劉志國，孫體昌，王曉平

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鐵質(zhì)和鎂質(zhì)紅土鎳礦直接還原?磁選工藝對比

劉志國，孫體昌，王曉平

(北京科技大學(xué)土木與資源工程學(xué)院，北京100083)

主要進(jìn)行鐵質(zhì)紅土鎳礦和鎂質(zhì)紅土鎳礦的直接還原?磁選工藝的對比研究。結(jié)果表明：在不使用添加劑的情況下，鐵質(zhì)試樣中的鎳比較容易還原和回收，鎳回收率能達(dá)到90%，但鎳品位較低。鎂質(zhì)試樣中的鎳較難回收，鎳的品位和回收率都不理想，鎳回收率只有45%左右。進(jìn)一步試驗發(fā)現(xiàn)，硫酸鈉可作為鐵質(zhì)試樣的理想添加劑，但對鎂質(zhì)試樣作用效果不佳。氟化鈣對鎂質(zhì)試樣作用效果顯著，但對鐵質(zhì)試樣作用效果不明顯。分析發(fā)現(xiàn)，兩種試樣鎳的賦存狀態(tài)、鐵元素含量以及還原所得金屬顆粒大小的差異是造成上述差別的主要原因。

鐵質(zhì)紅土鎳礦；鎂質(zhì)紅土鎳礦；直接還原；磁選

按地質(zhì)成因，鎳資源主要劃分為巖漿型硫化鎳礦床和風(fēng)化型紅土鎳礦床。根據(jù)礦層分布和礦石中鐵、鎂含量的不同，紅土鎳礦可以簡單地分為褐鐵礦型和殘積型。褐鐵礦型的紅土鎳礦含鐵較高，但含鎳、鎂較低；殘積型的紅土鎳礦含鎳、鎂、硅較高，但含鐵較低。由于紅土鎳礦的種類和分法太多，沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，又可以簡單通俗的根據(jù)紅土鎳礦的鐵、鎂元素含量將其分為鐵質(zhì)紅土鎳礦、鐵鎂質(zhì)紅土鎳礦和鎂質(zhì)紅土鎳礦[1?3]。

近年來隨著鎳的需求不斷增加以及世界可供開發(fā)的硫化鎳資源逐漸短缺，采用直接還原?磁選工藝處理紅土鎳礦回收鎳鐵合金得到較多的關(guān)注并取得較大的研究進(jìn)展[4?6]。紅土鎳礦直接還原?磁選工藝的影響因素眾多，比如焙燒溫度、焙燒時間、還原氣氛、添加劑的種類和用量等[7?11]。但是，由于紅土鎳礦成礦規(guī)律比較復(fù)雜，造成紅土鎳礦種類眾多，性質(zhì)差異大，不同類型的紅土鎳礦可能需要完全不同的焙燒條 件[12?15]。因此，相比于其他影響因素，紅土鎳礦的原礦種類是尤其重要的一個影響因素。但是，目前的報道大多針對某特定的礦石進(jìn)行研究，對此系統(tǒng)的研究較少。如LI等[16]研究發(fā)現(xiàn)添加硫酸鈉能夠提高鎳的回收率，而JIANG等[17]研究發(fā)現(xiàn)添加硫酸鈉會使鎳的回收率先增高后降低，二者得出的規(guī)律具有較大差異。因此，有必要系統(tǒng)地研究原礦性質(zhì)對紅土鎳礦直接還原的影響，從而總結(jié)出不同種類紅土鎳礦直接還原的規(guī)律，進(jìn)而為不同種類的紅土鎳礦選擇合適的工藝條件提供可靠的依據(jù)。本文作者對鐵質(zhì)和鎂質(zhì)兩種紅土鎳礦的直接還原?磁選工藝進(jìn)行了對比研究，分析了二者直接還原工藝的差異，可為以后系統(tǒng)地研究原礦性質(zhì)對該工藝的影響提供參考和借鑒。

