红土镍矿冶金技术研究进展

如今世界经济迅猛发展,金属镍的需求量也在加速增长。人们主要从硫化镍矿和红土镍矿中提炼金属镍。然而硫化镍矿资源因大规模开发而不断减少,红土镍矿未来将成为镍的主要来源。因此研究红土镍矿的高效开发利用,是当今围绕镍资源研究的热点,对实际生产具有重要的现实意义。本文简要介绍了镍的应用、开发红土镍矿的意义、红土镍矿的矿物学特性、红土镍矿世界范围内的储量和分布,并且列举并分析了红土镍矿的各种冶炼工艺及其优点与不足,同时综述了有关红土镍矿研究的新方法,为红土镍矿高附加值综合利用研究提出思路。     

氢化物发生-原子荧光光谱法测定红土镍矿中砷

提出了以硫脲-抗坏血酸作为还原掩蔽剂,氢化物发生-原子荧光光谱法(HG-AFS)直接测定红土镍矿中砷的方法。考察了测定的最佳条件、共存元素对测定的影响及方法的精密度和回收率。方法适用于红土镍矿中0.005%～0.1%砷的测定。     

红土镍矿原矿预处理工艺研究

随着全球对镍需求量的增加及冶炼技术的发展,红土型镍矿成为重要的镍资源。红土镍矿在冶炼原料准备过程中需要先对原矿进行预处理,为原料准备提供合适粒径的原矿、。红土镍矿原矿矿石性质对预处理工艺选择影响很大,大部分红土矿含水较高,砾石含量和砾石尺寸变化较大,这些矿石性质影响原矿预处理工艺选择。针对红土镍矿原矿矿石性质和生产现状,介绍了几种常见的红土矿原矿预处理工艺。     

红土镍矿处理工艺研究现状

随着世界上硫化镍矿资源日趋枯竭以及未来镍需求量不断增长,红土镍矿将成为未来镍的主要来源,因此红土镍矿的有效处理以及高效利用对我国的经济建设有着极大的意义。红土镍矿由于其具有储量丰富、易开采、便于运输等特点,已成为研究开发的热点。本文主要从不同矿层的红土镍矿角度,介绍了当前不同红土镍矿冶炼方法和技术,概述了不同矿层的红土镍矿及其适用的冶炼工艺,分析了不同红土镍矿处理工艺的优势与不足,实现不同类型红土镍矿的综合利用。      

红土镍矿软熔性能及还原过程研究

基于煤基直接还原工艺, 采用灰熔点测定仪和相图分析对红土镍矿的软熔性能进行了研究, 结果表明: 随着CaO添加量的逐渐提高, 红土镍矿的熔化温度和流动温度呈现先降低后升高的趋势, 当CaO添加量为10%时, 红土镍矿的熔化温度和流动温度最低, 分别为1 315 ℃和1 335 ℃。结合扫描电子显微镜和能谱分析仪, 对不同温度下反应后的球团样品进行了分析, 研究了红土镍矿含碳球团的还原过程。     

红土镍矿冶炼现状及酸浸渣综合利用探讨

本文对红土镍矿的性质进行分析,指出红土镍矿的处理难点;对国内外红土镍矿冶炼现状进行论述,分析了火法、湿法以及火法与湿法相结合的处理红土镍矿工艺技术的优缺点及各工艺中冶炼渣的利用现状;重点探讨了对褐铁矿型红土镍矿高压酸浸工艺处理后的酸浸渣进一步处理利用的方法,以实现对铁的富集回收,达到提高红土镍矿综合利用价值的目的。     

铁精粉全铁含量精准测定中的操作细节

铁精粉中全铁含量的测定常用三氯化钛还原重铬酸钾容量法,为提高该法铁精粉全铁含量测定的精准度,根据铁精粉的特点,对测定的每一个步骤均进行了细致的规定,大幅提高了分析结果的精密度和准确度。通过对标准样品的检验,取得了令人满意的效果。     

红土镍矿品质特点及检验方法探讨

本文介绍了红土镍矿资源特点,分析了红土镍矿主要品质评价指标.结合检验红土镍矿工作经验,对红土镍矿取制样方法和各品质项目的检验方法进行了探讨.提出了做好红土镍矿检验监管的对策和建议,为红土镍矿贸易和检验提供参考.     

