂时的2.0％、57.2％提高到7.5％、80.5％,镍、铁回收率也相应从19.1％、33.6％增加到82.7％、62.8％.XRD结果表明:红土镍矿在无添加剂作用下经还原焙烧-磁选所得的磁性产物中仍有部分镁橄榄石及顽火辉石存在;而有添加剂存在时,还原生成的镍铁合金通过磁选可与非磁性脉石成分得到更为有效的分离,产品可作为不锈钢的生产原料.     

红土镍矿钠盐还原焙烧-磁选的机理

配加钠盐焙烧可改善红土镍矿的还原-磁选效果,显著提高磁性产品的镍、铁品位及回收率。通过热力学计算,并结合X射线衍射、光学显微镜以及环境扫描电镜分析,对硫酸钠和碳酸钠作用下红土镍矿的还原行为进行研究。结果表明:钠盐在红土镍矿还原焙烧过程中,可以破坏硅酸盐矿物的结构,有利于镍的还原富集。碳酸钠强化镍还原的能力强于硫酸钠的,硫酸钠则因还原过程中形成的硫具有降低镍铁金属颗粒表面张力的作用,因而其促进镍铁颗粒聚集长大的能力明显高于碳酸钠的,且硫酸钠作用下FeS的形成也有利于提高镍的品位。所以,硫酸钠和碳酸钠的共同作用下可获得高镍品位的磁性产品及较高的镍回收率。     

红土镍矿真空碳热还原脱镁的热力学研究

高镁低品位红土镍矿开发利用的关键在于提取镍的同时,重视金属镁等金属的综合回收利用。本文从热力学角度针对真空碳热还原红土镍矿脱除金属镁的过程进行了分析及能耗估算,探索处理红土镍矿的新工艺的热力学可行性。热力学计算表明,真空碳热还原红土镍矿脱除金属镁是可行的。当体系压强100Pa左右的条件下,MgO被还原的温度大于1478K,Ni、Fe以及部分硅将优先被还原为金属;过程能耗理论估算表明:当红土镍矿∶煤炭(质量比)=100∶42,1600K~1800K条件下还原处理1吨红土镍矿,需消耗1.12吨~1.17吨标准煤。     

低品位红土镍矿直接还原焙烧-磁选试验研究

近年来,随着高品位硫化镍矿的枯竭及国内不锈钢产业的快速发展,低品位红土镍矿已经成为生产镍铁产品的主要原料.为了解决红土镍矿的合理利用问题,以红土镍矿为原料,煤粉为还原剂,采用直接还原法将矿石中的镍还原成了金属镍,经磁选分离使镍得到富集.考察了还原温度,还原时间,原料粒度,配煤量对镍回收率的影响.通过试验得出的最佳工艺条件为:原料粒度-0.074 mm、配煤量4％、还原剂粒度0.177～0.25 mm、还原温度1200℃、还原时间90min;得到的焙烧产物细磨至-0.048 mm,并在0.4T的磁场强度下扫选.在0.1T精选后,镍的品位为6.4％,镍的回收率为90％.     

Na2CO3对红土镍矿的H2还原影响规律与作用机理

以红土镍矿为研究对象,重点考察添加Na₂CO₃对红土镍矿的H₂还原影响规律。对还原焙烧矿物采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和热重-质谱联用(TG-MS)等技术进行表征。结果表明：在还原温度为1000℃,还原时间为90 min,H₂浓度为45%(体积分数),Na₂CO₃的添加量为15%(质量分数)时,可得镍品位为3.02%、镍回收率96.75%的精矿。Na₂CO₃对红土镍矿的修饰作用机理的本质为,Na₂CO₃中的Na+通过与红土镍矿中的Mg-Si-O以及Ni-Mg-O体系发生反应,取代全部Ni2+以及部分Mg²⁺,从而破坏硅镍酸盐及硅镁酸盐的结构,进而使赋存于硅酸盐类中的镍元素被释放出来,有利于后续镍的富集提取。     

