还原-磨选法处理澳大利亚某红土镍矿

率 以及 平均 品位均 有 明显提高 。配添 加剂 １％ 与配 添 ５ 加剂 ５ 比较 ， ％ 镍和钴 直收率分 别提高 ４０％ 和 ３９ ％， ． ２ ． ４
２２ 还 原时 间 的影 响 ．
其他 条件 不变 ，还 原温度为 Ｉ２ ０℃ ，还原时间对 ５ 镍和钴直 收率 与品位 的影响见表 ４ 。表 ４表 明，镍 和钴 直收 率 以及平均 品位 随还 原 时间 延长 而提高 ，还原 时 间 ６ ｎ与 还原 ３ ｎ比较 ，镍 和钴直 收率分 别提高 ０ｍｉ ０ｍｉ ２３ ％和 ４ ９ ． ８ ． ％，镍钴 合金中镍和钴含量分别提高 ０ ２ ４ ． ％ ６ 和 ００ ％，但 在还 原 炉 不变 的 情 况下 ，处理 能力 降低 ． ６ ５ ％。因此考虑 到工业化还原炉的处理效率及还原能耗 ， ０ 还原时间确定 ３ ｉ ０ｒ ｎ较为合理 。 ａ 表 ４ 还原时间对镍钻直收率 的影响
镍 是 重 要 的 战 略 金属 元 素 之 一 ，在 国 防军 工 、航 空
试验原料是来 自澳大 利亚某公 司的矿样 （８ １ 个桶 ） ，
对每个桶 分别取样进 行分析 ，化学 组成见表 １ ，原矿粒
业 、机械制造 、冶金 、化工 、矿业及新 材料 等领域具有
广泛的用途。随着 全球 经济 的快速发展 ，镍消耗量增大 ， 镍资源 随着大规模开 采，储量 逐渐 减少 ，特别是硫化矿 资源越来越少 。近年来 ，全球镍生 产企 业关注红土镍矿 资源开发 。关于 红土镍矿 资源 开发工艺较多 ，有硫酸加 压浸 出 、常压 堆浸 】 、常压搅拌 浸出 ０ 、生物浸 出 １ ］
摘要 ：针对澳大利亚某红土镍矿的矿物组成及 比较国内外红土镍矿处理工艺，选择还原一磨选法处 理 该红土镍矿。固定磨选制度，研究还原 温度、还原 时间、还原剂配 比、添加 剂配 比、料层厚度 等因素对镍和钴直收率及其镍和钴平均 品位的影响。结果表 明，合适工艺条件：原料粒度一１１９ ２＋ ６
ｍ ｍ、还 原 剂配 比 ５ ％、 添 加 剂 配 比 ５ ％， 均 匀 混合 ，制 成 约 １ ｍ ×１ ｍ × ０ｍ 球 团 ，烘 ． ０ ． ０ ５ ｍ ５ｍ ２ ｍ
表 １不同取样 深度 获得 的红土镍矿化学组成
电磁 湿 式 多 用 鼓 形 弱磁 选 机 （ Ｒ 一珥ｏ ×２ ０。 ＸＣ Ｓ ０ ４ ）
１ 分析检 测 － ３
试料 用盐酸、硝酸 、氟化氢铵 、高氯酸分解 ，用酒 石酸钾钠 、Ｅ Ｔ Ｄ Ａ掩 蔽铁 、钻 、钙、镁 、硅 、铜 等干扰
离子 ，于碱性介质 中，过硫酸铵 存在 下 ，镍与丁二酮肟
表 ５ 还 原 剂 配 比对 镍 和 钴 直 收 率 的 影 响
／ ％
直收率分别达 到 ８ ． ％ 和 ８ ．９ ８２ ９ ６０ ％，镍钻合金粉 末镍和
