【摘要】：全球鎳資源的勘探主要涉及硫化鎳礦和紅土鎳礦兩種礦石,隨著硫化鎳礦資源的日益開采導(dǎo)致其儲(chǔ)量急劇下降,儲(chǔ)量更豐富的紅土鎳礦吸引了人們的興趣,越來越多的研究致力去改善紅土礦中的鎳的回收利用。本文以云南硅鎂型低品位紅土鎳礦為原料,對(duì)硅鎂型紅土鎳礦開展了還原動(dòng)力學(xué)研究,并通過改變氯化鈉含量來研究促進(jìn)劑對(duì)紅土鎳礦還原富集的影響,研究結(jié)果為我國低品位紅土鎳礦的有效利用提供了理論支撐。本文通過熱重分析研究了添加氯化鈉焙燒過程低品位紅土鎳礦碳熱還原過程反應(yīng)動(dòng)力學(xué),還原率和還原速率通過熱重測(cè)量失重率進(jìn)行計(jì)算。綜合Kissinger法和Friedman法計(jì)算動(dòng)力學(xué)參數(shù),可全面展現(xiàn)碳熱還原過程活化能變化趨勢(shì),通過對(duì)熱重曲線的分析,可以將反應(yīng)過程分為三個(gè)階段。第一階段是500-750°C,第二階段是750-1100°C,第三階段是1100-1300°C。第一階段的反應(yīng)活化能用Kissinger法計(jì)算為508.8kJmol~(-1),Friedman法計(jì)算得到的活化能為417.1-532.1kJmol~(-1)。第二階段的反應(yīng)活化能通過這兩種方法計(jì)算分別為226.5kJmol~(-1)和242.2-384.5kJmol~(-1)。Friedman法計(jì)算結(jié)果表明反應(yīng)活化能隨反應(yīng)進(jìn)行變化較大,說明紅土鎳礦的氯化還原反應(yīng)并不是簡(jiǎn)單基元反應(yīng),而是由多個(gè)平行反應(yīng)、交互反應(yīng)組成。綜合Flynn-Wall-Ozawa法、Kissinger法和?atava-?esták法計(jì)算動(dòng)力學(xué)參數(shù),通過對(duì)熱重曲線的分析,發(fā)現(xiàn)紅土鎳礦氯化焙燒碳還原過程受升溫速率和氯化鈉含量的影響。添加4%氯化鈉和6%氯化鈉樣品通過Flynn-Wall-Ozawa法計(jì)算得到的活化能分別為205.47-426.46kJmol~(-1)和205.27-387.41kJmol~(-1),添加6%氯化鈉的樣品活化能更低,用Kissinger法計(jì)算也能夠得到相同結(jié)果。最可幾機(jī)理函數(shù)得到紅土鎳礦碳熱氯化還原在低溫階段受化學(xué)反應(yīng)控制,反應(yīng)模型為F2,在高溫階段受擴(kuò)散控制,反應(yīng)模型為D1。
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TF046.2
【圖文】：

鎳作為具有重要戰(zhàn)略意義的金屬，是各國為之爭(zhēng)搶的資源。鎳作為原料，常用于制造不銹鋼、鎳基合金、合金鋼等材料。具體需求比例如圖 1.1。圖1.1 鎳在各材料制造需求比例餅狀圖Fig.1.1 Pie chart of the ratio of nickel to each material掌握其在全球范圍內(nèi)的分布情況，可以判斷國內(nèi)鎳資源儲(chǔ)量情況，從而制定更為合理的鎳開采政策，促進(jìn)鎳礦還原技術(shù)的發(fā)展。根據(jù)文獻(xiàn)[3-7]可知鎳資源集中分布于亞洲、非洲、澳洲，含鎳礦較多的國家從高至低分別有澳大利亞，基本占全球鎳

取而代之的是更多地由紅土礦還原鎳，而由紅土礦還原鎳受限于低品位及冶煉技術(shù)，導(dǎo)致冶煉效果不夠理想。圖1.2 全球鎳資源分布情況Fig.1.2 Distribution of global nickel resources

昆明理工大學(xué)碩士畢業(yè)論文4圖1.3 青海省鎳礦分布Fig.1.3 Distribution of nickel ore in Qinghai Province除甘肅、青海以外，云南省也是我國含有紅土鎳礦資源較多的省份之一[14,15]。鎳含量較多的礦山有元江、麻栗坡、墨江等，含鎳量達(dá) 900kt[16]。四川、新疆及東北等地也富含鎳礦。其中西南含鎳礦量占全國總量的 12.1%，吉林省占 4.9%。具體分布區(qū)域見圖 1.4。圖1.4 我國鎳礦分布概況Fig.1.4 Distribution of nickel ore in China我國九成以上的鎳礦為硫化礦，大多已被探明和開采。只有一成左右的含鎳礦

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2757049