1 實驗

1.1 試樣所含元素和礦物

試驗選取鐵質(zhì)和鎂質(zhì)兩種紅土鎳礦進(jìn)行研究，以下稱為鐵質(zhì)試樣和鎂質(zhì)試樣。兩種試樣主要元素含量見表1，鐵質(zhì)試樣鐵、鋁、鉻、錳和鈷元素含量較高，鎂質(zhì)試樣鐵、鎂、硅含量較高。為查明兩種試樣所含主要礦物，對其進(jìn)行XRD分析(見圖1)。可知，兩種試樣所含礦物種類大致相同，主要含有針鐵礦、赤鐵礦、蛇紋石和石英，但各礦物在兩種試樣中的衍射峰強度差異較大。鐵質(zhì)試樣中針鐵礦的衍射峰較強，鎂質(zhì)試樣中蛇紋石和赤鐵礦的衍射峰較強。

1.2 試樣形貌及載鎳礦物分析

兩種試樣原礦SEM分析結(jié)果如圖2所示。圖2中最亮且呈顆粒狀的為赤鐵礦，亮度次之且多呈條狀的為針鐵礦，灰黑色且有規(guī)則形狀的為蛇紋石。紅土鎳礦是風(fēng)化?次生沉淀形成的礦物，所以試樣中除了大顆粒的蛇紋石顆粒含雜質(zhì)較少，其他礦物顆粒多是多種礦物膠結(jié)在一起形成的。鐵質(zhì)試樣中針鐵礦、赤鐵礦和小顆粒的蛇紋石、鉻鐵礦會通過富含鐵的硅酸鹽膠結(jié)在一起，如圖2(a)和(b)所示，其EDS譜如圖3(b)所示。鎂質(zhì)試樣則是通過富含鎂的硅酸鹽將上述礦物膠結(jié)在一起，如圖2(c)和(d)所示，其EDS譜如圖3(d)所示。對比圖2(a)和(c)可知，鐵質(zhì)試樣含有較多的針鐵礦顆粒，蛇紋石礦物較少，而鎂質(zhì)試樣中蛇紋石礦物顆粒較多，而針鐵礦顆粒較少，這與XRD分析一致。但是，紅土鎳礦中部分礦物結(jié)晶較差，在XRD中并沒有顯示出來，如試樣中的一些硅酸鹽礦物。

表1 兩種試樣主要元素含量

圖1 兩種試樣XRD譜

鎳是親鐵元素，容易被鐵氧化物捕獲形成富鎳礦物。在成礦過程中針鐵礦還會吸附一定的硅、鋁元素，其EDS譜如圖3(a)所示。在風(fēng)化?淋濾過程中，硅、鎂元素遷移速率較快，容易隨淋濾液中往下遷移。在隨后的沉積過程中部分殘留的淋濾液會與鐵氧化物結(jié)合形成膠狀物，其EDS譜如圖3(b)所示，相比于針鐵礦，硅含量明顯提高，且有鎂元素能譜峰。

在風(fēng)化?淋濾過程中，形成的富含硅、鎂的淋濾液會形成SiO2-MgO凝膠并捕獲鎳元素。當(dāng)成礦條件比較充分的時候就會形成結(jié)晶比較好的蛇紋石，其EDS譜如圖3(c)所示。當(dāng)成礦條件不充分時就會形成一些結(jié)晶較差的硅酸鹽，其EDS譜如圖3(d)所示。

由以上分析可知，鐵質(zhì)試樣的鎳主要賦存在針鐵礦和富含鐵的硅酸鹽礦物中，鎂質(zhì)試樣的鎳主要賦存在蛇紋石和非晶態(tài)硅酸鹽中。

圖2 兩種試樣的SEM像

1.3 試驗方法

直接還原?磁選試驗是將試樣與煤、添加劑按一定質(zhì)量比混勻后裝入石墨坩堝，然后放入指定溫度的馬弗爐中進(jìn)行還原焙燒，焙燒產(chǎn)物經(jīng)自然冷卻后進(jìn)行磨礦、磁選得到鎳鐵產(chǎn)品。試驗所用煤成分分析見表2。焙燒采用SX-10-13馬弗爐，磨礦使用RK/BK三輥四筒智能棒磨機，磨礦時間為15 min，磁選采用CXG-99磁選管，磁場強度為144 kA/m。

