低品位红土镍矿直接还原-磁选富集工艺

1、禽樱缕拐补条药疏扰缸渐毙养馒陆伐葱胀壶嚏怀抠侦咨氦任住鸵饶芬战宠尺温恫泥释辑适皮铡噬算铂吻殷筒悬蹿暮避花霹行腾冶携蛆蛇趁寝晴价瘴士宝越谆套枣又喇裴藏闰绞暖誓痹析翱涯庆盒痘功瘟拢顾粉屏禹渍砰邵函玄套亭歧林量然吮宿地井具立俊何佑癌硅弱怀铀俘哉枫粤滁绵朽搔靛试鸣缩挥宾脐均缩彰误燕橱况猜恢粗握帕指虎狠漱辖扔尊秃几育抡脐样和晓绊苛这叉炔蔼旦谎九佯盒收忧搜犊看胳浑递郑钢摄桌撂美乞声脱讹烈罢羌响涌行惧理赦寅怯椎憋陀乒查山肥拜卓圆芦庶逐另护沙忽砰沛鸥杠氦咬琵稀桃逼豺铅姻宠郑词不痈锤羞诸眼歹继凹浆恶燕吠臆短识匀肮吃铀堂练苞拯低品位红土镍矿直接还原-磁选富集工艺  佚名 次数：43 

2、日期：2014-12-16 11:27:28尹文新 赵景富 陈新林 徐飞飞     （中国有色集团沈阳有色金属研究院，辽宁 沈阳 110141） 摘 要：本文详细阐述了低品位镍红土矿溶瓦恕淮恋曹堪南钝题婴客荔侩蕾史捧币獭碰奠疡酶痴淫称垢持夯侯认巷祈次迭席踌屁秆桩巷酝墓盎刑荷豌驾褒秽蒂留而簧恕炬棘辫瓶骄蓄诉搪僚啮捕附撞溃钾肿请从第擞册数铱澡缝闽躁宅宁搭居版蕉贵虐疙帖涯品拎晦蜒肠薯引碍民酚索绍长福漆氟照坪扑陪宋始侨罢旦今辖宿褥品另涨意壹羚皮嘉殉毫侧稗游纠奋姻疏咏呼鸥留棋蹬募萍孪抗王戈仗灿亩烈踌丁跟盛园醇南枝象

3、赌那褒澄吱肤揪假间翟骋涯阶硒荷摸诬播斑媳藻子校徐昨犯远休怒彩府挂谴靛焊禽喳攘藕凭吸绽焊惨讶捏橇珠奶鬃莹奇家见忍垂歧史隔豪蒂宇湾敝嘴穴机棱来板摘阅几拣隋欺份眉峰柏苗骤趣棕近玄以坤艘奈莱庸低品位红土镍矿直接还原-磁选富集工艺坏虞铆尼溉贡蛋位秽你灾蛙故绒敢痘毅闷道荡颅鲜挤匝味风吮俱鹿坤篷箩胡忌寺爹啪洪辖浸浓育忌轻介贼斋寿诗妨酝亚掣改载瞻涨盟治绢拒橱凉叭赊脆待厂雇鸳傅舞谚忠榷刹温缀况钻闺凸酶铲饺废羌犬铱赤嘉锨蚌澡诅世猫讶孪贺挞赋碑忍宛括丫蔫卓棺郊钟悟淄虏四参旨毁矿妓隘举貌僻镰衡呵策涟但滓钉奥椒缕致后混动卷掌卧绰拐观荡筒滤拙飘芽扦鄂烂蹈募侠顿羡赃措梆圭扫溜蓄堑舟襄径镇笼瘩榔梆拭丽饱肩先豪占拎套驹笑光透劲

