還原劑對紅土礦直接還原的影響.pdf

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1、第31卷第4期有色礦冶Vo1．31．№42015年O8月N0N—FERRoUSMININGANDMETALLURGYAugust2015文章編號：lOO7—967X(2o15)04—31—03還原劑對紅土礦直接還原的影響鄭鵬(沈陽有色金屬研究院，遼寧沈陽1lO141)摘要：本實驗通過高頻電爐對低品位氧化鎳礦還原熔煉使得鎳得到富集。結(jié)果表明：還原溫度在1340℃、還原時間為60min、還原劑35g焦粉、25g石灰石的條件下熔煉。得到鎳品位為5．1，鎳的回收率達到88以上，鐵的回收率達到85．1以上。關(guān)鍵詞：紅土鎳礦；鎳鐵合金；熔煉溫度；

2、還原劑中圖分類號：TD864文獻標識碼：A1紅土鎳礦資源狀況及特點表2還原劑焦炭主要化學分析鎳是非常重要的戰(zhàn)略金屬[1]，廣泛用于各種技灰分揮發(fā)分固定碳全硫變形溫度軟化溫度術(shù)領(lǐng)域¨2]。近年來，隨著世界經(jīng)濟發(fā)展，占鎳用途()()(％)()(℃)(℃)4．3413．3476．340．5129O131065l_3“]的不銹鋼行業(yè)需求增長迅速，導致鎳供不在還原劑焦炭中，固定碳成分76．34，揮發(fā)分應(yīng)求，目前鎳主要來自硫化鎳礦。但硫化鎳礦的儲13．34；粒度低于0．25mm。溶劑為石灰石，分析備量是有限的。因此，全球鎳行業(yè)將資源開發(fā)的重純95

3、。點瞄準儲量豐富的氧化鎳礦，但是氧化鎳礦含鎳太2．2實驗方法低，直接用于生產(chǎn)達不到要求。所以急需尋找一種實驗步驟如下：在130℃下將紅土鎳礦干燥至方法使得鎳的品位得到富集。目前處理紅土礦的方恒質(zhì)量，破碎、磨細至粒度低于200目占7O，再將法主要有：干燥后的紅土鎳礦配入還原劑焦粉、溶劑CaO均勻(1)濕法工藝提純鎳的品位。濕法工藝存在著混合，再將高頻電爐的控制柜電流調(diào)整到I一2A、工藝復(fù)雜、流程長、會產(chǎn)生大量的渣、還會排出大量電壓調(diào)整到U=：=3kV開始對剛玉坩堝進行預(yù)熱，當?shù)亩趸驓怏w、對設(shè)備要求高等一系列的缺點。溫度達到500℃后

4、再將混合好的物料加入剛玉坩堝(2)電爐熔煉紅土礦，雖然電爐熔煉存在能耗中調(diào)節(jié)電流I一3A、電壓U一5kV對物料進行加高的缺點，但可以處理含鎳低的紅土礦，而且金屬回熱、熔煉。熔煉結(jié)束后自然冷卻至室溫，從剛玉坩堝收率高、煙塵含量少且含塵量低、可回收二氧化硫等有害氣體、生產(chǎn)易控制，同時回收鎳和鐵。所以采用中取出鎳鐵合金和爐渣分別稱質(zhì)量、再送化驗分析所檢測，考察還原劑焦粉、溶劑石灰石對鎳鐵品位的火法工藝處理紅土礦使得鎳得到富集。本實驗通過高頻感應(yīng)電爐對含鎳低、鐵多、硅鎂影響。少的褐鐵礦型氧化鎳礦進行還原實驗?？疾爝€原劑3實驗結(jié)果及分析焦炭、溶

5、劑石灰石、熔煉溫度對鎳的品位、回收率和鐵的回收率的影響。3．1脫水過程DTA—TG分析將在130℃下干燥、磨細后的紅土鎳礦樣品，在2實驗研究方法氮氣氣氛、升溫速率為10℃／rain條件下進行DTA2．1實驗原料—TG分析，結(jié)果如圖1所示。表1紅土礦的化學成分／從圖1的TG曲線中可見，紅土鎳礦中結(jié)晶水和結(jié)構(gòu)水約占礦石質(zhì)量的23．2，其脫除溫度范圍些蘭垡坌皇!!壘!含量o．77240．9714．9812．082．85o．o11為5O～1530℃，在5O～160℃的TG圖像中可以看出呈直線下降，因為紅土礦表面結(jié)晶水的脫除[主要*收稿日期：2

6、014—07—09作者簡介：鄭鵬(1986一)，男，滿，遼寧錦州人，工程師，碩士，主要從事冶煉工藝研究。32有色礦冶第31卷是綠脫石(Fe，A1)SiO(OH)HO中的結(jié)晶水被分1340C下熔煉60min的條件下，改變焦炭的用量解]，直到160℃脫除約6O，在160～850℃的TG考察其對熔煉的影響。焦炭的用量對合金的元素含圖像中可以看出呈曲線下降。因為紅土礦表面的結(jié)量、金屬的回收率影響如圖2、3所示。晶水幾乎被脫除，有少量的結(jié)構(gòu)水[Al(SiO)OH所含的羥基在此溫度逐漸被脫除]。直到850℃脫嘲除約為95，在850～1520℃的T

7、G圖像中可以看缸般出呈平穩(wěn)趨勢[鐵滑石、(Fe，Mg)。SiO。(OH)。和1R哥綠泥石(Fe，Mg，A1)。(Si，A1)O(OH)等物質(zhì)所嫻如含的羥基]在此溫度逐漸被脫除。由于此時紅土礦結(jié)晶水都被脫除、結(jié)構(gòu)水也被大量的脫除。當?shù)?520C可使結(jié)晶水和結(jié)構(gòu)水基本脫除完全。圖3焦炭用量對合金中元素含量的影響由圖2、圖3可以看出：在還原氣氛中，金屬氧化物的還原順序為NiO~FeO，Ni比Fe先被還原，所以焦炭先和鎳的氧化物反應(yīng)(NiO+C=Ni+CO)。當焦炭的加入量為15g的時候，金屬的回收率為35，此時合金中鎳的含量占8O。說明礦樣

8、中鎳的氧化物被還原出來。隨著焦炭量的增加金2004OO6O0800100012001400屬的回收率呈直線上升。到2Og的時候，金屬中鎳溫度(。C)的回收率達到45，此時，礦樣中的鐵的氧化物也圖1脫水過程DI’A一I、G