低品质红土镍矿选择性还原-磁选制备镍铁合金

以TFe品位21.70%、Ni品位1.92%的低品位红土镍矿为原料,采用回转窑选择性还原-磁选工艺制备镍铁合金,研究了还原温度、磨矿方式以及磁场强度对镍铁回收率的影响。结果表明,适宜的工艺参数为: 还原温度1150 ℃、细磨(磨矿时间3 min)、磁场强度150 mT,此条件下所得镍铁合金中镍品位7.26%、镍回收率96.06%、铁品位85.15%、铁回收率89.23%,实现了低品位红土镍矿中铁、镍高效回收利用,并且镍铁中碳、磷和硫含量均在要求范围内。     

红土镍矿还原焙烧-酸浸试验研究

某矿含镍1.04%,含铁40.55%,镁及二氧化硅含量较低,为典型的褐铁矿型红土镍矿。矿样粒度较细,小于0.038mm粒级部分占66.58%。镍主要赋存在褐铁矿和硅酸盐矿物中,分布率分别为75.0%和24.04%。对该镍矿进行了还原焙烧—酸浸试验研究,结果表明,在炭粉粒度-0.038 mm大于90%,炭粉用量30%,焙烧温度700℃,焙烧时间30 min,酸料比0.5 m L/g,浸出温度80℃,浸出时间2.0 h,浸出液固比5∶1时,镍、钴、铁的浸出率分别为74.88%,93.83%,35.87%。     

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。     

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。     

不同烟煤还原红土镍矿的研究

以含Ni 1.83%, Fe 15.25%的红土镍矿为研究对象, 采用3种烟煤为还原剂, 进行了红土镍矿回转窑焙烧预还原实验, 研究了煤种、用量及粒度对镍矿预还原的影响。结果表明: 增加烟煤用量可以提高镍、铁预还原率; 固定碳相同的烟煤, 挥发分越高, 镍矿还原效果越好; 增大烟煤粒度, 镍、铁的预还原率呈下降趋势, 但对于挥发分较高的烟煤, 适当增加大粒度比例, 可以促进镍矿的预还原。确定了最佳工艺条件为: 以烟煤C为还原剂, 烟煤粒度-10 mm, 镍矿/烟煤质量比为100∶5, 此条件下, 铁金属化率和镍预还原率分别为4.53%和80.64%。     

低品位红土镍矿选择性还原焙烧试验研究

本研究采用选择性还原焙烧-氨浸-溶剂萃取-电积工艺从低品位红土镍矿中综合提取镍、钴、铁,重点介绍了采用煤作还原剂,选择性还原焙烧的试验研究。研究确定了最佳工艺条件为:采用烟煤做还原剂,还原剂加入量为矿量的10%;粒度在0～3mm,-0.074mm含量约占25%;焙烧时间20～30min;焙烧温度700～750℃。综合试验结果表明,镍、钴氨检浸出率分别为89.33%和62.47%,煤作还原剂不仅可以获得较好的经济效益,而且容易实现。     

赤泥种类对红土镍矿和赤泥共还原产物磨矿特性的影响

针对赤泥与红土镍矿共还原产物可磨度低的问题,研究了两种拜耳法赤泥在不同温度和比例下与低品位红土镍矿共还原得到的共还原产物的可磨度以及磨矿产品颗粒的特性。结果表明,还原温度升高,原生赤泥和预富集赤泥的共还原产物可磨度都降低,共还原产物磨矿产品的+0.045 mm粒级中的铁富集变得明显,磨矿产品中该粒级的颗粒逐渐变大;赤泥比例增加,原生赤泥的共还原产物可磨度先升高后降低,共还原产物磨矿产品中+0.045 mm粒级铁富集程度先降低后升高,磨矿产品中该粒级的颗粒先变小后变大,并且出现单体铁颗粒,数量逐渐增多。预富集赤泥的共还原产物可磨度升高,共还原产物磨矿产品+0.045 mm粒级中的铁富集程度明显降低,磨矿产品中该粒级的颗粒逐渐变小。     

硫化钠对硅镁型红土镍矿气基还原焙烧的影响

镍是一种重要的战略金属,随着优质硫化镍矿日益匮乏,资源丰富的红土镍矿成为重要的提镍原料。本文以红土镍矿为研究对象,甲烷为还原剂,硫化钠为添加剂,考察了还原温度、甲烷浓度、还原时间及添加剂用量对镍、铁金属化率的影响,并通过扫描电子显微镜与能量色散光谱(SEM-EDS)分析对还原产物中镍铁的聚集情况进行了研究。结果表明：在还原温度900℃、还原时间60min、甲烷浓度20％、硫化钠添加量10％的条件下,还原产物中的镍、铁金属化率可分别达到89.05％、5.10％。硫化钠的加入促进了镍铁颗粒的聚集长大,有利于镍铁颗粒与杂质的分离,同时生成的FeS抑制了铁的深度还原,实现了镍的选择性还原。     

