红土镍矿回转窑焙烧预还原的工厂试验研究

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1、2010年12月第6期郝建军：红土镍矿回转窑焙烧预还原的工厂试验研究·27·红土镍矿回转窑焙烧预还原的工厂试验研究郝建军(中色镍业有限公司，北京100029)[摘要】在中试厂进行了红土镍矿焙烧预还原试验研究，试验结果显示，焙烧温度从800。C提高到900。C，Ni到Ni的还原率提高9％，Fe到Fe的还原率提高35．7％，提高温度能够同时提高Ni和Fe“的还原率，但相对于Fe“，Ni的还原率提高并不明显，850。C是回转窑焙烧预还原合理的温度。[关键词】红土镍矿；回转窑；焙烧；预还原；温度【中图分类号]TF815；TF802．67I文献标识码】B【文章编号]1672—6103(2010)06一

2、O027—03O前言矿中Ni含量为2．12％，假设Ni、C0和Fe在矿样中以NiO、CoO和FeO的形式存在。矿样烧失部分(LOI)镍作为一种重要的战略金属，广泛用于不锈钢、高温合金、催化、二次电池、燃料电池等关键材料和是红土矿中的基本组分之一，大部分为结晶水，如在针铁矿中，其形式为FeOOH(6-时写成Fe：O·HO)，高新技术领域。随着这些行业，特别是不锈钢工业在蛇纹石中为MgsiO(OH)。分析结果显示，印尼的快速发展，镍的需求不断增加。目前国内主要采用硫化镍矿冶炼得到金属镍，而硫化矿储量有限且矿中的烧失量为14．12％，则总成分之和为100％。大部分已被开发。全世界范围内红土矿在储量

3、上大表1矿物的组成大优于硫化矿，昂贵的镍价格使不锈钢产业不得不干基成分质量分数，％存在形式质量分数／％寻求更为便宜的生产原料，这使得红土矿冶炼镍铁Ni2．12NiO2．70有了较大的发展空间n≈1，从镍红土矿提取镍产品的MgO15．64MgO15．64比例也在迅速提高。国内各大矿产投资集团竞相Cr2O1．24Cr2O1．24在国内外投资兴建红土型镍矿冶炼厂，其中包括中Co0．03CoO0．04冶集团在巴布亚新几内亚的瑞木冶炼厂、中宝滨海Fe16．14Fe0323．O6镍业和青山控股集团投资的福安镍铁等。目前国内SiO39．51Si0：39．51外冶炼镍铁最常用的火法工艺是回转窑一电炉流A12

4、O2_32Al：032．32程，使用回转窑的目的是除去红土矿中的自由水和S0．O5S0．05结晶水，同时对红土矿进行一定程度的预还原，为电C0．43C0．43炉持续稳定地提供高温焙砂，缩短电炉冶炼时间，降Cu0O1CuO0．01低冶炼能耗。为配合中国有色集团缅甸达贡山镍矿Mn0．28Mn0．28项目的建设和投产，中国有色集团在沈阳有色金属CaO0．59CaO0．59研究院中试厂对印度尼西亚红土矿进行了回转窑焙烧失(LOI)14．12总计85．88烧预还原一电炉熔炼工艺的试验研究。本文介绍回转窑焙烧预还原工艺试验。2试验方案和工艺原理1原矿组成红土矿在进焙烧窑预还原之前需要进行干燥，试验研究的

5、印度尼西亚矿的组成见表1，红土目的是脱除一部分自由水，减轻焙烧窑的负担，提高焙烧窑的还原效率。分析测试结果显示，原矿含水【作者简介】郝建军(1973—)，男，山西河曲县人，大学本科学历，冶为36．63％，计划干燥过程将原矿脱水至20％左右。金工程师，从事镍铁冶炼技术管理工作。该红土矿的SiO：／MgO为2．53，Fe／Ni为7．61，Ni／Co【收稿日期]2010—09—06【修订日期】2010—10—28·28·中固有色冶金A卷生产实践篇．重金属为70．26，含水36．63％，镍含量相对较高，MgO含量是NiO被C还原的最低还原温度，即反应(2)在此温15．64％，属于高镁镍矿，这类镍矿适

6、合采用火法冶度下开始进行。同样从图2可以看出，CO氧化生成金工艺来提取金属镍。CO的AF线总是保持在NiO的AF线之后，即反应试验工艺流程如图1所示，分2个阶段进行，第(3)的AF在1个标准大气压下为负值，故该反应极一阶段控制还原焙烧温度在800～850oC之间，第二易发生。阶段控制温度在850～900~C之间，对回转窑焙烧产物取样分析，并进行工艺条件的控制，得出最佳焙烧工艺方案。在达贡山镍矿工艺设计中，回转窑的焙烧产物是趁热加人到电炉当中进一步熔炼出镍铁的，工艺过程连续而且有利于降低能耗。废气排空l，K1Cal=4．1868J图2碳的氧化物与氧化镍的标准生成自由能AF。3试验3．1回转窑基

7、本概况试验用回转窑的尺寸为1．5m×12．5m，耐火内图1试验工艺流程图衬层厚230miD_，内部空间为l0．62In，长径比为12，预还原焙烧主要是将镍、铁等有价金属还原成没有扬料板和三次风管，喂料采用斗式提升机和螺金属或低价氧化物。在控制的还原气氛下，温度在旋给料机，卸料采用手推车。780～8300(2之间较适合于还原反应的进行】。本研回转窑焙砂的处理能力约为53kg／(h·13)，由究预还原是将镍和铁同