钴平均 品位分别为 ９９ ％ 和 ０ ６ ． ２ ． ％。进一步提 高还原温 ９ 度到 Ｉ ０ ０℃， ３ 还原后 ， 出现熔化并有铁珠生成 ， 经磨选 ， 镍和钴直 收率 以及 平均品位均较高 ，但考虑产业化过程 中熔化球 团与还原炉壁粘结会导致无法正常生产 ，确定 还原 温度 为 Ｉ ５ ０℃。采用 同样方法 处理云南省元江 红 ２
土镍 矿 确 定 的 还 原 温度 为 ｉ ０ ℃ ，主 要 原 因是 该 矿 含 ０ ３ 镁 为 ２ ． ％，需 要 的 还 原 温 度 较 高 。 ０Ｉ ５ 表 ３ 还原 温 度 对 镍 和 钻 直 收 率 的 影 响
２４ 添加 剂配 比 的影 响 ．
其 他 条 件 不 变 ，添 加 剂 用 量 对 镍 钴 直 收 率 和 品 位 的
收 稿 日期 ：２ １—２ １ ０ ２０—５
作者简介 ：范兴祥 （ ７一，男 ，云南建水县人 ，副研 究员，博 １ ４） ９ 士，主要从事有色冶金新技术等方面的研 究。
有色金属工程 ２ １ 年 第 ３ ０２ 期 ３ ９
＿有么 工程 ＮＮ Ｒ ＵＭ Ａ ＧＥ ｌ 金尾 Ｆ Ｒ ＳＥＬＥ ｌＥＮ Ｏ Ｅ Ｏ ＴＳＮＮ ＲＧ
干，还原温度 １ ５ ０℃，料层厚度 ４ ｍｍ， ２ ０ 还原时间３ ｍ ｎ ０ ｉ；还原后通保护气氛冷却到室温，粉碎 ， 进行磨选 ，矿浆浓度 ６％，球磨 时间２０ ，采用 １０ｋ ／ ０ ．ｈ ０ Ａ ｍ磁场强度磁选 ，磁选精矿再重选。在此 工艺条件下 ，镍和钴的直收率分 别达到 ８ ． ％ 和 ８ ． ％，镍钴合金粉末 中镍和钴平均品位分别为 ８９ ２ ６９ ０
２１ 还 原温度 的影 响 ．
称 取 红 土 镍 矿 （ 度 一１ １ ９ 粒 ２ ＋ ６ｍｍ） 还 原 剂 、
５ 粒度 一９ ＋ ４ｒｍ） ％（ ６ ７ ａ 和添加剂 ５０ 混 合均 匀 ，制成 ． ％ １ ５ｍｍ×１ ５ｍｍ×１ ８ｍｍ球 团 ，烘 干 ，在不 同还原 温度
进行 还原 ，料层厚度 ４ ０ｍｍ，还原时 间均为 ３ ｎ ０ｍｉ，焙
形成可溶性 酒红色络合物 ， 于分光光度计波长 ５ ０ａ ０ ｍ处 ，
测 量 吸 光 度 测 定镍 的质 量 分 数 。
１ 试 验过 程与工 艺 流程 ． ４
根据该矿 的基本性质 ，结合 国内外相关经验 ，确定 试验 主要 以提 取镍钴为 主。针对 １ ８桶样 品取具有 代表 性的原料 ， 经过烘干 ， 粉碎至 一 ２ ＋ ６ｍｍ， １ １ ９ 配人还 原剂 、 添加剂、粘结剂 ，混匀 ，用球蛋成型机制成 １ ｉ ５ｒ ｎ×１ ｎ ５ ｍｍ ｘ１ ｍｍ 的球 团， ８ 烘干 ， 置于高温环形转底炉中还 原。
功 率 Ｏ ５ｋ 、 高 温 电 阻 炉 （ Ｓ —２１ ， 功 率 １ ． Ｗ） ５ Ｓ Ｘ２１—６ ２ ｋ 、 定温度 １ ０ Ｗ 额 ０℃ ） 湿 式强 磁 选 机 （ Ｓ 一０ ０ 、 ６ 、 ＸＣ Ｑ ５ ×７ ）
１ 实 验 方 法
１１ 试验 原料 ．
