海南岛北部红土型褐铁矿开发问题探讨

归纳了海南岛北部红土型褐铁矿资源的基本特征,分析了开发利用这部分资源将面临的选矿技术、土地占用、环境污染等问题,提出了加强选矿技术攻关、尝试以租代征土地使用新模式、在矿业开发中结合土地整治、做好矿区将来的生态恢复规划等对策建议。

利用褐铁矿型红土镍矿烧结矿制备Fe-Cr-Ni合金

我国是不锈钢第一生产大国,但作为冶炼不锈钢主要原料的镍矿及铬铁矿资源贫乏,占红土镍矿资源总量60%以上的褐铁矿型红土镍矿与低品位铬铁矿愈发受到关注。同时,不锈钢冶炼通常需先分别生产铬铁和镍铁,工艺流程长,生产成本高。因此,本文基于烧结—高炉工艺,利用褐铁矿型红土镍矿烧结矿低成本地一步制备出了Fe-Cr-Ni合金。通过热力学分析及熔炼参数的优化,重点研究了不同Cr_(2)O_(3)含量的含镍烧结矿(S1:4.84 wt%;S3:7.72 wt%)的熔炼特性。在熔炼时间60 min(S1)/90 min (S3)、熔炼温度1600℃、焦粉用量20 wt%、炉渣碱度1.0的最佳条件下,成功制备出了铬品位5.6 wt%~9.3 wt%、镍品位1.55 wt%~1.70 wt%、铁品位84 wt%~88 wt%的Fe-Cr-Ni合金,其铬、镍和铁的回收率分别在90%、98%和96%以上。研究表明,含镍烧结矿Cr_(2)O_(3)含量的提高会造成熔炼时间的延长,这不利于焦比的降低与不锈钢产量的提高。在后续研究中,将开发出由含镍烧结矿与含铬球团矿构成的综合炉料结构,以更有效地实现高铬镍铁的冶炼。

低品位褐铁矿型红土镍矿资源化利用与新技术研发现状

在分析新能源车发展现状以及对镍钴需求现状的基础上,详细分析了褐铁矿型红土镍矿资源化利用技术原理、重要技术指标及技术特点,探讨了现有方法的缺点及褐铁矿型红土镍矿资源化利用急需解决的关键技术难题,指出了其未来资源化利用新方向,同时给出了镍铁分离新技术研发现状以及存在的主要问题。

基于无碳烧结的褐铁矿型红土镍矿固结机理研究

为有效降低褐铁矿型红土镍矿烧结碳排放,促进其烧结矿中液相的形成,加强其烧结矿的结构强度,本文采用无碳烧结方法,并基于热力学分析,对该红土镍矿在无碳烧结环境下不同温度、碱度条件的烧结反应机理进行了研究。结果表明:无碳烧结温度对其液相生成量有显著影响;碱度的提高可促进FeO进一步熔解进入液相中,铁酸钙类矿物逐步上升,尖晶石类矿物逐渐减少;在碱度高于1.6时,无碳烧结矿随碱度的升高出现了更多的孔洞与裂缝;相同碱度条件下,无碳烧结能够生成足够多的主要液相组分(尖晶石类矿物),其烧结矿微观结构更加紧密。

印尼某褐铁矿型红土镍矿原矿微观结构的探讨

研究对象印尼某红土镍矿为褐铁矿型红土镍矿,具有品位低、成分复杂等特点。为了查明印尼某红土镍矿的微观结构特征从而达到合理且最大程度地回收矿物中Ni、Fe组分,实验利用偏光显微镜、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和矿物自动解理系统(MLA)等多种测试分析手段对原矿的物相组成、主要矿物的嵌布特征等展开研究。结果表明:100~900℃的温度梯度范围内,该褐铁矿型红土镍矿先后经历了针铁矿脱羟基转变成赤铁矿和铁橄榄石相的形成过程。该印尼红土镍矿中金属矿物主要由针铁矿、铬铁矿、赤铁矿等氧化物组成,脉石矿物主要由石英、铁橄榄石和绿泥石等硅酸盐组成。针铁矿是Ni、Cr、Co、Al的主要赋存矿物,且都是以类质同象的形式代替Fe元素形成的固溶体矿物,该矿物也是后期Ni、Fe分离的目的矿物。

褐铁矿型红土镍矿烧结生产流程分析

为了更好地探明褐铁矿型红土镍矿烧结时出现的燃耗高、转鼓强度差等问题产生的原因,本文对该矿烧结生产过程进行了分析。结果表明:红土镍矿干燥前后平均水分高(分别为32%和26%)、燃料破碎后过细(-0.5 mm粒级质量分数平均值接近50%)是造成烧结燃耗高的主要原因;制粒效果有限(混合料制粒前后粒度组成基本一致),烧结过程中燃烧带过宽(可达200 mm以上)导致烧结料层上层与中层转鼓强度不一致(分别约为44%和54%),且该矿含硅、镁高,其烧结成矿的主要物相为铁尖晶石类矿物是造成转鼓强度差的主要原因。