硫酸氢铵硫酸化焙烧法红土镍矿提取镍钴

针对传统硫酸化焙烧红土镍矿能耗高、设备腐蚀大等缺点,提出硫酸氢铵焙烧循环工艺。以菲律宾红土镍矿为原料,对焙烧剂添加量、焙烧温度和焙烧时间等工艺参数及焙烧机理进行研究。结果表明:焙烧温度300℃、焙烧时间90 min的条件下,Ni、Co、Mn、Mg、Fe的提取率分别为95%、96%、92%、57%、79%,硫酸氢铵具有良好的硫酸化能力。该工艺具有效率高、能耗低、环境友好等特点,对低品位红土镍矿的开发利用具有重要意义。     

溶剂萃取在钴镍精炼中的应用(下)

2.红土矿处理技术与溶剂萃取针对不同类型的镍红土矿可以有不同的处理工艺。硅镁镍矿位于矿床的下部,硅和镁的含量比较高,铁的含量比较低,这种矿石宜采用火法冶金处理。褐铁矿类型的红土矿位于地表,铁高、镍低、硅镁也比较低,但钴含量比较高,这种矿石宜采用湿法冶金工艺处理。红土矿湿法冶金主要形成了两种工艺:一种是还原焙烧——氨,简称RRAL,另一种是硫酸加压浸出工艺,简称HPAL。2.1还原焙烧——氨浸还原焙烧的目的是使硅酸镍和氧化镍最大限度地被还原为金属,同时控制还原的条件,使大部分铁还原成四氧化三铁,尽量少还原为金属。还原焙…     

不锈钢冶炼渣铁浴熔融还原动力学实验研究

通过10 kg级小型不锈钢冶炼渣熔融还原试验,研究了不锈钢废渣在1 500～1 650℃温度范围内的熔融还原动力学行为,认为还原反应体现在两个阶段:反应初期不锈钢废渣熔解为反应的控速环节;而反应后期界面处的化学反应演变为反应的控速环节.从整体熔融还原试验上看,不同阶段对炉渣组成有着不同的要求:反应初期需要降低熔渣熔点,能有效促进形成液态渣,以提高不锈钢渣的熔解速度;反应后期需合理调节炉渣流动性以加速熔融还原反应.故可以通过炉渣参数优化以求在保证终渣的残铬达到较高回收的前提下尽可能提高熔融还原的速率.     

相转变过程对红土镍矿氯化离析的影响

在氯化剂CaCl2·2H2O的加入量为原矿质量的8％（以氯计）、还原剂焦炭加入量为原矿质量的6％及升温速率为5℃/min的条件下,对菲律宾红土镍矿进行氯化离析;采用TG-DTA和XRD研究菲律宾红土镍矿氯化离析升温至1 000℃及冷却过程中的物相转变.结果表明:红土镍矿中的氧化亚铁在700℃开始进入蛇纹石中,形成富铁橄榄石相,破坏蛇纹石的晶格结构,提高镍的活性,有利于镍的氯化和离析;而氯化剂所释放的氯成为铁迁移的媒介;冷却过程中物相没有发生明显变化.当生料中Fe3O4的加入量为原矿的10％（质量分数）时,精矿中镍的品位达到13.14％,回收率达到80.12％,比未加Fe3O4时的回收率提高了约10％.     

红土镍矿在NaOH亚熔盐体系中的预脱硅

研究常压下高浓度氢氧化钠浸取红土镍矿的预脱硅过程,考察搅拌强度、液固比、氢氧化钠浓度、反应温度和原矿粒径对红土镍矿中硅的反应率的影响.结果表明:二氧化硅的反应率受克-金-布产物层固膜扩散控制, 并由阿累尼乌斯方程得到反应的表观活化能为53.74 kJ/mol.结合动力学实验结果和电子扫描电镜(SEM)及X射线能谱(EDAX)分析,证明在反应过程中通过固相产物层的内扩散为反应过程的控制步骤.     

