红土镍矿回转窑直接还原镍铁工艺设计与实践

介绍了红土镍矿回转窑直接还原镍铁工艺的设计特点及主要设备的选型、生产技术特点及实践中取得的经济效益,指出了生产中仍存在的技术问题和难题,并探讨性指出了红土镍矿回转窑直接还原镍铁设计及生产的改进方向。     

红土镍矿含碳团块直接还原生产镍铁粒工艺

以红土镍矿和煤粉复合团块为原料,利用高温直接还原制备镍铁粒.讨论了焙烧温度、焙烧时间、C/O摩尔比和熔剂加入量对镍、铁品位和回收率以及对镍铁粒质量的影响.当焙烧温度为1350℃、C/O=1.4、焙烧时间为60 min以及石灰石加入量为20%时,镍、全铁品位分别为9.4%和87.5%,镍、铁回收率分别为96.6%和97.9%.X射线衍射、扫描电镜及能谱分析表明,镍铁粒中镍、铁基本以合金态存在,碳基本固溶在合金中.     

红土镍矿还原熔炼镍铁的试验研究

为提高金属回收率和镍的品位,通过对两种红土镍矿进行化学成分的测定和X射线衍射分析确定了镍矿的化学成分和矿物组成,使用两种红土镍矿按照1∶1的比例进行混合,在实验室条件下进行单因素试验,考察熔炼温度、煤粉配比和渣型对红土镍矿还原熔炼的影响.综合考虑金属回收率和镍品位,确定最佳还原熔炼条件：配加5％煤粉和10％石灰石,在1 550℃下熔炼50 min,在最优试验条件下,镍、铁的回收率分别为96.95％和85.15％,镍的品位达到21.89％,所得镍铁合金质量可以满足生产要求.     

镁质氧化镍矿非熔融金属化还原—磁选镍铁工业试验研究

以代表性镁质氧化镍矿为研究对象,就前期课题组提出的氧化镍矿非熔融金属化还原—磁选生产镍铁精矿技术开展了半工业试验和工业试验研究.半工业试验在内径Φ=0.45 m,长度L=7.5 m的回转窑中进行,而工业试验在内径Φ=3.2 m,长度L=72 m的回转窑中进行.技术主要分为原料准备、非熔融态金属化还原、水淬/球磨及磁选分离等4个工序.半工业试验连续运行50天,共处理镍矿20吨,可获得镍、铁品位分别为7.4%和69.6%的镍铁精矿,且镍、铁回收率高达91.3%和73.8%,渣含镍则低至0.16%.工业试验连续运行15天,共处理镍矿8000吨,取得了与半工业试验类似的结果,进一步验证了该新技术的可行性和稳定性.初步计算表明,吨镍铁精矿电耗约300 kWh,折合吨干基矿电耗约55 kWh.可见,文中提出的新技术能够实现镁质氧化镍矿在非熔融温度下充分金属化还原,达到富集镍和铁的目的.      

红土镍矿深度还原-磁选富集镍铁实验研究

采用深度还原-磁选工艺,以煤粉为还原剂,添加氧化钙作助溶剂,在微熔化,不完全造渣的条件下,将矿石中镍和铁的氧化物还原成金属镍铁,然后经磁选方法使金属镍铁在磁性产品中得到富集.结果表明,深度还原最佳工艺条件为:还原温度1 300℃,还原时间60 min,配煤过剩倍数2.在此工艺条件下得到镍、铁质量分数分别为5.01%,22.46%的镍铁产品,镍、铁回收率分别为96.05%,79.69%.对深度还原过程研究表明,还原物料中镍和铁以金属合金颗粒形式存在,高温有利于镍铁金属相凝聚,适当延长还原反应时间有利于镍铁颗粒的还原和聚集长大,进而有利于磁选富集.     

煤种对红土镍矿中镍选择性还原的影响机理

以某含镍1.86%(质量分数)、铁13.24%(质量分数)的红土镍矿为对象,分别采用石煤和无烟煤作为还原剂,考察了煤种对红土镍矿中镍的选择性还原的影响.结果表明,用石煤作为还原剂能够达到镍选择性还原的目的.X射线衍射及扫描电镜分析研究表明,还原过程中镍、铁先以镍纹石形式存在,随着煤用量增加,逐渐变为以铁纹石形式存在.同时随着煤用量的增加,焙烧后生成的含镍铁矿物中镍的比例逐渐递减,而铁的比例逐渐递增.石煤为还原剂时焙烧产物中主要以镍纹石的形式存在,同时金属铁的生成量比无烟煤作还原剂时低,因此采用石煤作还原剂比无烟煤作还原剂对镍还原具有更强的选择性,可以得到更高镍品位的镍铁精矿.     

