红土矿焙烧—磁选毕业设计答辩共27页

3、研究目标、意义及主要内容
目标 主要 内容
意义
①红土镍矿性质研究:通过X-射线衍射、X-射线荧光等
测行提试研供本原、技究理课理配术，论题碳，，为基旨比采对红础在用C红土。/通还O土镍和过原镍矿助研—矿的熔究磁的工剂红选化艺C土工a学选镍艺O成择的矿研分以含物究、及量化还物还对性原相原镍能温结机品、度构理位还、组的及原还成研回热原进究收力时率学间 的影响，确定较优工艺条件
1类（优类）：Ni收得率50%以上
0
2类：Ni收得率44%--50%
3类：Ni收得率25%-44%
4类（劣类）：Ni收得率25%以下
18
PCA模式识别结果显示
17号样本精矿粉成分分析
18号样本精矿粉成分分析
结论
1、通过实验探索，证明还原—磁选工艺可以有效提高镍铁精 矿的镍的品位和回收率。
2、通过设计正交试验作为初期的探索可以得到Ni%品位达到 3.6%以上。且在考察的四个影响因素中，影响最大的是氧化 钙的添加量，然后依次是碳氧比、还原温度及还原时间。
镍是一种重要的战略金属，镍主要作为合金元素用于生产不锈钢、 高温合金钢、高性能特种合金、镍基喷镀材料，已广泛应用于民用 产品和建筑装饰，并己成为发展现代航空工业、国防工业的关键材 料，是高新技术领域和建立现代人类高水平物质文化体系不可缺少 的金属，在国民经济中起着举足轻重的作用。
世界陆基镍资源类型及储量
而根据国家有关标准，当TNi%在2.0左右 时为高品位红土镍矿、当TNi%在1.5时为 低品位红土镍矿、当TNi%小于0.8时为超 低品位红土镍矿。
2、处理工艺
炼
火法工艺与湿法工艺优、劣势比较
Ø火法工艺，处理氧化镍矿生产镍铁合金具有流程 短、效率高等优点，但能耗较高，其操作成本中 的最大构成项是能源消耗。
40
b d
a c
d
a-（ FeO(OH)） b- (Ni,Mg) Si O (OH) )
3 25
பைடு நூலகம்
4
35
c-(Ai Si O (OH) )
2 25
4
30
b
d- (Mg Si O (OH) )
3 25
4
25
c
a
从图中可以看出： 低镍红土矿中相比 较复杂，晶格比较 紊乱。主要相为a针
intensity
20
目录
文献综述 实验研究 结论
文献综述
1 研究背景 2 红土镍矿处理工艺 3 研究目标意义及主要内容
1、研究背景
镍的性质及其用途：
镍的高温性能好，加热到700-800℃仍不氧化，并保持一定的强 度；低温时，镍仍具有良好的强度和延展性。镍能耐氟、碱盐水和 很多有机物质的腐蚀镍具有良好的机械性能，延展性好，韧性强， 能承受各种压力加工
3、通过使用模式识别对得到的结果进行处理可以得到四个因 素的优化组合区域，在这个区域内设计了两组新样本进行验 证性试验得到精矿镍品位分别达到5.99%、5.73%，回收率 分别达到96.64%、95.14%。
Ø湿法工艺，虽然成本上比火法低，但湿法处理红 土镍矿工艺复杂、流程长、工艺条件对设备要求 高。
火法-湿法结合工艺
还原焙烧-磁选工艺
鉴于火法和湿法各有其优点和不足之处，人们提出了火法-湿 法结合工艺，发挥两种方法各自的优点，以期达到提高产品质量 ，降低生产成本的目的。
俄罗斯的研究人员对乌拉尔氧化镍矿采用离析焙烧进行浮选 或磁选等方面进行了试验研究后认为，它是目前唯一能降低成本 、节约能源和增加镍产量的方法，并且适合处理任何类型的氧化 镍矿。
所以本研究中，采用在一定的 还原温度下，将红土矿中的镍 与铁部分还原，通过磁选将还原 出来的镍和铁同时选出，再通过 检测，得到预还原铁和镍的量。
2、实验设备
非标竖式炉
CXG-08SD型磁选管
3、实验方案
从成份表中可以看出：该矿中含Ni较低为1.63%，按照标准 列为低品位红土镍矿。其含铁量为21.78%,含硅含镁量较高为 14%左右。有价金属主要为铁、镍，其它有价金属含量较少。 因此主要考虑其镍的回收研究。
地球上目前可大量开采利用的陆基镍资源按照地质成因 主要分为岩浆型硫化镍矿床和风化型红土镍矿矿床。
红土镍矿特性
红土镍矿矿床具有分布广泛、资源丰富、埋藏浅、规模 大等特点，这种矿石已显示出极大的经济潜力，已成为当前 镍生产的重要原料来源。而且随着硫化镍矿的日益枯竭，红 土镍矿床必将在未来镍生产中占据主要地位。
b
d
15
10
铁矿相、b暗镍蛇纹 石、c高岭石、d斜 纤蛇纹石，其中含 铁的为针铁矿，含
5
镍的仅有暗镍蛇纹
0
石。
0
20
40
60
80
100
2theta
原矿
烘干
破碎
配样压块
还原
磨碎
磁选
L16(44)正交实验表
主
次
C, B, A, D
当配碳量太高时，由于过剩的碳颗粒太多，
渣黏度增大，会阻碍金属和渣的扩散聚集，一方面造 成金属相难以分离，同时过多的配碳量不仅会给产物 带入更多的灰分，降低还原矿中镍的品位；另一方面 ，造成不能凝聚的微细金属颗粒难以回收，使得回收 率下降。
②红土镍矿直接还原工艺研究：通过设计一组四因素
四水平正交试验，研究还原温度、还原时间、配碳比 C/O和助熔剂CaO的含量这四个工艺参数对还原一磁 选•效该果工的艺影适响用，面确较定广较，优适工用艺于条品件味。低、矿物结构复杂的
红土矿 ③•通流过程模短式、识能别耗，低找，出高最效优、区清，洁并、在污最染优小区设计新样 本，做验证性试验。
（6）F e O C O F e C O 2
由图可知，约在435’C到720℃之间存在一个选择性还原区域，在该温度条件 下，可以利用CO作为还原剂对氧化镍进行还原而氧化亚铁不会被还原，利用磁选 方法将分离镍。但实际操作中很难达到这一理论情况，因为镍和铁在红土矿中大 都以类质同象形式存在，预还原焙烧并不能改变其晶格状态。
目录
文献综述 实验研究 结论
实验研究
1、红土镍矿选择性还原理论基础
用碳还原剂红土镍矿时，氧化镍和氧化铁被还原时可能发生的化学反应为：
（1） CCO 22CO （2） N iO C N iC O （3） N iO C O N i C O 2 （4） 3 F e 2 O 3 C O 2 F e 3 O 4 C O 2 （5） F e 3 O 4 C O 3 F e O C O 2