红土镍矿酸浸沉镍后液中镁资源化的研究进展

红土镍矿的加压酸浸、常压酸浸、堆浸工艺分别适用于褐铁矿型红土镍矿、过渡层和硅镁镍矿型红土镍矿,两种或两种以上的湿法联合处理工艺对矿石适用范围更广。在红土镍矿酸浸过程中,Mg和Ni、Co等同时被不同程度的浸出进入溶液,浸出液沉淀富集Ni、Co后产生大量的含镁废水。若不对其进行有价回收,不仅造成了资源的浪费,还会污染环境。本文综述了红土镍矿酸浸沉镍后液中Mg资源化工艺的研究进展及工业化情况,其中包括沉镍后液中Mn(II)的净化,并对今后的研究发展方向进行了展望,以期为红土镍矿中Mg的综合回收提供技术参考。     

红土镍矿火法冶炼工艺现状及进展

随着硫化镍矿资源的日趋枯竭,高效利用红土镍矿以满足不断增长的镍需求具有重要的现实意义。本文阐述了还原硫化熔炼镍锍工艺、回转窑-电炉冶炼镍铁工艺以及还原焙烧-磁选工艺等主要红土镍矿火法冶炼工艺的现状,并分析了这些工艺的优缺点,介绍了红土镍矿综合利用的研究进展,认为转底炉直接还原-熔分炉冶炼工艺具有发展前景,为高效利用红土镍矿资源提供参考。     

从红土镍矿中提取镍钴铁的新工艺研究

针对云南省元江红土镍矿的矿物组成特点,在比较国内外红土镍矿处理工艺的基础上,提出了还原—磨矿—选别—氧化浸出工艺处理该矿,并进行了全流程试验。首先进行了还原—磨矿—选别试验研究,主要考察了还原温度、还原时间、添加剂配比和还原剂配比对指标的影响;其次进行了综合试验。试验结果表明,还原—磨矿—选别可以抛弃红土镍矿中80%以上的脉石,同时实现镍钴铁富集,氧压浸出工艺可实现镍钴与铁的分离,并获得铁红产品。通过试验,获得的技术指标为:从原矿至氢氧化镍(钴)段,镍直收率大于75%、钴直收率大于70%和铁直收率大于80%;氢氧化镍产品镍的品位大于31%,氢氧化钴产品钴的品位大于0.70%,铁红产品铁含量大于62%,铁红达到铁精矿要求,可以作为铁精矿出售。该工艺实现了镍钴铁综合回收,资源利用率高,环境友好,为综合回收红土镍矿中镍钴铁提供一条新的工艺技术路线。     

微波加热还原含碳红土矿的研究

研究了含碳红土矿在微波场中的加热还原焙烧,考察了不同含碳量情况下微波加热焙烧过程中的样品温度和产物的物相组成,以及浮氏体、磁铁矿和赤铁矿等不同价态的铁氧化物在微波场中的加热性能.结果表明,微波加热红土矿是一个热稳定过程,未出现热失控现象.红土矿的还原程度可通过调整加入碳粉的比例和微波加热时间来控制.还原焙烧过程中,碳粉加入量影响产物的物相组成,进而影响焙烧过程的温度.     

