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。本文以云南兩種低品位紅土鎳礦為原料,對(duì)褐鐵型紅土鎳礦開展了煤基還原-磁選工藝研究,并通過改變兩種礦的配比或在硅鎂型紅土礦中添加鐵的氧化物來研究含鐵礦物對(duì)紅土鎳礦還原富集的影響,研究結(jié)果為我國(guó)低品位紅土鎳礦的有效利用提供了理論支撐。對(duì)兩種礦樣的物化性質(zhì)比較可得,兩種礦樣屬于完全不同類型的氧化礦。硅鎂型紅土礦主要物相為利蛇紋石,鎳在硅酸鹽中的分布率達(dá)到84.15%,氧化物中的分布率為10.98%,共計(jì)95.13%;褐鐵型紅土鎳礦主要物相是針鐵礦,鎳在硅酸鹽中的分布率達(dá)到69.35%,氧化物中的分布率為27.40%,共計(jì)96.75%。在硫酸鈉作用下對(duì)褐鐵型紅土鎳礦的還原過程進(jìn)行了熱力學(xué)分析和還原焙燒-磁選實(shí)驗(yàn)研究,從而確定了影響實(shí)驗(yàn)指標(biāo)的主要參數(shù)還原溫度、還原時(shí)間、硫酸鈉用量和無煙煤用量。研究結(jié)果表明,在還原溫度1100℃C、還原時(shí)間60min、20%Na2SO4和8%還原劑用量的條件下,在200mT的磁場(chǎng)強(qiáng)度下進(jìn)行濕式磁選,可以從含鎳1.17%,含鐵35.71%的礦樣中富集得到鎳、鐵品位分別為13.26%和67.34%,回收率分別為88.4%和14.71%的鎳鐵精礦。硫酸鈉在還原過程中的主要作用是:破壞了礦物中硅酸鹽結(jié)構(gòu),釋放出其中嵌布的Ni和Fe,同時(shí)生成的FeS抑制了 Fe的深度還原,從而選擇性還原了 Ni,FeS的生成降低了體系的熔點(diǎn),有利于金屬離子的傳質(zhì),促進(jìn)了鎳鐵的聚集。研究含鐵礦物對(duì)紅土鎳礦還原的影響,對(duì)兩種礦樣在不同溫度下焙燒發(fā)現(xiàn)礦中的含鐵礦物在焙燒過程中的物相變化相同,在焙燒溫度上升的過程中,磁赤鐵礦都轉(zhuǎn)變?yōu)槌噼F礦,隨著溫度進(jìn)一步升高,赤鐵礦再與礦中的含鎳,含鎂礦物作用生成尖晶石相。通過改變兩種礦的配比或在硅鎂型紅土礦中添加鐵的氧化物來研究分析,發(fā)現(xiàn)在還原過程中赤鐵礦和非結(jié)晶型的硅酸鹽反應(yīng)生成輝石,避免了更多橄欖石的生成,同時(shí)生成鎂鐵礦,鎂鐵礦與含鎳硅酸鹽反應(yīng)生成更容易還原的鐵鎳礦,鐵鎳礦的生成加強(qiáng)了鎳鐵的聚集。
【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】：

圖２．１兩種低品位紅土鎳礦ＸＲＤ圖譜逡逑ｉｇ邋２．１邋ＸＲＤ邋ｐａｔｔｅｒｎｓ邋ｏｆ邋ｔｗｏ邋ｋｉｎｄｓ邋ｏｆ邋ｌｏｗ－ｇｒａｄｅ邋ｌａｔｅｒｉｔｅ邋ｏｒｅ邋（Ｌｉｚａｒｄｉｔｅ（（Ｍｇ，Ｆｅ）＇Ｓｉ２Ｏｆ；（ＯＨＱｕａｒｔｚ（Ｓｉ0２），ＭａｇｈｅｍｉｔｅＣｙ－Ｆｅ２0３），邋Ｇｏｅｔｈｉｔｅ（ＦｅＯＯＨ），）逡逑本研究所用試樣為來自云南某地區(qū)的兩種紅土鎳礦，是兩種不同類型的

圖２．３褐鐵型紅土鎳礦ＴＧ－ＤＳＣ曲線逡逑Ｆｉｇ．邋２．３邋ＴＧ／ＤＳＣ邋ｃｕｒｖｅｓ邋ｆｏｒ邋ｔｈｅｒｍａｌ邋ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋ｒａｗ邋ｌｉｍｏｎｉｔｅ邋ｏｒｅ．逡逑對(duì)褐鐵型紅土鎳礦做同樣的實(shí)驗(yàn)，褐鐵型紅土鎳礦的ＴＧ－ＤＳＣ曲線如圖示。從ＴＧ－ＤＳＣ曲線可以看出，紅土鎳礦在升溫過程中出現(xiàn)三個(gè)質(zhì)量損失臺(tái)一個(gè)吸熱峰發(fā)生在ｌ00°Ｃ左右，對(duì)應(yīng)于樣品中吸附水的脫除過程。第二個(gè)吸生在２８０°Ｃ，，對(duì)應(yīng)于針鐵礦（ＦｅＯ（ＯＨ））的脫羥基作用形成赤鐵礦，質(zhì)量損４．７％。此外，ＤＳＣ曲線在８５０°Ｃ左右有一個(gè)微弱的放熱峰，這是由于礦樣發(fā)作用，礦中的磁赤鐵礦轉(zhuǎn)變?yōu)槌噼F礦。逡逑２．１．２還原劑及促進(jìn)劑逡逑碳還原金屬氧化物的原理是在高溫下，碳對(duì)氧的親和勢(shì)大于被還原金屬