表2 試驗所用煤的成分分析(空氣干燥基)

試驗SEM-EDS分析設(shè)備為德國卡爾蔡司EVO18掃描電子顯微鏡及Bruke XFlash Detector 5010能譜分析儀。

2 兩種試樣直接還原?磁選效果的差異

試驗主要考察煤用量、焙燒溫度、焙燒時間和添加劑對兩種試樣作用規(guī)律的差異，添加劑選擇硫酸鈉和氟化鈣進(jìn)行對比研究。

2.1 煤用量作用效果的差異

煤用量試驗主要研究還原氣氛的變化對兩種礦樣影響規(guī)律的異同，并確定試驗最佳煤用量。在焙燒溫度1200℃、焙燒時間50 min的條件下進(jìn)行煤用量試驗，結(jié)果見圖4。隨著煤用量的增加，兩種試樣的鎳回收率規(guī)律變化相同，都是先增加然后下降，在煤用量為6%時達(dá)到最佳值。但鐵質(zhì)試樣鎳回收率下降趨勢較緩，鎂質(zhì)試樣的鎳回收率下降趨勢明顯；兩種試樣的鎳鐵產(chǎn)品的鎳品位均呈下降趨勢，鐵質(zhì)試樣下降明顯。

分析可知，鐵質(zhì)試樣中的鎳較易回收，鎂質(zhì)試樣中的鎳較難回收。隨著煤用量的增加，還原氣氛的增強，鐵質(zhì)試樣的鎳回收率受影響較小，但鎳品位受影響較大，鎂質(zhì)試樣的鎳回收率受影響較大，鎳品位受影響相對較小。

圖4 煤用量對兩種試樣鎳回收率和品位的影響

2.2 焙燒溫度作用效果的差異

在焙燒時間為50 min、煤用量為6%的基礎(chǔ)上進(jìn)行焙燒溫度試驗，試驗結(jié)果見圖5。由圖5可看出，隨著焙燒溫度的升高，兩種試樣的鎳回收率都呈上升趨勢。鐵質(zhì)試樣的鎳較易回收，當(dāng)焙燒溫度提高到1200℃時已獲得較高的回收率，繼續(xù)升高溫度效果不大。鎂質(zhì)試樣的鎳回收率受溫度影響較大，隨著焙燒溫度的提高鎳回收率一直呈現(xiàn)上升的趨勢，超過1200 ℃之后增速也沒有出現(xiàn)變緩的趨勢。鐵質(zhì)試樣鎳鐵產(chǎn)品的鎳品位明顯提高，鎂質(zhì)試樣的鎳品位沒有明顯變化。綜合考慮，能耗和鎳回收率以及兩種試樣后續(xù)的對比試驗研究，將焙燒溫度定為1200 ℃。

圖5 焙燒溫度對兩種試樣鎳回收率和品位的影響

2.3 焙燒時間作用效果的差異

在焙燒溫度為1200 ℃、煤用量為6%的條件下進(jìn)行焙燒時間試驗，結(jié)果見圖6。由圖6可看出，隨著焙燒時間的延長，兩種試樣的鎳回收率都呈現(xiàn)上升的趨勢，且都在50 min左右達(dá)到較佳值。值得注意的是，鐵質(zhì)試樣的鎳較好回收，在焙燒30 min時回收率就達(dá)到較大值，而鎂質(zhì)試樣是在焙燒50 min后鎳回收率才達(dá)到較大值。焙燒時間對鐵質(zhì)試樣的鎳品位有一定影響，對鎂質(zhì)試樣影響不大。綜合考慮，焙燒時間選取50 min為宜。

