褐铁矿型红土镍矿中镍和铁的常压酸浸行为研究

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1、中图分类号UDCTD98学校代码10533硕士学位论文褐铁矿型红土镍矿中镍和铁的常压酸浸行为研究StudyonAtmosphericPressureAcidLeachingBehaviorofNickelandIronofLimoniticLateriteOre作者姓名：学科专业：研究方向：学院(系、所)：指导教师：昌IJ指导教师：蔡文矿业工程矿物加工工程资源加工与生物工程学院钢铁冶金系姜涛教授李光辉教授论文答辩日期丝!j：皇：攀答辩委员会主席中南大学二O一三年五月原创性声明本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了

2、论文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。储躲盎L吼赳年4月上日学位论文版权使用授权书本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并通过网络向社会公众提供信

3、息服务。作者签名：社4-翩签名萋通日期：4年上月{日褐铁矿型红土镍矿中镍和铁的常压酸浸行为研究摘要：采用常压酸浸工艺从褐铁矿型红土镍矿中提取有价元素的方法，具有工艺简单、能耗低和投资少等优点；但同时存在有价元素浸出效率低等缺点，极大地限制了该工艺的工业化应用。本文基于褐铁矿型红土镍矿中的镍主要与铁呈类质同像形式赋存于针铁矿中的工艺矿物学特征，在硫酸常压浸出褐铁矿型红土镍矿以及合成镍针铁矿中镍和铁浸出特性研究的基础上，结合硫酸体系中镍、铁的浸出热力学分析，采用还原剂强化红土镍矿常压酸浸效率，得出了以下主要结论：红土镍矿硫酸常压浸出中镍和铁的浸出特性较为相似，浸出率均

4、较低，在硫酸浓度8％，液固比10：1，转速30r／m，90℃下浸出120min时，镍浸出率为41．86％，铁的浸出率为39．63％；镍和铁的浸出呈显著的线性相关，表明原矿中的镍和铁紧密共生；而在浸出动力学上，镍和铁的浸出均符合未反应核模型，受化学反应控制，镍浸出活化能为42．2kJ／mol，铁浸出活化能为51．1kJ／mol。还原剂强化红土镍矿常压硫酸浸出可提高镍、铁的浸出率，当浸出温度为900C，H2S04浓度为12％，Na2S03309／L，浸出时间为240min时，镍和铁浸出率分别为80．5％和67．1％。与无还原剂浸出体系相比，镍浸出活化能从42．2kJ／

5、mol降低至35．6kJ／mol，铁浸出活化能从51．1kJ／mol下降至48．6kJ／mol。合成含镍针铁矿常压硫酸浸出分2个阶段进行。第一阶段(1．7min)中主要是针铁矿表面吸附镍的溶出过程，镍和铁的浸出呈较好的线性相关性，在浸出动力学上表现为，镍和铁的浸出适合于Avrami方程，受外扩散控制。第二阶段(15—120min)中主要是针铁矿结构中晶格取代形式的镍的浸出过程，化学反应控制步骤由外扩散控制转变为内扩散控制，且镍和铁的浸出不再呈线性关系。合成镍针铁矿中镍和铁的浸出特性进一步表明：镍和铁的浸出不呈线性关系，结合镍针铁矿的水热合成结晶原理，可证实针铁矿晶

6、格中的镍、铁原子分布并不均匀，大部分镍以非均质的形式存在于针铁矿晶格边缘位置。图60幅，表16个，参考文献96篇。关键词：褐铁矿型红土镍矿；合成镍针铁矿；硫酸常压浸出；动力学分类号：TD98StudyonAtmosphericPressureAcidLeachingBehaviorofNickelandIronofLimoniticLateriteOreAbstract：Themethodofextractingvalublemetalsfromlimoniticlateritebyatmosphericpressureacidleaching(APAL)hast

7、headvantagessimpleprocess，lowenergyconsumption，andlowcapitalcosts；However,therestillexiststhepromblemoflownickelextractionratiointhisprocesssuchas，whichimposesgreatrestrictionsontheapplication．Inthispaper,onthebasisofthemineralogycharacteristicsofnickelpresentedasisomorphismwithironin

8、goeth