红土镍矿电炉还原炼镍铁合金的研究进展

综述了我国红土镍矿电炉还原炼镍铁的研究进展,重点总结了炼镍铁的机理与研究现状,分析了该技术的难点及其发展趋势。结果表明:红土镍矿中各氧化物的还原先后顺序为NiO>NiFe2O4>Fe2O3>SiO2>MgO。SiO2/MgO在1.6～2.8,FeO含量在20%～30%时,渣与金属密度差异大,且具有良好的流动性,有利于渣与金属分离,提高镍的直收率。渣型对脱硫影响也较大,在碱性渣范围内适当提高炉渣碱度,有利于炉渣脱硫,但是碱度过大会导致渣黏度变大而对脱硫不利。采用电炉还原熔炼工艺生产镍铁具有流程短、镍铁品位易控、金属回收率高的优点,但对于强化冶炼过程、提高作业效率、进一步提高镍铁合金的金属镍含量等问题还有待在生产实践中继续摸索解决。     

腐殖型红土镍矿还原焙烧—磁选半工业试验

为进一步探究还原焙烧—弱磁选富集工艺处理红土镍矿的试验效果及可行性,在实验室小型试验基础上,在44 m推板烧结窑上进行了还原焙烧半工业试验。结果表明,焙烧温度为1 150℃左右,焙烧时间为90 min,煤配比为20%,助溶剂组分元明粉、苏打、硼砂配比为6∶2∶1、用量为22.5%,还原产品磨矿细度为-0.074 mm占85%,弱磁选磁场强度为80 kA/m情况下,可获得含Ni 6.39%、回收率73.84%,含Fe 77.72%、回收率64.24%的镍铁精矿。该镍铁精矿可作为产品直接出售,也可进一步精炼为高品位镍铁合金,实现了该腐殖型红土镍矿的有效利用。     

红土型镍矿焙烧工艺中试研究

对红土型镍矿在生产镍铁的RKEF法工艺过程中的还原焙烧环节进行了中试研究。试验中,主要分析了元素分布与粒级的关系、焙烧温度的选择、还原剂的配比,也讨论了焙烧生产中的设备及其相关操作参数。     

煤种对红土镍矿直接还原焙烧—磁选的影响

以三种煤为还原剂,研究了不同煤种对镍红土矿还原焙烧—磁选的影响,结果表明,煤的种类对还原过程有较大影响,石煤为还原剂时,镍铁精矿中可获得较高的镍品位和回收率,而铁的品位和回收率较低,可以实现镍的选择性还原。确定的最佳工艺条件为石煤作还原剂,用量为5%,IN为助熔剂,用量为15%,焙烧温度为1250℃,焙烧时间为40min。在此条件下可以得到镍品位8.97%、镍回收率82.64%的镍铁精矿。     

红土镍矿深度还原-磁选富集镍铁工艺研究

对品位低、富集困难的红土镍矿进行了深度还原-磁选工艺方案的研究,深入探讨了还原温度、还原时间、配碳系数、料层厚度、配煤粒度、矿石粒度对深度还原-磁选的影响,得出在还原温度1 275 ℃,还原时间60 min,配碳系数3,料层厚度20 mm,还原煤粒度-1.5 mm,矿石粒度-2 mm条件下还原的红土镍矿,经过磁选可得到镍、铁品位分别为4.59%和25.12%的镍铁产品,据此得出深度还原-磁选对红土镍矿镍、铁富集有一定的作用。     

镁质红土镍矿焙烧-磁选的因素影响规律

还原焙烧-磁选是处理镁质红土镍矿的常用工艺,为考察还原焙烧-磁选过程中各因素对镍分选效果的影响规律,研究以青海某低品位镁质红土镍矿为原料,采用正交试验方法进行试验,并对正交试验结果进行了极差和方差分析.结果表明,料层厚度和磁场强度是影响还原焙烧-磁选镍粗精矿产率及回收率的显著因素,而焙烧温度、焙烧时间以及还原剂用量是影响还原焙烧-磁选镍粗精矿产率及回收率的不显著因素.还原焙烧-磁选分选镍的粗选作业最优条件为:还原剂用量为5%、还原温度为800℃、料层厚度为10mm、还原时间为30min、磁场强度为200kA/m,在此条件下,可获得产率22.88%、回收率38.99%的镍粗精矿.研究对镁质红土镍矿现场生产具有重要的参考意义.     