性氧化物二氧化硅起著重要的作用，沒有二氧化硅的存在ＦｅＯ不容易被硫化。由反逡逑應(yīng)反應(yīng)（３－１５）？（３－１７）可以得出在紅土礦中的鎳同樣會(huì)被硫化鈉所硫化。然而反逡逑應(yīng)吉布斯自由能與溫度的關(guān)系式以及圖３．３同樣表明，反應(yīng)（３－１８）和（３－１９）在逡逑熱力學(xué)上容易進(jìn)行，即金屬鐵會(huì)置換出硫化鎳中的鎳，且在氧化亞鐵作用下，硫化逡逑鎳很容易被還因?yàn)榻饘冁嚒＜又�，在紅土礦中鐵的含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于鎳的含量，因此，逡逑在動(dòng)力學(xué)上，反應(yīng)（３－１８）和（３－１９）向正向的反應(yīng)速率加大，也即在金屬鐵相和逡逑氧化亞鐵相周圍，硫化鎳只會(huì)作為中間產(chǎn)物存在，最終金屬鐵會(huì)把鎳換出來，氧化逡逑亞鐵也會(huì)置換硫化鎳中的鎳而生成容易還原的氧化鎳，進(jìn)而被還原氣氛還原成金屬逡逑鎳。逡逑３．３紅土鎳礦選擇性還原焙燒－磁選研究逡逑３．３．１還原溫度對(duì)鎳鐵富集的影響逡逑８０邐逡逑７０－邐ｚ一－＊一＾一逡逑－邐v!』．逡逑、５０－邐／逡逑＾￣￣ｍｒ邐邐逡逑ｇ邋４（）邋－邐＿Ｂ—邋ｊｓｌｉ邋ｇｒａｄｅ逡逑Ｓｂ邋彡

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 史鵬政;杜文廣;楊頌;劉守軍;上官炬;;硫代硫酸鈉在紅土鎳礦還原焙燒-磁選工藝中的作用[J];太原理工大學(xué)學(xué)報(bào);2016年02期

2 李洋洋;李金輝;張?jiān)品?陳志峰;;紅土鎳礦的開發(fā)利用及相關(guān)研究現(xiàn)狀[J];材料導(dǎo)報(bào);2015年17期

3 李金輝;李洋洋;鄭順;熊道陵;陳顥;張?jiān)品?;紅土鎳礦冶金綜述[J];有色金屬科學(xué)與工程;2015年01期

4 Xiao-hui Tang;Run-zao Liu;Li Yao;Zhi-jun Ji;Yan-ting Zhang;Shi-qi Li;;Ferronickel enrichment by fine particle reduction and magnetic separation from nickel laterite ore[J];International Journal of Minerals Metallurgy and Materials;2014年10期

5 裴曉東;錢有軍;;印度尼西亞某紅土鎳礦還原焙燒—磁選試驗(yàn)[J];金屬礦山;2013年12期

6 羅仙平;馮博;周賀鵬;李建偉;姜學(xué)瑞;;銅鎳硫化礦選礦技術(shù)進(jìn)展[J];有色金屬(選礦部分);2013年S1期

7 蔣曼;孫體昌;劉志國(guó);寇玨;劉娜;曹允業(yè);張士元;;煤種類及添加劑對(duì)紅土鎳礦選擇性直接還原的影響規(guī)律[J];礦冶工程;2012年05期

8 李光輝;饒明軍;姜濤;黃晴晴;史唐明;張?jiān)?;紅土鎳礦還原焙燒-磁選制取鎳鐵合金原料的新工藝[J];中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào);2011年12期

9 李新海;張璉鑫;胡啟陽;王志興;;相轉(zhuǎn)變過程對(duì)紅土鎳礦氯化離析的影響[J];中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào);2011年07期

10 及亞娜;孫體昌;蔣曼;秦曉萌;;煤種對(duì)紅土鎳礦直接還原焙燒—磁選的影響[J];有色金屬(選礦部分);2011年01期

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1 盧偉紅;尹周瀾;劉志雄;;高溫氯化焙燒過程中水蒸氣對(duì)紅土鎳礦富集的影響[A];2012年全國(guó)冶金物理化學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議專輯（下冊(cè)）[C];2012年

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1 張璉鑫;紅土鎳礦氯化離析過程研究[D];中南大學(xué);2011年

2 崔瑜;低品位紅土鎳礦選擇性還原—磁選富集鎳的工藝及機(jī)理研究[D];中南大學(xué);2011年

3 徐小鋒;紅土鎳礦預(yù)富集—還原熔煉制取低鎳鐵合金研究[D];中南大學(xué);2007年

4 劉婉蓉;低品位紅土鎳礦氯化離析—磁選工藝研究[D];中南大學(xué);2010年

本文編號(hào)：2814302