转底炉选择性还原红土镍矿富集镍工艺研究

为解决低品位红土镍矿的合理利用问题,针对转底炉处理红土镍矿生产含镍珠铁的可行性进行了研究。文中讨论了炉渣成分以及添加剂硫酸钠对生产含镍珠铁的影响。研究结果表明,合金中Fe、C含量随着CaO含量的增加而增加,Ni含量在CaO含量为9%时达到最高的13.07%,Ni的回收率均可达到97%以上。1 500℃以下,添加SiO_2能够得到还原在球团未熔融状态下的到含镍珠铁,配碳量为6.42%时,Ni的含量最高达到5.92%,同时有较高回收率88.75%。硫酸钠有效改善金属聚集长大,低温下能够产生珠铁,硫酸钠含量3%时镍的品位达到3.25%。     

残积型红土镍矿金属化还原焙烧—磁选高效回收镍铁

采用添加促进剂金属化还原焙烧—磁选工艺从残积型红土镍矿中富集镍、铁,考察焙烧温度、促进剂用量、恒温时间、配煤量对金属化焙烧过程镍、铁富集的影响。结果表明,添加5%的促进剂后,精矿镍、铁的回收率分别由41.9%、39.22%提高到93.31%、75.65%。优化的焙烧工艺条件为:原矿添加5%的促进剂、7%的煤混匀造球,1 200℃恒温焙烧150min,焙砂中94.02%的镍及77.39%的铁以镍铁合金形式产出;焙砂磨矿—磁选分离,得含Ni 7.32%、Fe 73.85%的精矿,且精矿镍回收率93%,铁回收率75%。     

一种微波选择性还原焙烧—稀酸浸出氧化镍矿的方法

<正>本发明涉及一种微波选择性还原焙烧—稀酸浸出氧化镍矿的方法。将氧化镍矿(如褐铁矿型含镍红土矿)与含碳还原剂(如纳米碳粉、活性炭、木炭、烟煤或无烟煤等)混合,在2 450 MHz或916 MHz的微波辐照下加热,由于含碳物料具有良好的微波吸收性能,通过微波对物料的快速加热,     

红土镍矿选择性还原-熔分制备镍铁合金

以硅镁型红土镍矿为原料,采用金属化焙烧-熔分工艺,通过正交试验制备金属化球团,将所得金属化球团在1500℃条件下熔融分离30 min提取镍铁合金,考察影响因素对实验结果的影响.结果表明：在选择性还原制备金属化球团过程中,对金属化率的影响程度从大到小的因素依次是C/O摩尔比、焙烧温度、焙烧时间和碱度;实验可获得镍品位19%的镍铁合金;在碱度为0.8-1.2范围内,S和P分配比随着碱度的升高而增大.利用X射线衍射和扫描电镜对金属化球团及熔融分离出的渣进行微观分析,发现加入的石灰石与复杂矿相反应可释放出简单镍氧化物和铁氧化物,促进还原反应的进行,当石灰石不足时,少量铁以Fe³⁺的形式存在于铁金属化率70%的金属化球团中.     

红土镍矿还原焙烧-磁选试验研究

论述了采用还原焙烧-磁选工艺处理含镍1.66%、全铁13.0%的红土矿。考察了配煤量、焙烧温度和焙烧时间对焙烧球团铁、镍品位及铁金属化率的影响;当焙烧温度达到1 350℃时出现粒铁。磁选结果表明,粒铁的生成有利于磁选精矿中铁、镍品位的提高,磨矿粒度越细,磁选效果越好。试验结果达到镍质量分数(含量)6.56%、全铁51.60%。     

红土型镍矿电炉还原熔炼工厂实验研究

本文采用1000 kVA的圆形电炉,研究了300 t红土镍矿的还原熔炼过程。通过调整焙砂还原煤的加入量来研究泡沫渣的形成机理,实验表明在干矿中加入还原煤少于4%(干基)会产生泡沫渣;还原熔炼过程镍铁产品的含镍量在16%~22%之间,降低还原煤的加入量,能够提高镍铁产品中镍的品位;电炉中镍的分配系数为100,镍的回收率为94.4%。电炉的能耗随着实验时间的延长而逐步降低。     