The reduction of nickel from low-grade nickel laterite ore using a solid-state deoxidisation method

The reduction of nickel from low-grade nickel laterite ore using a solid-state deoxidisation method was studied. The effects of temperature, time, reductant type and CaO content on the conversion percentage of the total nickel to metallic nickel (α_Ni) in the nickel laterite ore reduction process were investigated. The results showed that α_Ni was strongly influenced by the reaction temperature in both gas–solid and solid–solid reduction processes, and a higher temperature was more favourable for nickel reduction. Because the reduction mechanism of nickel laterite ore (NiO + CO → CO₂ + Ni) is indirect, a higher α_Ni (>80%) can be obtained by increasing the CO and anthracite content. In the gas–solid reduction process, a longer reaction time favoured nickel reduction, and the conversion percentage decreased when a gaseous reductant was used at 850 °C because of phase transformation. In the solid–solid reduction process, the conversion percentage of the total nickel to metallic nickel first increased and then decreased with increasing reduction time and CaO content. In both reduction processes, taenite was found by XRD in the reduced ore because of iron oxide reduction and metallic nickel formation. SEM revealed that the nickel laterite ore was transformed from large granular and sandwich structures to small granular and flocculent structures during the reduction process.     

磁性晶种对电镀污泥和红土镍矿酸浸液中铁铬的共去除研究

研究了磁性晶种对硫酸铁溶液、硫酸铬溶液、电镀污泥和红土镍矿酸浸液中铁铬的去除效果,并探讨了磁性晶种除铁铬的机制。结果表明,在电镀污泥和红土镍矿酸浸液中,当pH值高于2.5和温度80 ℃以上时磁性晶种能有效去除铁铬离子。当铁铬共存时,磁性晶种表面生成的含铁水合物具有更强的静电引力,促进了磁性晶种对铬离子的去除。     

熔剂性红土镍矿球团的还原焙烧-弱磁选效果

回转窑直接还原红土镍矿存在所需温度高、对耐火材料要求苛刻、还原指标差等问题。为开发一种高效低成本的红土镍矿球团还原工艺,考察了以CaO为熔剂改变红土镍矿碱度对红土镍矿球团还原焙烧-弱磁选效果的影响。结果表明：自然碱度下,在还原温度为1 400 ℃、还原时间为60 min时,所得还原产品经磨矿-弱磁选,获得的磁性产品镍、铁品位分别仅3.8%和72.9%,回收率分别为17.8%和39.8%,磁性产品中含有较多的镁橄榄石和顽火辉石;随着红土镍矿碱度的增加,红土镍矿的软熔温度先降低后提高,碱度为1.0时,红土镍矿的软熔温度最低,比自然碱度时降低了100 ℃;碱度为1.0的红土镍矿球团在1 300 ℃下还原焙烧60 min后,经磨矿-弱磁选,获得的磁性产品镍、铁品位分别为8.7%和83.8%,回收率分别为85.6%和62.8%。XRD和扫描电镜分析结果表明：自然碱度的红土镍矿还原焙烧生成的Fe-Ni合金晶粒多在5 μm以下,并且分布比较分散,还原产品中夹杂有较多的杂质;添加CaO至碱度为1.0时,Fe-Ni合金晶粒可以长大到10~50 μm,还原产品中杂质较少,镍和铁得到了明显的富集。试验结果可以为红土镍矿球团还原焙烧-磁选制取镍铁新工艺提供理论基础。     

印度尼西亚某红土镍矿还原焙烧-磁选试验

印度尼西亚某低品位红土镍矿含镍1.57%、含铁21.67%,其中镍主要以硅酸镍形式存在。为将该矿石的镍含量提高到6%以上以符合印度尼西亚政府对出口红土镍矿的规定,以硫酸钠和碳酸钠为助熔剂,进行了还原焙烧-弱磁选试验。试验结果表明,当煤用量为25%、硫酸钠+碳酸钠的配比和总用量分别为3∶1和20%、焙烧温度为1 200 ℃、焙烧时间为60 min、磨矿细度为-0.074 mm占85%、磁场强度为96 kA/m时,可获得产率为22.06%、镍品位为6.05%、镍回收率为85.03%、铁品位为65.74%、铁回收率为66.92%的镍铁精矿,其镍品位超过印度尼西亚出口红土镍矿的品位下限。     