红土镍矿熔融还原制备镍铁研究

以红土镍矿为主要原料, 通过熔融还原制备镍铁颗粒, 研究了熔分温度、还原时间、配碳量等因素对还原熔分过程的影响。结果表明, 最佳熔融还原实验条件为:熔分温度1450 ℃, 恒温时间60 min, C/O比1.4, 生石灰配加量10%, 此时得到镍铁颗粒铁含量87.01%, 镍含量7.82%。经高温熔化和还原反应后, 铁镍合金在渣相中不断聚集长大, 最后完成富集; 残渣主要以钙和镁的硅酸盐化合物形式存在。熔分出的镍、铁主要以镍铁合金形式存在, 并含有一定量的FeC和FeNiCS固溶体。     

红土镍矿提镍工艺进展

介绍了目前国内外红土镍矿处理的火法工艺技术、湿法工艺技术以及其它工艺技术研究现状以及相关的理论研究工作,为今后低品位红土镍矿的开发提供参考.     

赤泥还原焙烧磁选回收铁的试验研究

针对赤泥普遍含铁低、有价元素稀土和钪含量较高的特点,采用还原焙烧磁选工艺对原平某地铝土矿赤泥进行回收铁的试验,研究了温度、时间、还原剂用量、添加剂、磨矿细度及场强对铁精矿品位和回收率的影响.结果表明:在焙烧温度1160℃、还原时间70min及赤泥∶焦炭∶氟化钙含量为100∶8∶8、磨矿细度-0.045mm占97%、磁场强度为300mT的条件下,所得铁精矿品位63.71%、回收率83.36%,精矿中钪损失率为8.63%、RE损失率为9.55%;磁选尾渣可作为分选稀土的原料,尾渣中含铁2.56%,有利于钪和稀土的分离.     

红土镍矿焙烧熟料溶出过程中镍的行为

以红土镍矿-硫酸铵混合焙烧后所得熟料为研究对象,采用水溶出的方法提取镍,系统地研究溶出温度、液固比、溶出时间、搅拌强度对镍溶出率的影响,并对镍的溶出动力学进行探讨。结果表明:在最优溶出条件下:溶出温度60℃,溶出时间60 min,液固比2.5:1,搅拌强度400 r/min时,镍的溶出率达到99%以上;镍的溶出反应受外扩散控速,根据阿伦尼乌斯经验方程计算得到反应的表观活化能为E=8.08 kJ·mol,得到溶出过程动力学方程为1-(1-α)2/3=0.2749exp(-8075/RT)t。     

红土镍矿深度还原-磁选试验研究

采用深度还原-弱磁-强磁工艺对低品位红土镍矿进行了开发利用研究,重点研究了深度还原合适的温度、还原时间、配碳系数、料层厚度、强磁精矿返回量等参数。研究表明,适宜的深度还原条件为：还原温度1 275 ℃、还原时间50 min、配碳系数2.5、料层厚度25 mm、强磁精矿返回量占原矿量的25%,还原产物经弱磁选（场强为130 kA/m）,可获得镍、铁品位分别为6.96%、34.74%,镍、铁总回收率分别为94.06%、80.44%的优质镍铁精矿产品;同时富含大量细小镍铁颗粒的强磁精矿是红土镍矿深度还原的优质成核剂。     

基于BP神经网络技术的红土镍矿还原焙烧-磁选工艺条件的优化

还原焙烧—磁选工艺可有效提取红土镍矿中的镍和铁等有价金属,由于影响红土镍矿还原焙烧—磁选效果的因素较多,导致工业生产中的选矿指标不稳定。为进一步提高还原焙烧—磁选工艺处理红土镍矿的效果,本研究以青海某镍矿为原料,采用正交试验与BP神经网络相结合的方法,对还原焙烧—磁选工艺的还原剂用量、焙烧温度、料层厚度、焙烧时间及磁场强度等因素进行了优化。结果表明：通过BP神经网络模型优化后的试验条件为还原剂用量9.5%、焙烧温度1 070℃、料层厚度10.0 mm、焙烧时间65 min及磁场强度2.5 kA·m-1,在此条件下可获得产率为30.29%的镍粗精矿,比采用正交试验最优因素组合条件所得的镍粗精矿产率提高了2.83%。