褐铁型低品位红土镍矿还原焙烧-稀盐酸浸渍工艺研究

摘要

本文以印尼某矿山红土镍矿为原料，采用还原焙烧-稀盐酸浸渍法提取其中的镍、钴，并回收铁。运用该方法处理红土镍矿不仅可以提取镍、钴，而且可以回收大部分铁，并同时实现褐铁型红土镍矿中镍、钴和铁等有价金属的高效利用。论文分别对红土镍矿的活化-氯化焙烧法和加炭直接还原焙烧法预处理工艺进行研究，并进一步分析了加炭直接还原焙烧法处理红土镍矿的工艺条件及其对结构变化的影响，此外还研究了还原焙砂的常压稀酸浸实验。
　　红土镍矿经过焙烧、酸浸的工艺研究，结果表明：通过控制还原焙烧过程中铁的还原度和调节酸浸工艺条件，可以实现使镍、钴的提取，而铁以磁铁矿和赤铁矿的形式进入渣中。
　　分别对红土镍矿的活化-氯化焙烧法和加炭直接还原焙烧法预处理实验进行对比研究：红土镍矿经过600℃活化60 min后在500℃下用1mol/L盐酸氯化60 min；另外，同样的红土镍矿加入10％还原剂，在700℃条件下还原60min。然后，对预处理矿分别用1 mol/L盐酸，在80℃、液固比5:1(mL/g)、300r/min条件下浸渍60 min，确定预处理工艺，并对预处理工艺进行优化。最后以还原焙砂为原料，对其进行常压盐酸酸浸渍实验研究，并对以 pH为1mol/L的工业废酸作浸出剂进行浸出实验研究。实验结果表明：
　　（1）较优的还原焙烧条件为：10%还原剂量，700 ℃还原60 min。相同浸出条件下，红土镍矿经加炭直接还原焙烧-酸浸处理镍、钴、铁和锰浸出率分别为：87.37%、88.23%、14.83%和42.98%，优于活化-氯化焙烧-酸浸处理效果。
　　（2）较优的浸出条件为：酸浓度1 mol/L盐酸，液固比10:1(mL/g)，温度80℃，时间60 min，搅拌速度300 r/min。此时，镍、钴、铁和锰的浸出率分别为：89.93%、>90%、30.48%、55.91%。
　　（3）工业废酸作浸渍剂实验研究表明：在80 ℃下，浸渍60 min后得到的酸浸渣中镍、钴、铁和锰的浸出率分别为：89.41%、>90%、24.30%、49.76%。采用废酸液作浸渍剂，既可以达到镍、钴的浸出、铁的沉积的目的，又可以实现废酸液的循环利用，同时还节约成本。该工艺是一个可以实现物质循环利用的绿色工艺。

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第一章 文献综述

1.1 引言

1.2 镍的性质和用途

1.3 镍的生产与消费

1.4 镍矿资源的分布及利用

1.5 红土镍矿加工工艺

1.6 还原焙烧-酸浸工艺的应用

1.7 课题研究的内容、目的和意义

第二章 红土镍矿的分析

2.1 实验原料与试剂

2.2 实验设备

2.3 实验方法及流程

2.4 分析与检测

2.5 元素分析法

2.6 样品表征与检测方法

2.7 红土镍矿性质分析

2.8 本章小结

第三章 红土镍矿的预处理工艺研究

3.1 活化-氯化焙烧法处理红土镍矿

3.2 还原焙烧法处理红土镍矿基本原理

3.3 加炭直接还原焙烧对金属浸出率的影响

3.4 还原焙砂的结构变化

3.5 本章小结

第四章 还原焙砂的常压盐酸酸浸渍实验研究

4.1 常压盐酸浸渍工艺基本原理

4.2 酸浸过程实验原料

4.3 酸浸因素对金属浸出率的影响

4.4 矿物浸渍前后物相结构变化情况

4.5 废酸液浸出实验研究

4.6 本章小结

第五章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

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