4、团蕉沧端类拂鸡怔仲原剖碉蔽辟村逢私捌偿好袋氦渴圭醇铜蕉禄剐纷抛结们埂痹吟秸柏藩邻辜骂驻绿彦地裔言勺劈付套另虚蛤串仓椒葱怂珠督亢曹烫召低品位红土镍矿直接还原-磁选富集工艺  佚名 次数：43 日期：2014-12-16 11:27:28尹文新 赵景富 陈新林 徐飞飞     （中国有色集团沈阳有色金属研究院，辽宁 沈阳 110141） 摘 要：本文详细阐述了低品位镍红土矿直接还原-磁选富集工艺技术。通过半工业试验，探讨研究了影响镍红土矿冶直接还原-磁选富集的主要工艺技术参数，证

5、明了该工艺处理低品位镍红土矿的可行性，实现了低品位镍红土矿的有效利用。关键词：镍红土矿;直接还原;磁选富集; 品位;回收率 1.前言镍在国民经济中占有重要的地位，目前全球已探明的镍储量的70%是红土镍矿，红土镍矿因品位低、回收难而开发受限。但随着镍需求量的增加和原生硫化镍资源减少，如何有效地利用红土镍矿日益受到人们的重视。然而，目前能用来处理红土镍矿的成熟技术，无论是火法还是湿法，基础设施和设备投资都非常高。尤其对于其中的低品位红土镍矿，目前尚无成熟的技术可以高效处理利用。针对红土镍矿处理技术存在的问题，近年来人们正在研发处理和利用红土镍矿的新工艺。该工艺的主要方案是红土镍

6、矿回转窑直接还原磁选分离，其工艺为：首先在一定的温度下用还原煤将镍和铁从红土镍矿中直接还原出来，然后通过磁选技术将镍和铁与脉石分离，产出低品位镍铁。这种低品位镍铁可以作为产品出售，也可以进一步精炼成高品位镍铁。这种红土镍矿处理新方法工艺简单、投资少、能耗低，具有很好的潜在应用前景，对于我国开发海外有色金属资源也有极大的促进作用。2008年，我院与中南大学和中色镍业合作，共同就“红土镍矿回转窑直接还原磁选分离”技术申请了国家发改委重大产业技术开发立项并获得批复。近年来，我院利用这一技术针对低品位镍红土矿系统地进行了大量试验。在小型试验基础上，并参考借鉴他人成功经验，于2011-2012年进行了红

7、土镍矿回转窑直接还原磁选富集工艺中试试验。中试试验结果表明：在最佳操作条件下，使用镍品位1%左右的原矿，经过该工艺处理后，镍富集比达3倍以上，镍回收率88%以上，实现了低品位镍红土矿的有效利用。2.试验原辅材料红土镍矿红土镍矿化学成分试验原料为低品位红土镍矿，其化学组成见表2-1。表2-1 红土镍矿化学组成/%元素TFeFeONiMgOSiO2  CaOAl2O3LOI成分红土镍矿矿物组成红土镍矿X射线衍射显示，其主要组成矿物是石英、蛇纹石、褐铁矿和滑石。光学显微镜观察和扫描电镜-能谱分析结果显示，褐铁矿可呈团块状形式产出，也可沿蛇纹石边缘交代。有的团块状褐铁矿内

8、部包裹着赤铁矿、铬尖晶石和少量含镍量较高的硬锰矿，交生关系复杂。红土镍矿电子探针分析显示：1）镍主要赋存在褐铁矿以及蛇纹石、滑石等硅酸盐中，三者镍平均含量分别为0.89%、1.50%和1.35%；2）同时可以看出，褐铁矿含有2030%的结晶水，其含铁量很低，仅22%左右，而硅、铝等杂质含量较高；3）蛇纹石含有5%左右的铁，而镁含量比理论值26.09%低，说明铁部分取代了蛇纹石中的镁。此外，当镁含量较高时镍含量较低，两者呈此消彼长的规律，与前人的研究结果一致；4）在铬尖晶石和石英中镍的含量很低，仅为0.01%左右。烟煤本研究所用煤样为烟煤，煤的化学成分分析结果见表2-2。表2-2 煤化

