红土镍矿真空碳热还原脱镁的热力学研究

高镁低品位红土镍矿开发利用的关键在于提取镍的同时,重视金属镁等金属的综合回收利用。本文从热力学角度针对真空碳热还原红土镍矿脱除金属镁的过程进行了分析及能耗估算,探索处理红土镍矿的新工艺的热力学可行性。热力学计算表明,真空碳热还原红土镍矿脱除金属镁是可行的。当体系压强100Pa左右的条件下,MgO被还原的温度大于1478K,Ni、Fe以及部分硅将优先被还原为金属;过程能耗理论估算表明:当红土镍矿∶煤炭(质量比)=100∶42,1600K~1800K条件下还原处理1吨红土镍矿,需消耗1.12吨~1.17吨标准煤。     

低品位红土镍矿直接还原焙烧-磁选试验研究

近年来,随着高品位硫化镍矿的枯竭及国内不锈钢产业的快速发展,低品位红土镍矿已经成为生产镍铁产品的主要原料.为了解决红土镍矿的合理利用问题,以红土镍矿为原料,煤粉为还原剂,采用直接还原法将矿石中的镍还原成了金属镍,经磁选分离使镍得到富集.考察了还原温度,还原时间,原料粒度,配煤量对镍回收率的影响.通过试验得出的最佳工艺条件为:原料粒度-0.074 mm、配煤量4％、还原剂粒度0.177～0.25 mm、还原温度1200℃、还原时间90min;得到的焙烧产物细磨至-0.048 mm,并在0.4T的磁场强度下扫选.在0.1T精选后,镍的品位为6.4％,镍的回收率为90％.     

低品位红土镍矿深度还原机理

采用扫描电子显微镜和EDS能谱研究低品位红土镍矿深度还原过程中金属颗粒的生长行为,并在此基础上分析其还原机理。结果表明,金属铁和镍逐渐聚集生长为Fe—Ni颗粒,并且颗粒粒度随着还原温度的升高和还原时间的延长而明显增大。还原后,红土镍矿明显变为Fe—Ni金属颗粒和渣相基体两部分。铁镁橄榄石的还原与其晶体化学特性密切相关。铁和镍的氧化物被还原剂还原为金属铁和镍,同时,橄榄石的晶格结构被破坏。红土镍矿深度还原包含金属氧化物还原和金属相生长两个过程。     

碳热还原法从红土镍矿中提取金属镁的研究

采用了HSC chemistry 5.0热力学分析软件、XRD、SEM及EDS等方法与手段,对碳热还原法从红土镍矿中提取金属镁过程进行了热力学分析及实验研究。研究结果显示,碳热还原提取金属镁过程主要由Mg2SiO4、Fe2O3、MgSiO3、MgFe2O4及少量NiO等参与反应。热力学研究表明,常压下MgFe2O4、Mg2SiO4与MgSiO3碳热还原生成金属镁蒸汽的初始温度在1373～2073K,Fe2O3、NiO碳热还原生成金属铁、镍的初始温度分别为923K、723K;在真空压力为10Pa时,MgFe2O4、Mg2SiO4与MgSiO3碳热还原生成金属镁蒸汽的初始温度均在923～1323K,Fe2O3、NiO碳热还原生成金属铁、镍的初始温度分别为673K、523K。试验结果表明,碳热还原法从红土镍矿提取金属镁过程是可行的,冷凝物含金属镁的平均含量达98.5%以上。     

溶剂萃取在钴镍精炼中的应用(下)