2.4 硫酸鈉作用效果的差異

在焙燒溫度為1200 ℃、焙燒時間為50 min、煤用量為6%的條件下，進(jìn)行硫酸鈉用量試驗，結(jié)果見圖7。由圖7可看出，隨著硫酸鈉用量的增加，兩種試樣的鎳品位變化規(guī)律都十分相似，呈現(xiàn)明顯的上升趨勢，鐵質(zhì)試樣更為明顯，鎳品位從3%增長到8%左右。但是，鎳回收率的變化規(guī)律有較大差異。隨著硫酸鈉用量的增加，鐵質(zhì)試樣鎳回收率呈略微下降的趨勢，鎂質(zhì)試樣的鎳回收率反而呈現(xiàn)略微上升的趨勢。

圖6 焙燒時間對兩種試樣鎳回收率和品位的影響

圖7 硫酸鈉用量對兩種試樣鎳回收率和品位的影響

對于鐵質(zhì)試樣而言，添加硫酸鈉能夠在保證鎳的回收率的前提下，明顯提高鎳品位，解決了鐵質(zhì)試樣鎳鐵產(chǎn)品鎳品位低的問題，是其理想的添加劑。對于鎂質(zhì)試樣而言，添加硫酸鈉雖能提高鎂質(zhì)試樣的鎳品位，但不能有效提高鎳回收率，鎳回收率只有53%左右。因此，硫酸鈉不能作為鎂質(zhì)試樣的添加劑，考慮到其提高鎳品位的作用，可以探索和其他添加劑組成組合添加劑。

2.5 氟化鈣作用效果的差異

在焙燒溫度為1200 ℃、焙燒時間為50 min、煤用量為6%的條件下，進(jìn)行氟化鈣用量試驗，試驗結(jié)果見圖8。隨著氟化鈣用量的增加，鐵質(zhì)試樣的鎳品位和回收率略微提高。鎂質(zhì)試樣的鎳回收率和品位得到明顯提高，鎳回收率從45%提高到85%左右，品位從2.5%提高到7.5%左右。

氟化鈣對鐵質(zhì)試樣作用不明顯，各指標(biāo)只有略微的變化。對鎂質(zhì)試樣作用效果顯著，能明顯提高鎳回收率和品位，是鎂質(zhì)試樣比較理想的添加劑。

3 機理分析

以上試驗研究發(fā)現(xiàn)兩種試樣直接還原工藝存在較大的差異，兩種試樣隨焙燒條件變化出現(xiàn)了不同的變化規(guī)律。研究將著重從試樣的鎳賦存狀態(tài)、鐵元素含量以及還原所得金屬顆粒大小幾個方面進(jìn)行分析，闡述礦石種類對紅土鎳礦直接還原?磁選工藝的影響機理。

3.1 鎳賦存狀態(tài)造成的影響

上述分析可知鐵質(zhì)試樣中的鎳主要是以針鐵礦等鐵氧化物為載鎳礦物，鎂質(zhì)試樣中的鎳主要是賦存于蛇紋石等硅酸鹽礦中。分別對這兩種形式的礦物顆粒進(jìn)行電鏡線掃描分析，結(jié)果見圖9和10。

圖8 氟化鈣用量對兩種試樣鎳回收率和品位的影響

圖9顯示鎳元素含量隨掃描距離的變化不大，沒有出現(xiàn)明顯的波動，沒有特別富集的地方。鎳是親鐵元素，針鐵礦會通過吸附作用將氧化鎳吸附在針鐵礦顆粒上，鎳含量的變化與其他元素含量的變化沒有明顯的相關(guān)性。圖9分析結(jié)果與之相符，說明針鐵礦中的鎳是以吸附態(tài)的氧化鎳存在的。

圖10顯示鎳、鐵元素含量和鎂元素含量隨著掃描距離的增加呈現(xiàn)一定的相關(guān)性。在0~60 μm的范圍內(nèi)，鎳和鐵元素的含量較高；超過60 μm后，鎳、鐵含量下降，鎂元素含量上升。鎳、鐵元素會通過離子交換作用替換掉蛇紋石礦物中的鎂元素，從而以類質(zhì)同像的形式存在于蛇紋石礦物中。圖10分析結(jié)果與之相符，說明硅酸鹽的鎳處在蛇紋石礦物的晶格中。