低品位红土镍矿深度还原机理

采用扫描电子显微镜和EDS能谱研究低品位红土镍矿深度还原过程中金属颗粒的生长行为,并在此基础上分析其还原机理。结果表明,金属铁和镍逐渐聚集生长为Fe—Ni颗粒,并且颗粒粒度随着还原温度的升高和还原时间的延长而明显增大。还原后,红土镍矿明显变为Fe—Ni金属颗粒和渣相基体两部分。铁镁橄榄石的还原与其晶体化学特性密切相关。铁和镍的氧化物被还原剂还原为金属铁和镍,同时,橄榄石的晶格结构被破坏。红土镍矿深度还原包含金属氧化物还原和金属相生长两个过程。     

镍资源利用与流化床冷态实验研究

世界在全球品位高、容易开发的硫化矿镍资源逐渐减少乃至枯竭的情况下,对镍的旺盛需求却丝毫没有减弱。因此,大家的目光投向了储量更多但是难以开发的红土镍矿。我国在循环流化床内对红土矿进行还原焙烧是一条利用红土矿的全新工艺路线,其冷态实验进行非常顺利。     

焙烧温度对低硅含镁球团矿还原膨胀率的影响及机理

研究焙烧温度对Mg O含量分别为1.5%和3.0%(质量分数)的低硅含镁球团的抗压强度、矿相和还原膨胀率的影响,并基于Arrhenius方程和还原度测定计算低硅含镁球团还原反应的表观活化能,分析还原反应的速率限制性环节。结果表明:当焙烧温度较低时,低硅含镁球团内形成的铁酸镁数量较少,存在未反应的Mg O颗粒,其还原过程主要受气体扩散和界面化学反应混合控制,还原膨胀率高,还原后强度低。1280℃高温下,焙烧的低硅含镁球团形成的铁酸镁数量多、强度高,还原过程后期主要受固相扩散即铁离子扩散控制,尤其是低硅高镁球团受固相扩散控制更明显,还原过程中未出现针状铁晶粒,还原膨胀率低。     

国内外红土镍矿处理技术及进展

综述了国内外红土镍矿的处理现状.指出红土镍矿的开发要综合考虑矿石镍、钴含量和矿石类型的差异,以及当地燃料、水、电和化学试剂等的供应状况.现阶段回转窑干燥预还原-电炉还原熔炼工艺在红土镍矿的开发中仍占主导地位,加压酸浸法随着大型压力釜制造技术的成熟也越来越受到重视和应用.我国在红土镍矿的工程化方面很欠缺,元江贫红土镍矿的开发必须综合考虑镁的产品结构和经济利用,元石山镍矿的开发必须考虑铁的综合利用.     

攀枝花钛铁矿的氢气还原动力学（英文）

采用TG、XRD和SEM等分析手段,系统研究了900~1050°C条件下攀枝花钛铁矿的氢气还原过程。结果表明:在900°C恒温还原过程中,还原产物为铁和金红石,当温度高于1000°C时,亚铁板钛矿开始形成。在还原过程中,元素镁会逐渐富集并影响金属化过程。同时,讨论了局部化学反应和相关的还原动力学过程,反应控速步骤为扩散过程。由计算可知,在所选实验条件下,氢气还原攀枝花钛铁矿的表观活化能为117.56 kJ/mol,高于合成钛铁矿还原过程中的表观活化能。     

基于氧气高炉的铁矿石还原动力学研究

利用矿石还原设备,在氧气高炉与传统高炉条件下分别对含铁物料进行还原实验,考察含铁物料还原度与还原速率的变化,通过反应动力学分析含铁物料的还原规律。研究结果表明:在氧气高炉气氛下含铁物料的还原速度大于传统高炉气氛下的还原速度,达到传统高炉最终还原度的时间大大缩短。在氧气高炉气氛下烧结矿还原由界面反应控速,球团矿还原前60 min由界面反应控速,60 min后由内扩散控速,混合矿还原前100 min由界面反应控速,100 min后由内扩散控速;在传统高炉气氛下,烧结矿、球团矿、混矿均由界面反应控速。