發(fā)布時(shí)間：2020-09-07 19:19

　　 紅土鎳礦由含鎳硅酸鹽超基巖石長(zhǎng)期風(fēng)化形成,廣泛的分布于熱帶及亞熱帶地區(qū),占據(jù)了世界鎳資源的70%。隨著高品位硫化鎳礦的過度消耗,其儲(chǔ)量急劇減少,人們將研究和開發(fā)重點(diǎn)放在了資源更為豐富的紅土鎳礦上。本文針對(duì)云南某鎂質(zhì)貧鎳紅土礦為原料,采用煤基還原焙燒-磁選工藝,在對(duì)礦物進(jìn)行物化性質(zhì)分析的基礎(chǔ)上,并結(jié)合熱力學(xué)計(jì)算,開展了氯化鈣強(qiáng)化煤基還原-磁選富集鎳的研究。研究結(jié)果為的鎂質(zhì)貧鎳紅土礦開發(fā)利用提供了理論指導(dǎo)。本文對(duì)原礦進(jìn)行了化學(xué)成分、X-射線衍射、TG-DSC等分析,結(jié)果表明,礦石中主要礦物為蛇紋石和石英石,并伴隨一定的鐵礦石,鎳含量為0.82%,其中81.49%的鎳分布于硅酸鹽中。在熱力學(xué)分析的基礎(chǔ)上,采用氯化鈣強(qiáng)化鎂質(zhì)貧鎳紅土礦還原-磁選的方法,研究了還原時(shí)間、還原溫度、還原劑用量及氯化鈣用量對(duì)富集鎳的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn),礦石添加8 wt.%無煙煤和12 wt.%CaC12·2H20,在1150℃還原40 min,還原焙砂濕磨12 min后經(jīng)磁場(chǎng)強(qiáng)度為250 mT的磁選可富集獲得鎳品位為11.83%,回收率為97.38%的鎳鐵精礦。相比于未添加氯化鈣,鎳的富集比由3提高到了 14,極大的提高了鎳的富集效果。進(jìn)一步對(duì)氯化鈣強(qiáng)化還原-磁選富集鎳的作用進(jìn)行研究,結(jié)果發(fā)現(xiàn)氯化鈣的的促進(jìn)作用主要表現(xiàn)在:(1)氯化鈣與礦石中的二氧化硅在600℃水解生成氯化氫氣體,以氯化礦石中的金屬氧化物,改變金屬氧化物直接還原路徑為氯化、還原路徑,提高了鎳的還原效率;(2)氯化鈣使礦石中蛇紋石提前脫水轉(zhuǎn)變?yōu)殒V橄欖石相,釋放出蛇紋石中的氧化鎳,氧化鎳與礦石中的鐵氧化物在高溫反應(yīng)生成尖晶石,促進(jìn)鎳、鐵聚合繼而被還原成金屬鎳鐵。
【學(xué)位單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2017
【中圖分類】：TF815
【部分圖文】：

（ＲＫＥＦ）、鼓風(fēng)爐造锍熔煉法和小高爐熔煉法等［２３］。逡逑１．７．１．１回轉(zhuǎn)窯干燥預(yù)還原－電爐熔煉法（ＲＫＥＦ）逡逑回轉(zhuǎn)窯干燥預(yù)還原－爐熔煉法工藝流程如圖１．１所示。破碎、篩分的紅土鎳礦，首先逡逑送入到回轉(zhuǎn)窯中進(jìn)行干燥，以脫除礦石中的水分使其不粘結(jié)，干燥后的礦石配入還原劑逡逑在回轉(zhuǎn)窯中進(jìn)行預(yù)還原處理；預(yù)還原的焙燒進(jìn)一步送入到電爐中進(jìn)行還原熔煉，熔煉溫逡逑度為１５５０－１６００邋°Ｃ，產(chǎn)出含鎳大于８％的鎳鐵；鎳鐵經(jīng)過吹煉最終可得到含鎳大于２５％逡逑的高品位鎳鐵。目前國(guó)內(nèi)外采用該工藝的工廠有十多家，如年產(chǎn)１．２萬ｔ鎳鐵的馬其頓逡逑費(fèi)尼馬克冶煉廠，年產(chǎn)６萬ｔ鎳鐵的新喀里多尼亞多尼安博冶煉廠［２４］。逡逑回轉(zhuǎn)窯千燥預(yù)還原－電爐熔煉工藝的主要優(yōu)點(diǎn)包括：（１）流程短，技術(shù)成熟，可大規(guī)模逡逑工業(yè)化生產(chǎn)；（２）鎳鐵產(chǎn)品品位較高；（３）原料適應(yīng)性強(qiáng)，可以處理幾乎所有的紅土鎳；逡逑（４）電爐渣可二次利用

