發(fā)布時間：2020-11-18 18:12

　　 隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展,鎳礦資源供需矛盾日益突出,因此鎳礦亟待高效的利用。然而傳統(tǒng)的火法工藝能耗大,金屬利用率不高,而純濕法工藝對設(shè)備要求高,工藝化難度大。因此本課題以低冰鎳為原料,采用火法-濕法聯(lián)合的新型工藝提取有價金屬。低冰鎳是傳統(tǒng)火法冶金的中間產(chǎn)物,相比鎳的原礦和精礦,具有雜質(zhì)少、目標金屬富集等特點。以低冰鎳為研究起點,既能簡化工藝流程、減小能耗、降低成本,又能減小有價金屬的損失。本課題以低冰鎳為原料,以成本低廉的CaO和CaCO_3為焙燒劑,采用鈣化焙燒-酸浸工藝提取低冰鎳中的有價金屬。主要內(nèi)容如下:(1)以CaO為鈣化劑,研究了低冰鎳鈣化焙燒-酸浸工藝中焙燒溫度、焙燒時間、CaO添加量、硫酸濃度、浸出時間等因素對金屬組元浸出率的影響。結(jié)果表明:在最優(yōu)條件下,低冰鎳中的Ni、Cu、Fe、Co的浸出率分別為94.20%、98.10%、91.32%、92.21%;通過實驗發(fā)現(xiàn)鈣化焙燒反應過程中,CaO會優(yōu)先與Fe_2O_3反應生成CaFe_2O_4,在CaO足量的情況下便可抑制Fe_2O_3與其它金屬氧化物發(fā)生反應,從而抑制鐵酸鹽的生成,使目標金屬以氧化物的形式存在于焙燒產(chǎn)物中,從而可在后續(xù)的酸浸過程中轉(zhuǎn)移到液相中。(2)在CaO為鈣化劑實驗的基礎(chǔ)上,選用焙燒效果更好的CaCO_3為焙燒劑,通過鈣化焙燒-酸浸工藝提取有價金屬組元,結(jié)果表明:最優(yōu)條件下,有價金屬組元Ni、Cu、Fe、Co的浸出率分別為95.10%、99.21%、91.75%、93.32%;研究發(fā)現(xiàn),對于含多金屬的低冰鎳,直接鈣化焙燒-酸浸提取有價金屬,都需要較高的焙燒溫度(1100 ~oC)。為了降低焙燒溫度,先對低冰鎳與CaCO_3的混料進行球磨預處理,然后再進行焙燒-酸浸,可使焙燒溫度降低至850 ~oC,此時金屬組元Ni、Cu、Fe、Co浸出率分別為94.41%、99.01%、90.75%、93.02%。(3)對浸出液采用針鐵礦法除鐵工藝進行除鐵操作,研究了pH、除鐵溫度、除鐵時間、晶種的有無對除鐵效果影響,并分析了目標金屬(Ni、Cu、Co)在除鐵過程中損失的原因。結(jié)果表明:在最佳的除鐵條件下,99.60%的Fe會以針鐵礦的形式除去,最終溶液Fe的濃度為3.84 mg/L,達到后續(xù)電解精煉的要求;實驗過程中會損失1.20%的Ni,0.91%的Cu和1.80%的Co,但Ni、Cu和Co最終的回收率依然可以達到93.28%、98.11%和91.34%。研究表明采用鈣化焙燒-酸浸工藝處理低冰鎳,可實現(xiàn)有價金屬組元的高效提取。該工藝能耗低、環(huán)境友好,可作為低冰鎳提取有價金屬的有效方法,對低冰鎳為原料的生產(chǎn)工藝研發(fā)利用具有重要的意義。
【學位單位】：上海大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TF046.2
【部分圖文】：

圖 1-1 鎳的消費結(jié)構(gòu)Fig.1-1 Consumption structure of nickel資源殼中含量約為 0.02%，相當于銅、鋅、鉛三種金屬加起來采的鎳礦床卻很少。全球的鎳礦資源主要有硫化鎳礦、氧，再就是儲存在深海底部的含鎳錳結(jié)核[10-11]。目前全世界為 4.7 億噸，海洋錳結(jié)核約有 689 萬噸。在世界的鎳儲量中30～40%為硫化礦[12]。氧化礦儲量大，多分布于赤道和低西亞、菲律賓、古巴、新喀里多尼亞、哥倫比亞等國家，成本低，甚至可以露天開采，但紅土鎳礦大多品位較低、本高。硫化礦則主要分布于加拿大、澳大利亞、俄羅斯、幾個國家，處理工藝相對成熟，目前世界 70%左右的鎳產(chǎn)

上海大學碩士學位論文1.3 鎳礦處理工藝鎳的冶煉方法有火法和濕法兩種。火法冶金是生產(chǎn)鎳產(chǎn)品的傳統(tǒng)冶煉工藝，其技術(shù)相對成熟，成本較低；濕法冶金由于工藝流程短、設(shè)備簡單、耗能少等優(yōu)點逐漸成為生產(chǎn)和研究熱點，此外，生物冶金等方法由于成本低、適應性廣等特點近年來也被廣泛研究。鎳的主要冶煉方法如圖 1-2 所示。

圖 1-3 浮選工藝流程Fig.1-3 Flowsheet of flotation process經(jīng)磨礦浮選后的鎳精礦，需要再經(jīng)過造锍熔煉過程使金屬進一步富集。該要是利用目標金屬對硫的化學親和力大于對氧的化學親和力的原理，將金或幾種金屬硫化物之間相互熔合為锍，經(jīng)過此過程可以除去大部分的脈石。造锍熔煉的主要設(shè)備有鼓風爐、閃速爐、電爐等，產(chǎn)物為低鎳锍、爐渣、煙塵等。經(jīng)造锍熔煉后得到的低鎳锍除了富集目標金屬外，還含有大量 Fe，其成不能滿足精煉工序處理的要求，因此必須對低鎳锍進行吹煉處理。吹煉是內(nèi)的熔體中吹入空氣并加入少量石英，將鐵和部分雜質(zhì)氧化物與石英造渣到含目標金屬較高的高鎳锍和含金屬較低的轉(zhuǎn)爐渣。跟據(jù)高冰鎳和轉(zhuǎn)爐渣不同可以將比重較小的轉(zhuǎn)爐渣除去[24]，圖 1-4 為硫化礦火法冶金產(chǎn)出高鎳藝流程圖。
【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

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本文編號：2889032