發(fā)布時間：2020-08-12 20:29

【摘要】：隨著鎳鈷需求的增加以及硫化礦日益減少,合理開發(fā)利用紅土鎳礦成為研究的重點(diǎn)。針對傳統(tǒng)的紅土鎳礦焙燒工藝能耗高、設(shè)備腐蝕大等缺點(diǎn),提出以硫酸銨作為焙燒劑與紅土鎳礦混合焙燒后,用水直接浸出礦物中的有價金屬的工藝,探求硫酸銨低溫焙燒的可行性,以及用鹽酸-氯化銨溶液體系直接浸出紅土鎳礦的工藝,探求處理低品位紅土鎳礦的濕法氯化工藝。采用硫酸銨焙燒-水浸出紅土鎳礦的工藝研究,主要考察焙燒劑硫酸銨用量、焙燒溫度、焙燒時間、浸出溫度、浸出時間和固液比對有價金屬浸出率的影響,結(jié)果表明:在最佳工藝條件下,紅土鎳礦中鎳、鈷、錳的浸出率達(dá)到90.8%、85.41%、86.74%,而鐵的浸出率只有9.98%,達(dá)到選擇性浸出有價金屬的效果。對硫酸銨焙燒熱力學(xué)進(jìn)行分析,結(jié)果表明升高溫度有利于蛇紋石礦相與硫酸銨的反應(yīng),抑制鎂鐵礦石的反應(yīng),從而抑制該部分Fe的硫酸化。對焙燒后的礦物進(jìn)行XRD以及掃描電鏡-能譜分析。發(fā)現(xiàn)焙燒后熟料主要為:(NH_4)_3Fe(SO_4)_3、(NH_4)_2Mg_2(SO_4)_3、Fe_2O_3和SiO_2,有價金屬以硫酸鹽的形式存在,浸出時進(jìn)入水相,而鐵主要以不溶于水的氧化鐵形式存在。采用氯化銨鹽酸體系選擇性浸出紅土鎳礦中有價金屬的研究,結(jié)果表明:浸出溫度為90℃,鹽酸濃度為2mol/L,固液比為1:5,浸出時間為90min的條件下得到鎳的浸出率為89.45%,鈷的浸出率為88.56%,錳的浸出率為90.23%,而鐵的浸出率只有19.30%。對浸出渣進(jìn)行XRD和掃描電鏡-能譜分析,研究紅土鎳礦中有價金屬在氯鹽溶液中的浸出機(jī)理,結(jié)果表明在氯鹽溶液中有利于紅土鎳礦中針鐵礦相的溶解浸出。并對浸出過程進(jìn)行動力學(xué)分析,通過結(jié)果分析可知,浸出過程符合一種受固膜擴(kuò)散混合控制和固體顆粒表面的界面交換的新縮小核模型,通過計(jì)算得出Ni、Co、Fe的浸出的表觀活化能分別為4.01kJ/mol、3.43kJ/mol和1.87kJ/mol。采用OLI軟件對氯化銨-鹽酸體系中的氫離子活度進(jìn)行模擬,鹽酸中加入氯鹽對溶液中氫離子活度有很強(qiáng)的促進(jìn)作用。對不同濃度鹽酸-氯化銨溶液中的氫離子活度進(jìn)行模擬計(jì)算,結(jié)果發(fā)現(xiàn)在2mol/L的鹽酸溶液中加入3mol/L氯化銨時,溶液中氫離子活度增加了2.3倍,其濃度與5mol/L的鹽酸氫離子活度相近。同時對氯化銨-鹽酸的始沸點(diǎn)進(jìn)行模擬,結(jié)果發(fā)現(xiàn)加入氯化銨能提高溶液的始沸點(diǎn),這對提高在氯鹽溶液中的浸出反應(yīng)溫度有一定的指導(dǎo)意義。本課題主要研究了兩種不同的紅土鎳礦浸出工藝,采用硫酸銨焙燒-水浸出工藝提取鎳、鈷和錳的效率高,能實(shí)現(xiàn)封閉循環(huán),環(huán)境無害,可作為紅土鎳礦提取有價金屬鎳、鈷、錳的有效方法,對有效開發(fā)利用低品位紅土鎳礦具有參考價值。而采用鹽酸-氯化銨溶液體系直接浸出紅土鎳礦的工藝可以降低能耗,減小對設(shè)備的腐蝕,為濕法處理紅土鎳礦提供一種思路。兩種工藝各有優(yōu)缺點(diǎn),適合處理不同環(huán)境條件下的紅土鎳礦,為紅土鎳礦的浸出工藝提供更多的選擇性。
【學(xué)位授予單位】：江西理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TF111.31
【圖文】：

紅土鎳礦火法處理工藝流程

第一章 文獻(xiàn)綜述礦的加壓酸浸濕法冶煉技術(shù)亦正在完善。由于在究報(bào)告中，將鈷的價值計(jì)算在內(nèi)，從而在一定程法處理紅土鎳礦的工藝技術(shù)將會越來越受到重視程如圖 1-2[20-22]。浸技術(shù)對紅土鎳礦中有價金屬鎳和鈷都有很好的少等優(yōu)點(diǎn)，但是采用加壓浸出對設(shè)備的要求較高較高，從而會增加成本投資和后期的檢修與維護(hù)資源開發(fā)利用中，常壓酸浸（PAL）技術(shù)的發(fā)展的鐵鎳技術(shù)。雖然 PAL 濕法技術(shù)與火法冶煉技術(shù)長遠(yuǎn)利益看，PAL 技術(shù)將會產(chǎn)生更可觀的經(jīng)濟(jì)價

第一章 文獻(xiàn)綜述11圖1-3 常壓酸浸出紅土鎳礦工藝流程圖采用常壓酸浸工藝從紅土鎳礦中提取有價元素的方法優(yōu)點(diǎn)在于不用焙燒，能耗低，對環(huán)境的污染程度小，但同時存在有價元素浸出率較低、耗酸量較大、浸出沒有選擇性等缺點(diǎn)，極大地限制了該工藝的工業(yè)化應(yīng)用。但是采用常壓酸浸技術(shù)處理紅土鎳礦后會產(chǎn)出中間產(chǎn)品，如氫氧化鎳或硫鎳，可以提供現(xiàn)有鎳精煉廠的擴(kuò)產(chǎn)或解決供料不足的問題，可以達(dá)到資源利用的最優(yōu)化，這個經(jīng)營思路值得我國借鑒[24]。1.5.2 我國紅土鎳礦資源利用現(xiàn)狀我國鎳礦中紅土鎳礦資源占我國鎳資源總量不到 10%，主要為硫化鎳礦資源，占總鎳資源的 87%

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本文編號：2790987