红土镍矿氧化焙烧及酸浸过程研究

摘要

随着硫化镍矿的日渐消耗，经济开发储量大的红土镍矿资源日益迫切。但目前处理红土镍矿的工艺存在一定的缺陷，如加压酸浸工艺存在资本投入高、维护费用高、过程难以控制等问题。在这种背景下，本文对红土镍矿氧化焙烧过程进行了理论研究，并且探索了堆浸和焙烧-磁选方法，旨在通过理论和实验研究，探索一条处理红土镍矿的可行之路。本文主要研究内容和结果如下：
　　 (1)蛇纹石氧化焙烧过程晶体结构变化
　　 研究了蛇纹石在不同焙烧温度下物相变化规律。结果表明，蛇纹石在510℃开始脱去层间水；在600～800℃主要脱出羟基，分解为镁橄榄石和顽火辉石；在800～880℃，非晶质的顽火辉石转变为晶质的顽火辉石，非晶质的镁橄榄石转变为晶质的镁橄榄石。
　　 (2)红土镍矿氧化焙烧过程热力学分析及物相变化
　　 对红土镍矿氧化焙烧过程进行了热力学分析，采用TG-DTA、XRD手段对焙烧过程中矿物相变进行了研究。结果表明，在238～280℃区间内，红土镍矿中的针铁矿脱除结合水转变成赤铁矿；在541～610℃时，红土镍矿中的蛇纹石开始分解生成镁橄榄石和顽火辉石；在816℃时，镁橄榄石和顽火辉石重结晶，由非晶质转变为晶质；在焙烧温度高于800℃时，红土镍矿中有铁酸镁生成。
　　 (3)焙烧试样酸浸过程研究
　　 绘制了焙烧试样酸浸的金属-水系Φ-pH图，考查焙烧温度对红土镍矿中Mg、Fe、Ni浸出的影响。通过总结纯物质焙烧-酸浸实验结果和烧结理论分析，认为新物相和烧结颈的产生是红土镍矿中Ni、Fe、Mg浸出率随焙烧温度升高而降低的原因。
　　 (4)堆浸及焙烧-磁选实验探索
　　 考查了半胱氨酸-硫酸-EDTA体系、半胱氨酸-硫酸体系、甘氨酸-硫氰酸铵体系、甘氨酸-EDTA体系和乙二胺-硫酸体系堆浸红土镍矿的结果。堆浸一个月，采用半胱氨酸-硫酸体系得到了最好的Ni/Fe浸出率比3.63，Ni浸出率为31.85％。焙烧样磁选未能有效分离磁性矿物和脉石矿物。