基金项 目：云南省科技 计划项 目 （０ ８ Ａ ０ ） ２０ Ａ ０ １
２３ 还原剂 配 比的影 响 Ｉ
其他条件不变 ，还原剂配 比对镍钴直 收率和 品位 的 影 响见表 ５ 。表 ５表明 ，镍和钻直 收率 以及 平均品位 随 着还原剂配 比提高而增 加 ， 原剂配 比 ５ 还 ％与 ２ｆ 比较 ， ．％ ｉ 镍和 钻直收率分别提高 ５ ３ 和 ４１％，镍 钻合金 中镍 ．％ ０ ． ６
砂球磨 ，进行磁选和重选 ，不 同还原 温度对镍 与钴直收
注 ：１— ８号样 品 由 于太 湿 无 法进 行 较 细 粒 级 的 筛分 。 １１
率和品位 的影响见表 ３ 。
４０ 工程技术 Ｅ ｇｎ ｅｉ ｅｈ ｏｏ ｙ ｎ ｉｅ ｒ ｇＴｃ ｎ ｌｇ ｎ
从表 ３可以看 出，镍和钴直收率 以及平均 品位 随着 还原温度升高 而提 高 ，当温度达到 １２ ０℃，镍 和钴的 ５
［２ １ ］ １ －４
、
度分布见表 ２ 。该矿属于低镁高铁 的铁质镍矿 ，钴、镁 、
铁和水含量随采样深度变化不大 ，粒度分布不均 。 从表 １ 以看 出，１ １ 桶 矿 样 的镍、钴 、镁、铁 可 ～８ 含量 比较接近 ，且均属于同一矿 山的中层矿 ，所 以将 １ ８ 桶矿样归并在一起 ，作为试 验的原料 。
土镍矿处理工艺。
环形转底炉 （ 功率 １５ｋ 、ＱＤ ２ ８２型球蛋成 型机 、 ０ Ｗ） Ｊ ８— 粉 碎 机 （ＭＺ１０型 连 续进 料 式振 动 磨矿 机 ） Ｋ Ｌ － Ｌ ２ 、Ｒ ／Ｙ １０ １０×５ ０ ０ 变频摇 床、湿 式球磨设备 （ ＸＭＱ ２ ０× ０ 一 ４ ９，
１ 试验 用仪 器设 备 ． ２
试验用设备 有还原炉 （ 定温度 １３０℃、额定 电 额 ０
压 ３ ０Ｖ、炉 膛 尺 寸 ９ ０ ８ ０ ｍｍ ×５ ０ｍｍ ×５ ０ ２ ５ ｍｍ） 、高 温
大利亚某 红土镍矿 的资源特点 ，有 研究采用预还原一熔 分工艺制备镍铁合 金 ，由于该矿含钴较高 ，获得镍铁合 金提钴 困难 ，经 比较各种工艺路线 ，选择还原一磨选 工 艺处理该矿 ，重 点研 究还原制度对镍和钴直收率及其镍 和钴平均 品位的影响 ，旨在提供一种兼顾镍钻 回收 的红
镍钴合金 中镍 和钴 含量分别提 高 ０８％ 和 ０１％。添加 ．６ ． ２ 剂配 比高 ，虽然对镍钴直收率和 品位 均有 所提 高 ，由于 原料 镍品位低 ，添加剂市场价 较高 ，考虑处理成本 ，确
定添 加剂配 比为 ５０ ．％。
表 ６ 添 加 剂 配 比 对 镍 和 钻直 收率 的影 响 ／ ％
２５ 料 层厚 度 的影响 ．
其他 条件 变 ，料 层厚 度对 镍钴 直收率 和 品位 的 影 响见表 ７ 。砉 ７表明 ，镍和钴直 收率 以及平 均品位 随 着料层厚度增加而 降低 ，当料层厚度超过 ６ ０ｍｍ，与料