2.红土矿处理技术与溶剂萃取针对不同类型的镍红土矿可以有不同的处理工艺。硅镁镍矿位于矿床的下部,硅和镁的含量比较高,铁的含量比较低,这种矿石宜采用火法冶金处理。褐铁矿类型的红土矿位于地表,铁高、镍低、硅镁也比较低,但钴含量比较高,这种矿石宜采用湿法冶金工艺处理。红土矿湿法冶金主要形成了两种工艺:一种是还原焙烧——氨,简称RRAL,另一种是硫酸加压浸出工艺,简称HPAL。2.1还原焙烧——氨浸还原焙烧的目的是使硅酸镍和氧化镍最大限度地被还原为金属,同时控制还原的条件,使大部分铁还原成四氧化三铁,尽量少还原为金属。还原焙…     

红土镍矿的硫酸铵焙烧过程

针对传统硫酸化焙烧红土镍矿能耗高、设备腐蚀大等缺点,采用硫酸铵焙烧-水浸处理红土镍矿的工艺;考察硫酸铵焙烧过程中焙烧剂硫酸铵用量、焙烧温度、焙烧时间对有价金属回收率的影响,并对红土镍矿硫酸铵焙烧热力学进行分析。结果表明:在矿料与硫酸铵质量比4:3、焙烧温度400℃、焙烧时间90 min的工艺条件下,红土镍矿中Ni、Co、Mn的回收率分别达到90.8%、85.41%和86.74%,而Fe的回收率仅为9.98%,达到选择性提取有价金属的效果。升高温度有利于蛇纹石相与硫酸铵的反应,抑制镁铁矿石的反应,从而抑制该部分Fe的硫酸化。经适当条件焙烧后,目标金属以硫酸盐形式进入水相,而Fe主要以不溶于水的形式存在。     

红土镍矿的硫酸铵焙烧过程EI北大核心CSCD

针对传统硫酸化焙烧红土镍矿能耗高、设备腐蚀大等缺点,采用硫酸铵焙烧-水浸处理红土镍矿的工艺;考察硫酸铵焙烧过程中焙烧剂硫酸铵用量、焙烧温度、焙烧时间对有价金属回收率的影响,并对红土镍矿硫酸铵焙烧热力学进行分析。结果表明:在矿料与硫酸铵质量比4:3、焙烧温度400℃、焙烧时间90 min的工艺条件下,红土镍矿中Ni、Co、Mn的回收率分别达到90.8%、85.41%和86.74%,而Fe的回收率仅为9.98%,达到选择性提取有价金属的效果。升高温度有利于蛇纹石相与硫酸铵的反应,抑制镁铁矿石的反应,从而抑制该部分Fe的硫酸化。经适当条件焙烧后,目标金属以硫酸盐形式进入水相,而Fe主要以不溶于水的形式存在。     

Na2CO3对红土镍矿的H2还原影响规律与作用机理

以红土镍矿为研究对象,重点考察添加Na₂CO₃对红土镍矿的H₂还原影响规律。对还原焙烧矿物采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和热重-质谱联用(TG-MS)等技术进行表征。结果表明：在还原温度为1000℃,还原时间为90 min,H₂浓度为45%(体积分数),Na₂CO₃的添加量为15%(质量分数)时,可得镍品位为3.02%、镍回收率96.75%的精矿。Na₂CO₃对红土镍矿的修饰作用机理的本质为,Na₂CO₃中的Na+通过与红土镍矿中的Mg-Si-O以及Ni-Mg-O体系发生反应,取代全部Ni2+以及部分Mg²⁺,从而破坏硅镍酸盐及硅镁酸盐的结构,进而使赋存于硅酸盐类中的镍元素被释放出来,有利于后续镍的富集提取。     

溶剂萃取在钴镍精炼中的应用(下)

2.红土矿处理技术与溶剂萃取 针对不同类型的镍红土矿可以有不同的处理工艺.硅镁镍矿位于矿床的下部,硅和镁的含量比较高,铁的含量比较低,这种矿石宜采用火法冶金处理.褐铁矿类型的红土矿位于地表,铁高、镍低、硅镁也比较低,但钴含量比较高,这种矿石宜采用湿法冶金工艺处理.红土矿湿法冶金主要形成了两种工艺:一种是还原焙烧--氨,简称RRAL,另一种是硫酸加压浸出工艺,简称HPAL.     