红土镍矿预还原焙烧的研究

以印尼某红土镍矿为原料,通过差热-热重分析法(TG-DSC)研究了矿石的热特性,发现至少需要800℃才能将结晶水脱除干净。通过改变预还原焙烧条件,研究了焙烧温度、煤粉粒度、配碳量以及焙烧时间对预还原焙烧效果的影响。发现在碳氧比为1,煤粉粒度为3~5mm的条件下,于1 000℃下焙烧20 min后,可以使物料中铁和镍的金属化率分别达到17.3%和65.7%。从800℃升到1 100℃的过程中,镍、铁金属化率的比值从3.8降到3.0。当焙烧温度一定时,镍的还原优势在较低的配碳量和较短焙烧时间下体现的非常明显。用X射线衍射(XRD)和电子扫描显微镜(SEM)对还原之后的物料进行了分析,发现铁、镍金属单质未能聚集成颗粒。     

硅铁配比对氧化镍矿低温金属化还原的影响

以三氧化二铁、氧化亚镍和硅酸镁为原料,依照云南代表性氧化镍矿原矿中铁、镍和硅质量比进行配矿,研究硅铁比对镍铁金属化以及镍铁合金聚合行为的影响。结果表明,当Fe/Ni=13/1,Si/Fe=1.2/1,煤粉加入理论量2倍,1 280℃反应60 min后,经磁选分离获得的精矿中镍、铁品位分别为4.95%、50.93%,镍、铁回收率分别为99.32%、80.12%。还原产物主要相为MgSiO_3和[Fe,Ni],镍铁合金聚集状态良好,精矿主要相为[Fe,Ni],仅有少量SiO_2残留,分离效果较好。云南代表性氧化镍矿原矿的验证试验取得了相似结果。     

红土镍矿低温还原+微波冶炼镍铁新技术

红土镍矿的低温还原热力学和低温还原动力学研究表明,在1 350℃左右半熔融状态下可以得到镍铁合金颗粒。利用微波内加热和选择性加热的特点,能够明显改善加热效率和渗碳效果,促进弥散在炉渣中的镍铁粉聚集长大成镍铁颗粒。在此基础上研发出红土镍矿低温还原+微波冶炼镍铁新技术,并建成了世界上第一条新技术示范生产线。与RK-EF工艺相比,新技术取消了后续的电炉熔炼工艺,使冶炼温度降低了250℃左右,电耗降低45%以上。新技术实现了高效率、低能耗、环保及低成本生产镍铁合金。     

低品位红土镍矿氧化焙烧—硫酸浸出试验研究

研究了以氧化焙烧浸出工艺从某红土镍矿中回收镍,考察了矿石焙烧、浸出工艺条件对镍回收率的影响.试验结果表明:在矿石粒度-0,074 mm占75％、焙烧温度800℃、焙烧时间2h、浸出温度70℃、浸出时间80 min、液固体积质量比1.5∶1条件下,镍浸出率在81％左右.     

红土镍矿回转窑-电炉熔炼生产镍铁的工艺研究

基于红土镍矿回转窑-电炉熔炼生产镍铁工艺,研究了混合煤配比对回转窑预还原以及配碳量和温度对电炉熔炼的影响。实验结果表明,回转窑预还原用70%无烟煤+30%烟煤的煤粉作还原剂,预还原样再配入含碳5%的还原煤在1550℃温度下电炉熔炼,产出的镍铁含镍23.13%,镍回收率为95.21%,铁回收率为91.97%。     

含结晶水的氧化镍矿经高炉冶炼镍铁工艺

本发明提供一种含结晶水氧化镍矿经高炉冶炼镍铁工艺，主要包括将原矿破碎筛分，矿粉制成烧结矿，烧结矿块、焦炭、石灰石／生石灰、白云石和萤石混配进行高炉冶炼得到镍铁，其中添加剂与烧结矿重量比为：萤石0．3％～20％、白云石0％-8％、石灰石／生石灰4％-35％，工艺还包括将烧结矿块粉碎筛分进行磁选得精矿粉再进行烧结，和现有技术相比，     

露点对预氧化还原QP钢表面选择性氧化的影响

以0.2％C-1.8％Si-1.8％Mn成分的QP钢为研究对象,采用预氧化还原模拟试验,在露点分别为-40℃和+10℃的N2-5％(体积分数)H2气氛中制备了预氧化还原试样,使用GD-OES分析了表层5 μm深度范围Fe、Si、Mn、O的元素深度分布,使用SEM观察了表面形貌,使用TEM观察了 FIB制备的截面试样微观形貌.结果表明:预氧化试样表面氧化铁/基板界面位置已存在Si、Mn富集,经过还原退火后,还原铁/基板界面位置的Si、Mn富集进一步增加.提高退火气氛露点促进了 Si、Mn在钢板次表层形成内氧化;减少了还原铁/基板界面位置的Si、Mn外氧化;改变了还原铁/基板界面位置的氧化物组成和结构,由Si-O和Mn-Si-O的双层结构变为Mn-Si-Fe-O复合氧化物结构.