层 厚 度 ４ ０ｍｍ 比较 ，镍 和 钴 直 收 率 分 别 降 低 ２ｉ％ 和 ．ｌ
和 钴 含 量 分 别 提 高 ４５ ％ 和 ０４ ％。 然 而 ，当 配 比超 过 ．４ ． ０ ５ ％ 时 ，还 原 剂 配 比对 镍 和 钴 直 收 率 以 及 平 均 品 位 影 ． ０
０４ ％， ． ４ 镍钴合 中镍和钴含量分别降低 ３０％ 和 Ｏ ５ ． ８ ． ％。 ２ 料层过厚 ，底 郗和 中间的球 团还原不彻底 ，出现夹 生， 导致金属化率 ，但料 层过薄 ，虽然镍和钴直收率 以及 平均 品位均可 显著提 高 ，但还原炉单位时 间内处理量较 小， 还原能耗增加 ，因此还原料层厚 度取 ４ ｍｍ较合理 。 ０ 表 ７料层厚 度对镍和钻直收率 的影响
９９ ％ 和 ０９ ％。 ．２ ．６
关键词 ：红土镍 矿 ；还原 ；磨选 ；添加 剂 ；磁 选 ；重选 中 图分类号 ：Ｔ ８５ Ｔ ８２ Ｔ ９４ Ｔ ９ ２ 文献标 识码 ：Ａ 文章 编号 ：２９ —７４２ １）３０３ － Ｆ １； Ｆ ０ ； Ｄ ２ ； Ｄ ２ ０５１４ （０２０—０ ９０ ４
还原后 ，采用实验 室小球磨机球磨 ，然后进行磁选和重
选 ，获得镍铁合金粉 。采用 的工艺流程如 图 １ 所示。
红± 镍 一运盘剖 口源自扯结 表 ２原矿粒度分布
［
Ｉ
图 １还原一 磨选处理澳 大利 亚某红土镍矿 的工艺流程
２ 试验结 果及讨 论
固定磨选 制度 ，即按 ６％ 的矿 浆浓度球磨 ２ ， ０ ． ｈ ０ 进行磁选 （０ Ａ／Ｉ和重选 （ １０ｋ Ｉ） Ｔ 收率只计精矿和 中矿 ，品 位为精矿 和 中矿平 均值 ） ，研 究还原 温度 、还原 时间 、 还原 剂配 比、添加剂配 比、料层厚度等 因素对镍直 收率 的影响。
影响见表 ６ 。添加剂 的作用足促进 晶粒聚集及 长大 ，有 利于磨选 。从表 ６可以看出 ，添加剂配 比对镍和钴直 收 率以及平均 品位 影响明显 ，配添 加剂 ５ 与不配添 加剂 ％
比较 ，镍和钴直 收率分别提高 ７ ８ 和 ５４ ％，镍钴 合 ．％ ２ ． ０
金 中 镍 和 钴 含 量 分 别 提 高 ５７ ％ 和 ０ ８ ，镍 和 钴 直 收 ．１ ．％ ４
ｄｉ １． ６￣ｉ ｎ２ ９ —７４２ １．３ ０ ｏ：０３ ９ ．ｓ．０ ５１４ ．０２０ ． ３ ９ ｓ ０
还原一 磨选法处理澳大利亚某红土镍矿
圜 范兴祥 汪云华 董海刚 吴跃东 李柏榆 赵家春 李博捷 昆明贵金属研 究所 稀贵金属综合利 用新技 术 国家重点实验 室 昆明 ６ ０ ０ ５ １６
电化学浸出 、硫酸化焙烧
水浸 、还原一氨
浸 ［－］ １１、火法炼镍铁 ［－］ ７８ １２ ９ 、还原一磨选 ［２ 等工 艺。选 ２ ２７ ３］ － 择这些工艺处理 红土镍矿 ，要 根据 红土镍矿资源特点及
当地 电力 供 应 、煤 资 源 、环 保 政 策 等 综 合 考 虑 。针 对 澳