褐铁矿型红土镍矿磁化焙烧—弱磁选试验研究

本研究以生物质锯末为还原剂,采用磁化焙烧—弱磁选工艺对褐铁矿型红土镍矿生产铁精矿进行试验研究,确定了还原焙烧—弱磁选工艺的最佳工艺条件。研究结果表明:在粒径-0.074mm的红土镍矿质量分数占85%~90%、锯末用量为红土镍矿质量分数的17.5%、焙烧温度850℃、焙烧时间20min、冷却方式为水冷、弱磁选磁场强度为1 400Gs条件下,镍、铁回收率分别为83.14%和54.8%,精矿中Ni、Fe品位分别达到1.486%和60.75%,达到了钢铁对铁精矿成分的要求。

Leaching behavior of metals from limonitic laterite ore by high pressure acid leaching

The leaching behavior of metals from a nickeliferous limonitic laterite ore was investigated by high pressure acid leaching process for the extraction of nickel and cobalt.The effects of sulfuric acid added,leaching temperature,leaching time and liquid/solid（L/S） ratio on metals extraction were examined.More than 97% Ni,96% Co,93% Mn,95% Mg and less than 1% Fe are extracted under optimum conditions.Analysis of the high pressure acid leaching residue by chemical and XRD analysis indicates that the residual iron and sulfur are mainly present in phases of hematite and alunite,respectively.The high pressure leaching process provides a simple and efficient way for the high recovery of nickel and cobalt from laterite ore,leaving residue as a suitable iron resource.

Nitric acid pressure leaching of limonitic laterite ores:Regeneration of HNO3 and simultaneous synthesis of fibrous CaSO4·2H2O by-products

An innovative technology,nitric acid pressure leaching of limonitic laterite ores,was proposed by our research team.The HNO3 regeneration is considerable significance for the improvement of the proposed technology and its commercial application,but it has not been systematically investigated.Herein,regenerating HNO3 from Ca(NO3)2 solution with low-cost H2SO4,and simultaneous synthesis of fibrous CaSO4·2H2O by-products were studied.As a theoretical basis,the solubility of CaSO4·2H2O in HNO3 medium is studied.It is concluded that the solubility of CaSO4·2H2O increases with increasing temperature or increasing HNO3 concentration,which has considerable guiding significance for the subsequent experimental research and analysis.Then,the effects of various factors on the residual Ca^2+ concentration of filtrate,the regenerated HNO3 concentration and the morphology of synthesized products are investigated using ICP-AES and SEM.And the effect mechanism is also analyzed.The results indicate the regenerated HNO3 concentration reaches 116 g/L with the residual Ca^2+ concentration being 9.7 g/L at the optimum conditions.Moreover,fibrous CaSO4·2H2O by-products with high aspect ratios(length,406.32μm;diameter,14.71μm;aspect ratio,27.62)can be simultaneously synthesized.

废弃块矿作铺底料强化红土矿烧结工艺及机制

为减少因低品位废弃含镍矿堆积而产生的重金属污染和镍资源浪费,同时达到有效利用固废资源及改善褐铁矿型红土镍矿烧结性能的目的,在研究两者基本物化性能及矿物赋存状态的基础上,对比了褐铁矿型红土镍矿无铺底料烧结工艺、烧结矿铺底料烧结工艺及废弃块矿铺底料烧结工艺各项指标,并揭示了相关机制。结果表明:相对于无铺底料烧结工艺及烧结矿铺底料烧结工艺,采用废弃块矿作为铺底料能更为有效地改善褐铁矿型红土镍矿烧结性能,烧结矿转鼓强度分别提高10.16%、3.82%,利用系数分别增加13.40%、6.80%,固体燃耗分别降低9.64%、9.20%;同时,烧结矿冶金性能优异,RI和RDI+3.15mm分别高达78.24%及96.79%。固结机制研究发现:相对于其他2种工艺,废弃块矿铺底料烧结工艺中,烧结矿微观结构由大孔薄壁结构转化为大孔厚壁结构,且孔洞趋于规则的圆形;另外,SFCA面积分数由7.27%、8.78%增至12.21%,并沿孔洞边缘向内部发展,主要固相—铁尖晶石晶粒有所长大,彼此之间连结程度较好,能更为有效地被液相所润湿,烧结矿微观结构更为紧密,从而使得烧结矿强度进一步提高。而强度更高的块矿作为铺底料,料层透气性更为有效地提高,促进了无烟煤的充分燃烧,使得烧结矿固体燃耗大幅降低,利用系数明显改善。

红土镍矿烧结节能降耗技术研究及应用

褐铁矿型红土镍矿具有较低的铁品位和丰富的结晶水及高熔点矿物,这导致其烧结矿产质量低、固体燃耗高。通过开发加压致密化烧结技术、热废气循环烧结技术及多力场协同强化烧结技术,显著改善了其烧结矿产质量指标,有力地促进了节能减排。相对于常规烧结工艺,采用多力场协同强化技术后,烧结矿转鼓强度由45.87%增至56.93%,利用系数由0.97增至1.15 t/(m^(2)·h),固体燃耗从140.52减至107.91 kg/t,废气中CO_(2)、NOx及SO_(2)最高体积分数分别由27.42%、0.0198%和0.2615%降至19.89%、0.0154%及0.2030%,有害气体排放明显减少。这在相关工业应用中得到进一步验证。为更好地实现褐铁矿型红土镍矿烧结的清洁生产,可开发球团烧结技术,以进一步改善烧结矿产质量指标和降低生产能耗,值得大力推广应用。