Use of oxidation roasting to control NiO reduction in Ni-bearing limonitic laterite

Use of limonitic laterite as an iron source in conventional ironmaking is restricted due to its gangue composition and small particle size. Even direct reduction cannot effectively produce direct reduced iron (DRI) because NiO would be reduced together with iron oxide to form Fe–Ni. A small amount of Ni (about 2 wt.%) in DRI degrades the physical properties of final steel products. The current study investigated how oxidation roasting of limonitic laterite ores affected NiO reduction, with the goal of producing Ni-free DRI and Ni-bearing slag. Ni-bearing slag can be a good secondary Ni resource. Oxidation roasting made NiO inert under H₂ reduction at 900 °C by forming Ni-olivine. Optimum roasting temperature was proposed by examining phase transformation of limonitic laterite ores during heating and by FactSage calculation of the equilibrium Ni fraction in Ni-bearing phases. Furthermore, the effect of Mg–silicate forming additives on the control of NiO reducibility was clarified to maximize the suppression of NiO reduction. Among various additives such as MgSiO₃, Mg₂SiO₄ and Fe–Ni smelting slag, Ni-free olivine-typed flux was found to be the most effective form of Ni-olivine because Ni–Mg ion exchange between Ni-bearing phase and Ni-free olivine occurs more readily than other Ni-olivine formation schemes. Finally, the mechanism of Ni-olivine formation during roasting was studied using a diffusion couple test. Calculated diffusivity values of Ni in Mg₂SiO₄ indicated that the two major routes of Ni-olivine formation while roasting limonitic laterite ore are (1) Ni partitioning within Mg–Ni silicate before crystallization and (2) Ni diffusion from spinel to Ni free olivine after crystallization.     

脱镍硅渣的理化特性及调湿与甲醛吸附性能

脱镍硅渣是红土镍矿经酸浸法提取镍及其它金属后剩余的固体废弃物。本文研究了国内进口的印尼红土镍矿脱镍硅渣的理化特性及调湿与甲醛吸附性能。结果表明，红土镍矿脱镍硅渣的主要矿物成分为非晶质二氧化硅，化学成分除氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化镁、氧化铁等外，还含有少量的重金属；多孔结构，孔径主要为介孔，平均孔径7.661 nm，孔体积0.18 cm3/g，比表面积84.196 m2/g；具有良好吸/放湿性能和甲醛吸附性能；可以用于开发高性能调湿和空气净化材料。      

红土矿含碳球团还原富集镍铁的工艺研究

为了解决低品位红土镍矿的合理利用问题, 以活性炭粉为还原剂, 采用直接还原富集-磁选分离技术, 将矿石中的镍和铁直接还原制成金属镍和铁, 并通过磁选分离使其得到富集。研究确定了最佳工艺条件为: 配炭量4%、还原温度1 350 ℃、焙烧时间120 min。此条件下, 镍和铁的回收率分别为87.6%和95.3%。     

煤种类及添加剂对红土镍矿选择性直接还原的影响规律

以含Ni 1.49%, Fe 34.69%的红土镍矿为研究对象, 采用煤基直接还原法选择性还原镍铁矿物, 研究并分析了焙烧过程中还原剂和添加剂种类及用量、焙烧温度以及焙烧时间对镍铁选择性还原的影响规律。结果表明: 以宁夏烟煤为还原剂, NCS为添加剂, 1 200 ℃焙烧50 min, 磁选得到镍铁产品中含镍9.51%, 镍的回收率为84.04%, 镍铁回收率差为54.49%。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)及X射线能谱分析(EDS)等测试手段分析了磁选镍铁产品中镍铁的存在形式, 结果表明: 红土镍矿直接还原过程中铁矿物大部分被还原成浮士体, 仅有少部分铁矿物被还原成金属铁, 并与镍矿物还原金属镍形成铁纹石和镍纹石, 实现了红土镍矿中镍铁的选择性还原。