镍铜钴分离试验研究

本研究采用还原焙烧-氨浸-溶剂萃取-磁选从低品位红土镍矿中综合提取镍、钴等,重点介绍了氨浸液采用LIX984萃取分离镍、铜及钴回收试验结果,研究确定了最佳工艺条件。镍、铜的一次萃取率可达98%以上,钴沉淀率≥97%。     

低品位红土镍矿还原-磁选镍铁的实验研究

利用碳还原-磁选工艺回收低品位红土镍矿中的铁和镍。在对矿物成分、物相分析的基础之上,考察还原反应温度、配碳比(C/O)、助熔剂的添加量(Ca O%)和还原时间等因素对Fe、Ni回收的影响,结果表明,还原反应温度1 375℃、配碳比(C/O)0.8、助熔剂的添加量(Ca O%)12%、还原时间300 min的条件下,低品位红土镍矿中镍和铁的回收率分别为99.47%和97.54%,同时尾矿中Ni、Cr含量低于0.04%。     

国内外红土镍矿处理技术及进展

综述了国内外红土镍矿的处理现状.指出红土镍矿的开发要综合考虑矿石镍、钴含量和矿石类型的差异,以及当地燃料、水、电和化学试剂等的供应状况.现阶段回转窑干燥预还原-电炉还原熔炼工艺在红土镍矿的开发中仍占主导地位,加压酸浸法随着大型压力釜制造技术的成熟也越来越受到重视和应用.我国在红土镍矿的工程化方面很欠缺,元江贫红土镍矿的开发必须综合考虑镁的产品结构和经济利用,元石山镍矿的开发必须考虑铁的综合利用.     

焦炭真空还原氧化镁的热力学分析及实验研究

在真空条件下使用焦炭还原氧化镁制取金属镁是低能耗的镁冶金方法.本文计算了氧化镁与碳之间可能发生的三个还原反应的吉布斯自由能与温度的关系,确定了压力为20Pa时,在室温至2000K的温度范围内,只有MgO(s)+C(s)=Mg(g)+CO(g)可以发生,反应起始温度为1387K.在热力学分析基础上,使用焦炭作为还原剂在真空条件下还原氧化镁制备金属镁.研究了反应温度对氧化镁还原率的影响.反应产物为结晶良好,纯度为99.94％的粗镁.     

硫酸氢铵硫酸化焙烧法红土镍矿提取镍钴

针对传统硫酸化焙烧红土镍矿能耗高、设备腐蚀大等缺点,提出硫酸氢铵焙烧循环工艺。以菲律宾红土镍矿为原料,对焙烧剂添加量、焙烧温度和焙烧时间等工艺参数及焙烧机理进行研究。结果表明:焙烧温度300℃、焙烧时间90 min的条件下,Ni、Co、Mn、Mg、Fe的提取率分别为95%、96%、92%、57%、79%,硫酸氢铵具有良好的硫酸化能力。该工艺具有效率高、能耗低、环境友好等特点,对低品位红土镍矿的开发利用具有重要意义。     

气体选择性还原红土镍矿的热力学（英文）

由于硫化镍矿生产镍铁在经济和环境上不断出现的问题,采用红土镍矿生产镍铁越来越受到重视。但是红土镍矿制备镍铁的火法工艺中,在提高铁镍产品中的镍含量方面的理论研究仍存在许多不足。出于这方面的考虑,假设Fe2O3、Fe O和Fe3O4的活度为1,计算了CO2/CO、H2O/H2和CO2/H2三种气氛下选择性还原红土镍矿时,不同铁活度下铁-铁氧化物的平衡条件。从已有的热力学数据出发,利用Miedema二元合金生成热模型,计算了Ni-Fe固态二元合金中铁的活度系数。并以活度系数为纽带,最终计算出这三种还原气氛下,镍铁合金产物中的铁含量与还原气体分压、还原温度的关系。并用CO2/H2还原红土镍矿,得到的实验数据与理论值进行了对比分析与讨论,热力学计算结果很好地解释了选择性还原红土镍矿时铁金属化无法避免的原因,并较好地预测了红土镍矿还原产物中铁含量随温度和气体组分的变化趋势。     