吸附態(tài)的氧化鎳很容易被還原，而處在硅酸鹽礦物晶格中的鎳反應(yīng)活性較低，較難還原。從鐵質(zhì)紅土鎳礦到鎂質(zhì)紅土鎳礦，吸附態(tài)的氧化鎳減少，硅酸鎳的含量增多，鎳的還原難度增加，這勢必會影響鎳的回收率。

3.2 直接還原所得金屬顆粒大小差異造成的影響

直接還原?磁選工藝的鎳鐵產(chǎn)品是通過磁選得到的。金屬顆粒的大小以及其與脈石礦物的嵌布關(guān)系是影響磁選效果的關(guān)鍵。不同種類的紅土鎳礦直接還原后形成鎳鐵顆粒的形態(tài)和大小會有差異，因此會對后續(xù)的磁選過程產(chǎn)生不同的影響。

兩種試樣在只添加還原劑的情況下焙燒50 min，將得到的焙燒產(chǎn)物進(jìn)行掃描電鏡分析，結(jié)果見圖11。

圖9 針鐵礦顆粒線掃描分析結(jié)果

圖10 蛇紋石顆粒線掃描分析結(jié)果

圖11 兩種試樣只添加煤焙燒所得產(chǎn)物的SEM像

可知，鐵質(zhì)試樣直接還原后得到的焙燒產(chǎn)物出現(xiàn)熔融現(xiàn)象，鎳鐵顆粒粒度較大。鎂質(zhì)試樣的焙燒產(chǎn)物沒有出現(xiàn)熔融現(xiàn)象，焙燒產(chǎn)物顆粒還保留著原礦顆粒的形貌，所得的鎳鐵顆粒粒度很小，多呈星狀。對其磁選尾礦進(jìn)行掃描電鏡分析，結(jié)果見圖12。結(jié)果顯示如此小的金屬顆粒顯然不能與脈石礦物充分解離，在磁選過程中進(jìn)入尾礦，造成鎳的回收率偏低?？梢?，鎂質(zhì)試樣直接還原所得的鎳鐵合金粒度太小是其鎳回收率低的重要原因。

煤用量的多少會影響焙燒產(chǎn)物的中金屬顆粒的大小，過多的煤用量會使金屬顆粒變小，從而降低鎳的回收率。這也是圖3中顯示的隨煤用量的增加兩種試樣的鎳回收率降低的原因。由于鎂質(zhì)試樣的金屬顆粒較小，所以其鎳回收率受煤用量的影響更大。

圖12 鎂質(zhì)試樣磁選尾礦SEM像

3.3 鐵含量不同造成的影響

3.3.1 對硫酸鈉作用的影響

眾多研究[11, 16?19]發(fā)現(xiàn)，在紅土鎳礦的直接還原過程中添加硫酸鈉能夠生成FeS從而顯著提高鎳鐵合金中鎳的品位，在此方面不再贅述。研究的重點在于添加硫酸鈉對提高鎂質(zhì)試樣鎳回收率效果不佳的原因。對兩種試樣添加硫酸鈉所得的焙燒產(chǎn)物進(jìn)行掃描電鏡分析，結(jié)果見圖13?？梢园l(fā)現(xiàn)，添加硫酸鈉后兩種試樣的金屬顆粒都明顯聚集長大。長大的金屬顆粒易與脈石礦物解離，而且在磁選過程中受到的磁力作用較強，避免了微小金屬顆粒的損失，能夠提高鎳的回收率。按理，鎂質(zhì)試樣的鎳回收率應(yīng)該呈明顯上升的趨勢，但硫酸鈉對鎂質(zhì)試樣的作用效果并不理想，鎳回收率僅從45%提高到53%，因此還有其他影響因素需要研究。

