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.     

红土镍矿含碳球团还原富集镍铁

采用碳还原-磁选分离-熔炼工艺制备了镍铁合金.考察了在碳还原过程中添加剂的用量、还原温度、还原时间对镍铁的富集的影响.在添加剂和配碳量(质量分数)分别为5%和3%,还原温度1 320℃和还原时间为120min的条件下,磁性产物中镍、铁质量分数分别达到8.31%和71.5%,回收率达到95.44%和99.84%.熔炼后得到镍、铁质量分数分别为10.11%和83.75%的镍铁合金.对有、无添加剂所得还原产物的形态分析表明,自制添加剂对镍铁合金生长具有促进作用.     

红土镍矿含碳球团深还原-磁选富集镍铁工艺

以红土镍矿为原料,利用深还原工艺将镍和铁由其矿物还原成金属镍和铁,再通过磁选分离富集得到高品位的镍铁精矿.对深还原焙烧工艺参数进行了优化,得到最佳的工艺条件如下:内配碳量(C/O原子比)为1.3,还原时间为80 min,CaO质量分数为10%,还原温度为1300℃.在此条件下得到的镍铁精矿中镍品位为5.17%,全铁品位为65.38%,镍和铁的回收率分别为89.29%和91.06%.利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)及能谱分析(EDS)对深还原矿及磁选后的镍铁精矿进行了分析,发现深还原矿中出现金属粒,为Ni--Fe合金,镍全部溶于镍铁合金中,铁还有少部分以FeO的形式存在;磁选过程除去大量的脉石,精矿中主要物相为Fe、Ni--Fe、FeO及少量的CaO.MgO.2SiO2.     

红土镍矿直接还原焙烧磁选回收铁镍

采用添加助熔剂直接还原焙烧-磁选方法,对镍主要以硅酸镍形式存在的低品位红土镍矿中镍和铁的富集进行了研究. 结果表明,同时添加助熔剂,可获得较好的技术指标. 最佳工艺条件为:煤作还原剂,质量分数为15%;KD-2为助熔剂,质量分数为20%;焙烧温度为1200℃;焙烧时间为40min. 在此条件下可以得到镍品位10.83%、铁品位52.87%、镍回收率82.15%和铁回收率54.59%的镍铁精矿. 用X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)对还原过程中助熔剂和煤的作用机理进行了研究. 发现KD-2可以与原矿中含镍的石英和硅酸盐矿物反应,释放出其中的镍;煤用量太多时可生成部分不含镍的金属铁,会造成镍的回收率降低.     

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.     

红土镍矿真空碳热还原过程中镁的行为

以云南元江红土镍矿为研究对象,采用XRD,EM-EDS和化学成分分析等手段,研究红土镍矿真空碳热还原反应的热力学、还原产物的物相转变和金属镁的挥发冷凝机理,探讨红土镍矿真空碳热还原过程中镁的行为.实验结果表明:真空中氧化镁的还原是固体碳直接还原的固-固反应,临界反应温度为1 476 K,生成的金属镁极易挥发,在冷凝系统凝华收集;还原产物主要有SiC,Fe-Si合金,Mg2SiO4,Mg和SiO气体;SiO在冷凝系统生成Si和SiO2;反应温度的升高、还原煤用量的增加和反应时间的延长,镁的还原率都显著增大;不同种类的添加剂催化效果不同,CaO和CaF2的催化效果较好:在温度较低的冷凝系统,Mg容易与CO,O2和Si发生反应生成MgO和Mg2Si,影响金属镁的纯度.     

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30min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.     

从低品位红土镍矿中高效回收镍铁

以低品位红土镍矿(w(Ni)=1.52%,w(Fe)=14.08%)为原料,采用一步还原焙烧-磁选工艺制取镍铁合金。考察反应温度、反应时间、还原煤量和复合添加剂对红土镍矿焙烧效果的影响。研究结果表明:在还原煤为20%、复合添加剂为12%、焙烧温度为1 200℃、通N2保护条件下焙烧180 min,原矿中的大部分氧化镍和少量氧化铁得到选择性还原;焙砂水淬急冷后常规磁选,得到Ni质量分数为10.74%,Fe与Ni的质量分数之比为4.5,Ni回收率为86.23%的镍铁精矿,达到从红土镍矿中高效回收镍铁的目的。     

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.     

红土镍矿半熔融还原生产含镍珠铁

针对转底炉处理红土镍矿生产镍珠铁的可行性进行研究。通过控制温度和炉渣高温特性,使炉渣形成半熔融状态,还原后的金属产生聚集和长大,形成含镍铁珠。讨论还原温度、炉渣成分、耐火材料、还原剂配比、球团直径及还原剂种类对生产镍珠铁的影响。研究结果表明:当还原温度为1 400℃,还原时间为30 min,SiO2-MgO-CaO三元渣系中CaO的质量分数为15%,球团直径为30 mm时,采用石墨坩埚,可以得到Ni质量分数为11.53%,Fe质量分数为84.16%的镍珠铁,此时,Ni的回收率可以达到98.59%,Fe的回收率为73.27%。     

高碳镍钼矿催化氧化镍钼分离工艺条件

研究了高碳镍钼矿催化氧化分离的工艺方法,并对工艺条件进行了探讨.通过单因素实验确定了高碳镍钼矿镍、钼分离的最佳条件：当硫酸浓度为15%,软锰矿的过量系数为20%,液固比3∶1,反应时间6 h,反应温度95 ℃,催化剂C与镍的质量比为4.4时,镍的浸出率可达到95.84%,钼的浸出率仅3.74%,钼主要以钼酸的形式富集于渣中,实现了镍、钼的初步分离.     