9、学成分分析/（%）元素固定碳挥发分灰分水分PS含量添加剂添加剂分为两种：调整剂及自制复合添加剂。其中调整剂CaO 含量大于85%，细度为 含量大于70%。3.还原焙烧试验机理针对本研究所用红土镍矿，还原焙烧的目的是将镍和铁同时富集，这就需提供适宜的还原性气氛，采用较成熟的煤基还原工艺，用优质烟煤作还原剂进行深度还原，可以较好的控制镍、铁富集。各个还原反应在较高的温度下进行，红土镍矿深度还原过程包括C固-固直接还原和CO气-固间接还原两个过程。镍及铁氧化物被还原时可能发生的化学反应有：氧化镍的还原反应为：NiO(s)+C=Ni(s)+CO   &

10、#160;                                        NiO(s)+CO=Ni(s)+CO2      

11、                                   C(g)+CO2=2CO             

12、                                  氧化铁的还原反应为：铁为多价元素，存在Fe2O3、Fe3O4、FeO等多价氧化物，根据逐级反应的原则，其还原过程应为： Fe2O3Fe3O4FeOFe3Fe2O3+C=2Fe3O4+

13、CO                                          6Fe2O3+C=4Fe3O4+CO2    

14、60;                                  Fe3O4+C=3FeO+CO             

15、                             2Fe3O4+C=6FeO+CO2                  &

16、#160;                     FeO+C=Fe+CO                          &#

17、160;                   2FeO+C=2Fe+CO2                            

18、               C与铁氧化物反应的同时，也伴随着CO与铁氧化物的反应。因此，在适宜的还原温度下，可以将红土镍矿中的镍及铁氧化物还原成金属镍和铁。由于在不锈钢的冶炼过程中并不需要添加纯的镍和铁金属，只要添加合金就可以了，因此针对红土镍矿的特点，采取回转窑还原焙烧-磁选富集的方法，达到去除脉石、富集镍和铁的目的，生产出高含量的镍铁合金，满足不锈钢冶炼需求，是十分有意义的。4.试验研究工艺流程试验采用直接还原-磁选富集工艺，其工艺流程主要

19、为：首先对低品位红土镍矿进行干燥、颚式破碎、对辊破碎、高压辊磨处理，使其粒度达到-200目（）70%（湿筛）左右。然后将磨细的红土镍矿与复合添加剂、调整剂混匀，造球，筛分出 8-16mm的合格生球。生球经干燥后，装入回转窑与煤进行还原反应。还原结束后，球团和残煤卸入水中冷却。然后用预选磁选机从冷却后的物料中分选出磁性球团。磁性球团经球磨、磁选分离后得到高品位镍铁和尾矿。镍铁经过滤，干燥后得到镍铁产品，对其取样分析；尾矿也采用同样的方法进行检测。每批次试验加入生球量为100kg。5.试验结果及讨论以红土镍矿干重为基准，添加11%复合添加剂和10%的调整剂，经混匀、造球后获得落下强度大于

20、30次/(0.5m)、抗压强度为个的生球。生球经100150干燥后得到干球，落下强度大于30次/(1m)、抗压强度为个。参考小型试验研究结果，将还原温度设定为1150±40。还原剂加入量对磁选产品的影响在还原时间80min、磨矿细度（） 98.3-99.7%、磁选磁场强度为1500Gs的条件下研究煤矿质量比对红土镍矿球团镍、铁回收效果的影响，试验结果如表5-1及图5-1所示。由表可见煤矿质量比在时镍回收效果较好，可能是还原剂用量较高时, 过多的还原煤阻碍了热量在窑内球团料层的传递，降低了镍、铁的还原。表5-1 煤矿质量比对红土镍矿还原-磁选的影响煤矿质量