針對前面鎳回收率的問題，對鎂質(zhì)試樣的尾礦進(jìn)行掃描電鏡分析，結(jié)果見圖14?？梢钥闯?，尾礦中除了部分細(xì)小的金屬顆粒外，F(xiàn)eS的EDS能譜中也出現(xiàn)了鎳的衍射峰。添加硫酸鈉后焙燒產(chǎn)物中會形成大量的FeS，而沒有磁性的FeS會進(jìn)入尾礦中。因此，F(xiàn)eS中含有鎳，對鎳的回收極為不利。對兩種試樣添加硫酸鈉后形成的FeS進(jìn)行EDS能譜定量分析，結(jié)果見表3。表3的結(jié)果是對多個FeS顆粒進(jìn)行分析后取得的平均值。鐵質(zhì)試樣中的FeS中沒有檢測到鎳，鎂質(zhì)試樣中的FeS中含有1.9%左右的鎳，這部分鎳會損失在尾礦中造成鎳回收率的下降。由反應(yīng)(Fe+NiS=FeS+Ni)可知，硫更容易和鐵結(jié)合。當(dāng)體系中存在大量的Fe時，更容易形成Fe-FeS，所以表3中鐵質(zhì)試樣所得FeS的Fe與S的摩爾比大于1:1。而鎂質(zhì)試樣還原形成的Fe含量較少，所以才會形成Fe-Ni-S，而且鎳含量較高，達(dá)到1.9%。

隨著硫酸鈉用量的增加，鐵質(zhì)試樣的鎳回收率有略微下降，因此，該試樣形成的FeS中也應(yīng)該含有鎳，但由于含量太低，未能夠在EDS能譜中顯示。對于鎂質(zhì)試樣來說，最終的鎳回收率變化是由金屬顆粒長大提高鎳回收率和形成Fe-Ni-S降低鎳回收率共同作用的結(jié)果。鎂質(zhì)試樣原來金屬顆粒太小，金屬顆粒長大的作用較為明顯，所以其鎳回收率呈上升趨勢。但由于其形成Fe-Ni-S共熔體使得很大一部分鎳損失在尾礦中，使得鎳的回收率只有53%左右。所以，硫酸鈉不是鎂質(zhì)試樣理想的添加劑。

3.3.2 對氟化鈣作用的影響

將兩種試樣添加氟化鈣所得的焙燒產(chǎn)物進(jìn)行掃描電鏡分析，結(jié)果見圖15。由圖15(a)和(b)可以看出，添加氟化鈣后兩種試樣的焙燒產(chǎn)物中的金屬顆粒聚集長大，并出現(xiàn)了金屬殼。圖15(c)和(d)對比了鎂質(zhì)試樣添加氟化鈣前后焙燒產(chǎn)物的變化，發(fā)現(xiàn)沒有添加氟化鈣時原礦中的硅酸鹽礦物結(jié)構(gòu)沒有被破壞，金屬顆粒在硅酸鹽中的遷移阻力很大，基本沒有聚集長大。當(dāng)添加氟化鈣后，硅酸鹽的結(jié)構(gòu)受到破壞，形成了圖15(d)中點所示的熔點較高在冷卻過程中結(jié)晶較好的橄欖石，和點所示的熔點較低的鈣鋁硅酸鹽。金屬顆粒通過低熔點的鈣鋁硅酸鹽形成的渣相聚集長大。

添加氟化鈣后，鐵質(zhì)試樣的金屬顆粒長大十分明顯，所以鎳的品位和回收率都有略微提高。但由于鐵質(zhì)試樣中的鐵含量太高，而氟化鈣對鐵還原的抑制作用不明顯，鎳鐵產(chǎn)品中含有大量的鐵導(dǎo)致鎳鐵產(chǎn)品中鎳的品位不高。處理鐵質(zhì)試樣最主要的問題抑制鐵的還原以得到高鎳品位的鎳鐵產(chǎn)品，所以，氟化鈣不能作為鐵質(zhì)試樣理想的添加劑。對于鎂質(zhì)試樣而言，添加氟化鈣能夠明顯促進(jìn)金屬顆粒的聚集長大，有利于鎳鐵合金的磁選回收，使鎳的回收率從45%提高到85%左右，大大提高了鎳的回收率。同時，鎂質(zhì)試樣本身鐵含量不高，對鎳品位的稀釋作用不明顯，使得鎂質(zhì)試樣能夠在獲得高鎳回收率的情況下保持較高的鎳品位，因此，氟化鈣是鎂質(zhì)試樣理想的添加劑。