配入還原劑和助熔劑進(jìn)行熔煉。硫化劑加入的主要目的是與礦石在鼓風(fēng)爐內(nèi)發(fā)生硫化反逡逑應(yīng)，產(chǎn)出含鎳８％－１５％的低冰鎳和爐渣，低冰鎳可以進(jìn)一步在轉(zhuǎn)爐中吹煉成高冰鎮(zhèn)，其逡逑具體流程如圖１．２所示。我國(guó)遼寧、內(nèi)蒙古等地區(qū)冶煉廠主要應(yīng)運(yùn)造锍熔煉法，但生產(chǎn)規(guī)逡逑模都不大。逡逑鼓風(fēng)爐造琉溶煉法產(chǎn)出的高冰鎳靈活性極大，一方面，高冰鎳經(jīng)焙燒脫硫產(chǎn)生氧化逡逑鎳，氧化鎳可進(jìn)一步還原熔煉成金屬鎳；另一方面，高冰鎳可采用常壓羰基法精煉出鎳逡逑丸和鎳粉；此外，高冰鎳亦可直接鑄造成陽極板用于生產(chǎn)電解鎳�？偠灾�，高冰鎳可逡逑以通過后續(xù)處理，生產(chǎn)各種形式的鎳產(chǎn)品，同時(shí)可綜合回收其中的鈷。但是，該工藝目逡逑前也存在一些問題，比如造锍熔煉過程中產(chǎn)生煙氣中的Ｓ０２濃度低，不利于制酸；熔煉逡逑過程中仍需要大量的還原焦煤，能耗大；目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)低冰鎳都使用小型鼓風(fēng)爐，導(dǎo)致逡逑處理量�。郏玻�，２９］。逡逑紅土鎳礦逡逑破碎、篩分｜逡逑邐Ｖ邐逡逑干燥逡逑硫化劑、助熔劑邐邐±邐邋還＾劑逡逑Ｉ———？鼓風(fēng)爐造錯(cuò)培煉邐Ｌ邐逡逑邐邐｜逡逑鎳锍邐爐渣逡逑圖１．２鼓風(fēng)爐造锍熔煉工藝流程圖逡逑Ｆｉｇ邋１．２邋Ｆｌｏｗｃｈａｒｔ邋ｏｆ邋ｂｌａｓｔ邋ｆｕｒｎａｃｅ邋ｍａｔｔｅ邋ｓｍｅｌｔｉｎｇ逡逑１．７．１．３小高爐熔煉法逡逑小高爐培煉法是我國(guó)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的一種冶煉方法

配入還原劑和助熔劑進(jìn)行熔煉。硫化劑加入的主要目的是與礦石在鼓風(fēng)爐內(nèi)發(fā)生硫化反逡逑應(yīng)，產(chǎn)出含鎳８％－１５％的低冰鎳和爐渣，低冰鎳可以進(jìn)一步在轉(zhuǎn)爐中吹煉成高冰鎮(zhèn)，其逡逑具體流程如圖１．２所示。我國(guó)遼寧、內(nèi)蒙古等地區(qū)冶煉廠主要應(yīng)運(yùn)造锍熔煉法，但生產(chǎn)規(guī)逡逑模都不大。逡逑鼓風(fēng)爐造琉溶煉法產(chǎn)出的高冰鎳靈活性極大，一方面，高冰鎳經(jīng)焙燒脫硫產(chǎn)生氧化逡逑鎳，氧化鎳可進(jìn)一步還原熔煉成金屬鎳；另一方面，高冰鎳可采用常壓羰基法精煉出鎳逡逑丸和鎳粉；此外，高冰鎳亦可直接鑄造成陽極板用于生產(chǎn)電解鎳。總而言之，高冰鎳可逡逑以通過后續(xù)處理，生產(chǎn)各種形式的鎳產(chǎn)品，同時(shí)可綜合回收其中的鈷。但是，該工藝目逡逑前也存在一些問題，比如造锍熔煉過程中產(chǎn)生煙氣中的Ｓ０２濃度低，不利于制酸；熔煉逡逑過程中仍需要大量的還原焦煤，能耗大；目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)低冰鎳都使用小型鼓風(fēng)爐，導(dǎo)致逡逑處理量�。郏玻福玻梗�。逡逑紅土鎳礦逡逑破碎、篩分｜逡逑邐Ｖ邐逡逑干燥逡逑硫化劑、助熔劑邐邐±邐邋還＾劑逡逑Ｉ———？鼓風(fēng)爐造錯(cuò)培煉邐Ｌ邐逡逑邐邐｜逡逑鎳锍邐爐渣逡逑圖１．２鼓風(fēng)爐造锍熔煉工藝流程圖逡逑Ｆｉｇ邋１．２邋Ｆｌｏｗｃｈａｒｔ邋ｏｆ邋ｂｌａｓｔ邋ｆｕｒｎａｃｅ邋ｍａｔｔｅ邋ｓｍｅｌｔｉｎｇ逡逑１．７．１．３小高爐熔煉法逡逑小高爐培煉法是我國(guó)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的一種冶煉方法

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 王曉平;低品位紅土鎳礦不同利用工藝的反應(yīng)機(jī)理及應(yīng)用研究[D];北京科技大學(xué);2019年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 王倫偉;兩種紅土礦混合冶煉生產(chǎn)鎳鐵的實(shí)驗(yàn)研究[D];重慶大學(xué);2018年

本文編號(hào)：2813734