硼铁矿火法分离工艺生态压力研究

硼铁矿火法分离工艺是东北大学针对辽宁地区硼铁矿的特点而开发的一项资源综合利用工艺,为定量分析该工艺流程产生的生态压力,尝试用成分法计算火法分离工业系统及各生产环节和产品的生态足迹.研究结果表明:开采加工1万t硼铁矿产生的生态足迹为2 319.302 3 hm2,其中,高炉分离环节产生的生态足迹最大,占总生态足迹的79%,最小的是选矿环节,只占1%;从产品生态足迹看,生产1万t含硼生铁产生的生态足迹最大,为7 254.984 9 hm2;利用富硼渣比利用硼精矿生产1万t硼砂产生的生态足迹小,分别为4 438.656 0 hm2和6 177.444 2 hm2;从占地类型看,主要为化石能源用地.     

高浓度NaOH浸出红土镍矿中SiO_2的研究

研究了红土镍矿高浓度NaOH浸出的条件.探讨了搅拌强度、温度、NaOH初始质量分数、浸出时间和碱矿质量比对SiO2浸出率的影响.结果表明:搅拌强度600 r/min、浸出温度225℃、初始NaOH质量分数85%、浸出时间90 min、碱矿比5∶1时,SiO2的浸出率可达82.77%.碱浸渣中的铁、镁、镍被富集,其中氧化镍的质量分数由1.29%提高到2.15%.     

硼铁矿火法分离工艺清洁生产评价

以攀西钒钛磁铁矿冶炼工艺为对比,对硼铁矿火法分离工艺进行了清洁生产评价.提出复合矿进行清洁生产评价的指标体系,采用层次分析法确定各指标权重,采用综合评分法计算清洁生产指数,依据指数得分情况给出评价结论.结果表明:硼铁矿火法分离工艺属于清洁生产,钒钛磁铁矿冶炼工艺属于传统先进.同时提出火法分离工艺存在的不足之处及相应建议.     

几种捕收剂对低品位硫化镍矿浮选的作用

研究了丁基黄药、丁胺黑药和硫胺酯单独使用与组合使用对低品位硫化镍矿浮选的影响.实验结果表明,单独使用丁基黄药和硫胺酯浮选硫化镍矿时,一次粗选镍精矿品位可达3%以上,但回收率较低;单独使用丁胺黑药时,一次粗选镍精矿品位可达2%以上,回收率最高可达57%.组合用药时,丁胺黑药与硫胺酯组合使用可以有效提高低品位硫化镍矿的浮选回收率.针对丁基黄药、丁胺黑药和硫胺酯单独使用与组合使用进行了红外光谱分析,阐述了组合药剂对硫化镍矿浮选的作用机理.     

邻苯二甲酸镍配合物的流变相法合成及热分析

用流变相反应法合成了四水邻苯二甲酸镍,用TG、DTG、DSC、红外光谱、质谱研究了它在氮气气氛中的热分解机理.邻苯二甲酸镍在氮气气氛中热分解分为三步:第一步四水邻苯二甲酸镍分解为无水盐;第二步无水盐分解为碳酸盐和有机化合物,生成的有机化合物成分比较复杂,主要成分是邻苯二甲酸酐、9,10-蒽醌等;第三步碳酸盐继续分解生成氧化镍和二氧化碳.     

石墨矿床中产出的天然纳米碳管

纳米碳管因其特有的性质已成为一种引人注目的材料。本文报道了产于新疆苏吉泉石墨矿床中的天然纳米碳管，并对其进行了高分辨电子显微镜研究。该发现表明迄今为止所有碳的同素异形体均可产于自然界，并且高温、压力、催化剂颗粒在产生纳米碳管的过程中起到了非常重要的作用。计算了石墨化花岗岩的形成温度和压力等条件。该发现对指导科学家合成纳米碳管和利用该矿床具有十分重要的意义。     

石墨矿床中产出的天然纳米碳管

纳米碳管因其特有的性质已成为一种引人注目的材料。本文报道了产于新疆苏吉泉石墨矿床中的天然纳米碳管,并对其进行了高分辨电子显微镜研究。该发现表明迄今为止所有碳的同素异形体均可产于自然界,并且高温、压力、催化剂颗粒在产生纳米碳管的过程中起到了非常重要的作用。计算了石墨化花岗岩的形成温度和压力等条件。该发现对指导科学家合成纳米碳管和利用该矿床具有十分重要的意义。