圖15 試樣添加氟化鈣前后焙燒產(chǎn)物SEM像和EDS譜

4 結(jié)論

1) 鐵質(zhì)紅土鎳礦的主要載鎳礦物是針鐵礦以及鐵氧化物與硅酸鹽形成的膠結(jié)物，該類型的鎳比較容易還原，且容易形成較大的金屬顆粒，易于后續(xù)的磁選回收；鎂質(zhì)紅土鎳礦的載鎳礦物是蛇紋石和非晶態(tài)的硅酸鹽，其中的鎳較難還原，而且還原所得的金屬顆粒很小，不利于后續(xù)的磁選回收。

2) 硫酸鈉只能作為鐵質(zhì)紅土鎳礦理想的添加劑，鎳的品位能從3%提高到8.5%左右。由于鎂質(zhì)紅土鎳礦中的鐵含量較低，添加硫酸鈉會生成含鎳約1.9%的Fe-Ni-S使鎳損失在磁選尾礦中，不宜作為鎂質(zhì)紅土鎳礦的添加劑。

3) 氟化鈣通過破壞硅酸鹽結(jié)構(gòu)，形成低熔點物質(zhì)，促進(jìn)金屬顆粒聚集長大，對鎂質(zhì)紅土鎳礦作用效果明顯。能夠顯著提高鎂質(zhì)紅土鎳礦鎳鐵產(chǎn)品的鎳品位和回收率，鎳的品位從3%左右提高到7.5%左右，鎳的回收率能從45%左右提高到85%左右。但對鐵質(zhì)紅土鎳礦作用效果不明顯，選別指標(biāo)沒有太大變化。

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(編輯 王 超)

Comparison of direct reduction-magnetic separation process on ferruginous and magnesian laterite ore

LIU Zhi-guo, SUN Ti-chang, WANG Xiao-ping

(School of Civil and Resource Engineering, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China)

A contrast study was carried out on the direct reduction-magnetic separation process between ferruginous laterite ore and magnesian laterite ore. The result shows that nickel in ferruginous laterite ore is easier to be reduced and recovered without adding additives. The nickel recovery rate can reach 90%, but nickel grade is low. The nickel in magnesian laterite ore is harder to be reduced and recovered without adding additives. Both nickel grade and recovery rate are not ideal. The nickel recovery rate just can reach 45%. Sodium sulfate can be used as an ideal additive for ferruginous laterite ore sample, while which is not suitable for magnesian laterite ore. The effect of calcium fluoride on magnesian laterite ore is remarkable, but it is not obvious for ferruginous laterite ore. It is found that nickel existing state, the iron content as well as the metal particle size obtained by reduction are the main reasons for above differences between the two kinds of ores.

ferruginous laterite ore; magnesian laterite ore; direct reduction; magnetic separation

Project (20130006110017) supported by Specialized Research Fund for the Doctoral Program of Higher Education, China

2016-01-25; Accepted date: 2016-10-24

SUN Ti-chang; Tel: +86-10-62314078; E-mail: suntc@ces.ustb.edu.cn

10.19476/j.ysxb.1004.0609.2017.03.018

1004-0609(2017)-03-0594-11

TD925

A

高等學(xué)校博士學(xué)科點專項科研基金(20130006110017)

2016-01-25；

2016-10-24

孫體昌，教授，博士；電話：010-62314078；E-mail：suntc@ces.ustb.edu.cn