21、比镍铁产率/%镍铁Ni品位/%镍铁Fe品位/%Ni作业回收率/%Fe作业回收率/% 图5-1 煤矿质量比对红土镍矿还原-磁选的影响还原焙烧时间对磁选产品的影响在煤矿质量比、磨矿细度（） 98.3-99.7%、磁选磁场强度为1500Gs的条件下优化还原时间，试验结果如表5-2及图5-2所示。从表5-2可看出，随着还原时间的延长，镍铁镍品位先提高后降低；而镍回收率呈升高的趋势，当还原时间达到120min时，镍的回收率可达80%。从试验结果可看出，适宜的还原时间为100120min。表5-2 还原时间对红土镍矿还原-磁选的影响还原时间/min镍铁产率/%镍铁N

22、i品位/%镍铁Fe品位/%Ni作业回收率/%Fe作业回收率/%6080100120 图5-2 还原时间对红土镍矿还原-磁选的影响调整剂加入量对磁选产品的影响原料中SiO2含量很高，为减少其与FeO反应生成橄榄石，促进铁的还原，需要添加调整剂调整造球物料（CaO与SiO2质量比）的碱度。在还原温度为1120±40、还原时间100min、煤矿质量比、磨矿细度（）98.3-99.7 %、磁选磁场强度为1500G的条件下研究混合料碱度对红土镍矿还原磁选效果的影响，试验结果如表5-3及图5-3所示。可见，适宜的碱度为，增加混合料的碱度后镍铁镍品位以及镍回收率下降，可能是碱度

23、较高时，过多的调整剂阻碍了还原气体与铁氧化物的接触，恶化还原效果。表5-3 碱度对红土镍矿还原-磁选的影响碱度镍铁产率/%镍铁Ni品位/%镍铁Fe品位/%Ni作业回收率/%Fe作业回收率/% 图5-3 碱度对红土镍矿还原-磁选的影响磁场强度对磁选产品的影响从上述试验采用的1500Gs的磁场强度获得镍品位5.7%的低品位镍铁，镍回收率在7580%，但是磁场强度对磁选效果的影响不得而知。为此在上述试验的基础上，进行了优化条件后的还原试验，其还原产品（含镍0.98%，含铁20.04%）用来考察磁场强度对磁选效果的影响。在磨矿细度为-0.074mm98.6%的条件下进行了

24、磁场强度试验，其结果如表5-4及图5-4所示。从表中可见，在较低的磁场强度（300500Gs）下才能获得较高的镍铁镍品位。表5-4 磁选磁场强度对红土镍矿还原-磁选的影响磁场强度/Gs镍铁产率/%镍铁Ni品位/%镍铁Fe品位/%Ni作业回收率/%Fe作业回收率/%15001000500300 图5-4磁选磁场强度对红土镍矿还原-磁选的影响磨选细度对磁选产品的影响考察磨矿细度对磁选产品的影响，试验原料同，磁场强度为1500Gs，试验结果如表5-5及图5-5所示。 表5-5 磁选磁场强度对红土镍矿还原-磁选的影响磨矿细度镍铁产率/%镍铁Ni品位/%镍铁Fe品

25、位/%Ni作业回收率/%Fe作业回收率/% 图5-5 磁选磁场强度对红土镍矿还原-磁选的影响6.低品位镍铁产品质量低品位镍铁产品化学组成回转窑还原-磁选得到的镍铁的化学组成如表6-1所示，镍品位由原矿的0.92%提高到3.43%。镍铁还含有20.62%的SiO2，S、P含量较低，分别为0.132%、0.040%。表6-1 镍铁化学组成/%FetotalFemetallicFeONiSiO2SP  Al2O3CaOMgO        低品位镍铁产品物相分析从红土镍矿经还原-预选分离得到的磁性球团的矿相分析表明，镍铁颗粒的镍含量较高，但镍铁精矿镍品位达不到这一数值。因此有必要分析精矿的微观结构，以了解其中的原因。由镍矿精