煤种对红土镍矿直接还原焙烧—磁选的影响

摘 要 ：以三种煤 为还原剂 ，研究了不同煤种对镍红土矿还原焙烧—磁 选的影响 ，结果表 明，煤 的种类 对还原过程 有较大影响 ，石煤 为还原 剂时 ，镍铁精矿 中可获得较高 的镍品位和 回收率 ，而铁 的品位 和回收率较低 ，可 以实现镍 的选 择性还原 。确定 的最佳 工艺条件为石煤作还原剂 ，用量为 ５％，ＩＮ为助熔 剂 ，用量为 １５％，焙烧温度 为 １２５０￣Ｃ，焙烧时 间为 ４０ｒａｉｎ。在此条件下可 以得 到镍 品位 ８．９７％、镍 回收率 ８２．６４％的镍铁精矿 。
经济 价值 。采 用 该 方法对 于今 后处 理 类似 硅 酸盐 型
红土 镍 矿具 有重 要 的指 导意 义 。
、
１ 原 矿 性 质 和 试验 方 法
１．１ 原 矿 性质 所 用 试 样 为 某 地 红 土 镍 矿 （以下 称 为 原 矿 ）。
化学 多元 素 分析 结果 表 明 ，原 矿 中镍 、铁 的品位 较 低 ，分 别 为 １。８６ ％和 ｌ３．ｚ４ ％。 主要 杂 质 含 量 为
还 原 剂 采 用 无 烟 煤 、褐 煤 和 石 煤 ，助熔 剂 为 ＩＮ。主 要 考 察 焙 烧 温 度 、焙 烧 时 间 、还 原 剂 用 量 等 影 响直 接 还 原 焙 烧 的 因 素 。焙 烧 和 磁选 过 程 将 原 矿 破 碎 至 一４ｍｍ，煤 、原 矿 和 ＩＮ混 匀 后 放 进 加 盖 的石 墨 坩 埚 中 ，在 马 弗 炉 中进 行 还 原 焙 烧 。焙 烧 后 进 行 磨 矿 、磁 选 。磁 选 的 磁 性 产 品称 为 镍 铁 精 矿 ，非 磁 性 产 品称 为 尾 矿 。煤 和 助熔 剂 用 量 都 是 指 所 添 加 的煤 或 ＩＮ的 质 量 与 原 矿 质 量 的 比例 ， 用 百分 数 表 示 。
２０１１年第 １期
有 色金 属 （选矿 部 分）
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ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７１－９４９２．２０１１．０１．００７
煤种对红土镍矿直接还原焙烧—磁选的影响
及 亚 娜 ，孙 体 昌 ， 蒋 曼 ，秦 晓 萌
（北 京科技 大 学 金 属矿 山高 效开 采与 安 全教 育部 重 点 实验 室 ，北京 １０００８３）
ＳｉＯ２ ４３．６ ％ ， Ｍ ｇＯ ５．２７ ％ ， Ａ１２０３ ２．７４ ％ 。
由原矿 中镍 、铁化 学 物相 分 析可 知 ，原 矿 中铁 和镍以氧化物和硅酸盐的形式存在 ，且在硅酸盐中的分 布率都很 高 ，镍达 到 ６８．９３％，铁达 到 ５１．８３ ％； 原矿 中的铁 矿物 主 要为 褐铁 矿 ，有 少 量磁 铁 矿 ，镍 矿物 主要 为 含镍 的 蛇纹 石等 。脉石 主 要 为石英 、蛇 纹石 ，还有 少量 三 水铝 石 、高岭石 、绿 泥石 等黏 土 类矿 物 。 １．２ 试验 方 法
关 键 词 ：红 土镍矿 ；煤 种 ；助溶剂 ；直接还原焙烧 ；磁选 中 图分 类 号 ：ＴＤ９５４ 文 献标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１６７１—９４９２（２０１１）０１—００２７—０４
镍 具有 抗腐 蚀 、抗 氧 化 、耐 高 温 、强 度 高 、延 展 性好 等特 点 ，因而其 用 途很 广 泛 ，尤 其 是在 不 锈 钢 和耐 热钢 中的应 用 比重 最大 。我 国镍 产 品 中初 级 产 品所 占 比例 很大 ，镍 材 及镍 基 深 加工 产 品 大量 依 赖 进 口 ［１－２］。从 世 界 范 围看 ， 目前 约 有 ７０ ％的镍 是 从硫 化镍 矿 中提 取 的 ，但 从 镍 的矿石 类 型 看 ，赋 存在 氧化矿床 中的镍 却 占镍储 量 的 ６５ ％～７０ ％。 随着镍 资 源 的开采 ，硫 化 镍矿 和 高 品位 红 土镍 矿 资 源 的不 断减 少 ，大 量存 在 的 品位 １％左 右 的红 土 镍 矿 越 来 越 引起 人们 的关 注 Ｅ３］。根 据 红 土 镍 矿 床 不 同 ，处 理工 艺 有所 不 同 ，但不 外 乎 火法 和 湿 法两 种 处 理工 艺 。火 法包 括镍 铁 工 艺和 镍 锍工 艺 ，已经 应 用 于生 产 中 。采用 火法 工 艺处 理 红 土镍 矿 ，最 大 的 缺 点是 能源 消耗高 ，采 用 火法 工 艺 总 的能 耗 可能 要 占生 产成本 的 ６５％以上 。湿法 冶 金工 艺存 在 复 杂 、 流 程相 对较 长 、对设 备要 求高 的 缺 点 ］。 目前 我 国 中小企 业生 产 的镍 生 铁 的含镍 量多 在 ４ ％～８ ％， 不 能 达 到 冶 炼 不 锈 钢 的标 准 。从 经 济 效 益 方 面 而 言 ，镍 生 铁 的价格 是 以镍 点作 为计 价 的标 准 ，生产 出来 的镍 生铁 镍点 越 高 即镍 品位 越 高 ，镍 铁 的经 济 价值 就越 高 。 因此 提 高镍 铁精 矿 中镍 的 品位 ，就 具 有 重要 的研 究 价值 。本文 研究 了低 品位 红 土镍 矿 的 直 接还 原焙 烧 一磁 选 工艺 ，通 过 控 制还 原 条件 ，实 现 镍 的选择 性 还 原 ，最终 获得 较 高 品位 和 回收率 的 镍 铁 精矿 。该 方 法最 大 限度 地 回收 了红土 镍 矿 中 的 镍资源 ，在有效利用资源的同时也提高了资源整体
收稿 日期 ：２０１０一Ｏ８一ｌ７ 作者简 介：及亚娜 （１９８１一），女 ，河北唐 山人 ，博 士研 究生。
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有 色金 属（选矿部 分）
２０１１年第 １期
２ 结果与讨论
２．１ 煤 种类 的影 响 首先 采用无 烟煤 、褐 煤 、石煤 为 还原剂 ，考察
了煤 用 量 的影 响 。 其 他 试 验 条 件 为 ：焙 烧 温 度 １２００ ｃＩ＝，焙烧 时间 ４０ ｍｉｎ，助熔剂 ＩＮ用 量 １５％ ； 磨矿 浓度 ６０ ％，磨 矿细度 一７４ ｝ｘｍ 占 ９８．１２ ％，磁 场强度 为 １９８．７３ ｋＡ／ｍ。试验 结果见 图 １、２。