电解锰阳极渣还原浸出锰

针对电解锰阳极渣难处理、铅含量高的缺点,提出利用桔子皮作还原剂在硫酸体系中还原浸出电解锰阳极渣工艺。以国内某电解锰厂阳极渣为原料,对桔子皮加入量、浸出时间、浸出温度以及硫酸加入量等工艺参数进行探讨和优化。结果表明:在浸出温度为80℃,时间为2 h,固液比为1:4,桔子皮/锰阳极渣质量比为1:5,酸渣质量比为1.2:1的条件下,锰的浸出率可达96%,铅的浸出率仅为0.2%,有效地实现了铅锰分离。实验证明,在硫酸体系中利用桔子皮作还原剂浸出电解锰阳极渣的方法可行。     

一种以菱镁石和白云石混合矿物为原料的真空热还原法炼镁技术

提出一种以白云石和菱镁石的混合矿物为原料、以铝粉为还原剂的真空热还原炼镁,然后利用镁还原后的残渣制取氢氧化铝的工艺和技术,并进行实验研究。结果表明:以煅烧后的白云石和菱镁石混合矿物为原料的真空金属热还原炼镁,在还原温度为1 200℃、还原时间为2 h、铝粉过量系数为5%的条件下,镁的还原率可达89%以上,还原渣主要物相为CaO.2Al2O3,还原渣中Al2O3的含量为67%左右;该炼镁还原渣经碳酸钠和氢氧化钠的混合碱液浸出后,Al2O3的浸出率达到85%,浸出Al2O3后渣的主要成分为CaCO3;浸出液中的Al2O3以可溶解的铝酸钠存在于浸出液中,后经碳分分解制得氢氧化铝,氢氧化铝的白度达到97%。     

基于钙还原剂的金属镁生产新工艺

为了从根本上改进现行的硅热法炼镁工艺,本文从新的还原剂一液态钙着手,在研究了用液态钙为还原剂的金属镁还原新工艺的可行性后,设计了一种新型的镁还原装置.该装置简单、环保并能实现连续生产.     

氰化尾渣还原焙烧酸浸提铁及氰化浸金新工艺

以氰化尾渣为原料,采用还原焙烧酸浸工艺对其进行处理。当还原温度为850℃、加入煤粉质量为氰化尾渣质量的13%、还原时间为100 min时,对氰化尾渣进行还原,氰化尾渣中Fe2O3转化为Fe3O4或FeO。还原后采用硫酸浸出,当硫酸浓度为50%、硫酸用量系数为1.2、反应温度为105℃、反应时间为3 h时,铁的浸出率达到93.66%。还原焙烧渣在600℃氧化焙烧2 h经过脱碳后氰化浸金,当氰化钠用量为4 kg/t、反应时间为28 h、液固比为2:1时,金的浸出率达到92.4%。经过还原焙烧、硫酸浸出、氧化焙烧及氰化浸金,氰化尾渣渣量减少了38.8%。     

印尼是发展镍不锈钢生产基地的沃土

正印尼镍矿资源丰富,以红土型镍矿为主。据2019年美国地质调查局数据,印尼镍矿储量为2100万吨,全球占比为23.6%。2019年全球镍资源储量为8900万吨(镍金属量),其中红土镍矿占60%,硫化镍矿占40%,资源储量相对比较丰富。目前全球仍有80%的镍矿资源未被开发,在未开发的镍矿资源中,红土镍矿占比为81%,硫化镍矿占比为19%。