硅镁型红土镍矿气基固相还原的研究

发布时间：2022-09-28 14:24

　　随着硫化镍矿的日益枯竭,开发利用红土镍矿越来越受到人们的重视。本文介绍了全球镍资源和红土镍矿资源开发利用的现状。以减小环境污染、提高镍、铁金属化率为目的,对含镍0.82%,含铁9.67%的硅镁型红土镍矿进行气体还原,研究结果为硅镁型红土镍矿工业化应用提供理论依据。首先,开展了氢气和甲烷低温还原硅镁型红土镍矿的研究,考察了还原温度、还原时间、氢气浓度等因素对镍、铁金属化率的影响。结果表明:用氢气作为还原剂时,在还原温度为600℃、还原时间为90 min及氢气浓度为60 vol.%的条件下,红土镍矿中镍、铁金属化率分别达到88%和46%。当矿物粒度小于380 μm时,矿物粒径对镍、铁金属化率的影响并不明显;用甲烷作为还原剂时,在还原温度为700℃,反应时间为60 min,甲烷浓度为20vol.%的条件下,获得的还原产物中镍、铁的金属化率分别达到为91.17%和23.67%。经气基低温还原,矿物中的氧化镍几乎完全还原,部分氧化铁被还原为金属铁与镍形成了镍铁合金,大部分的氧化铁被还原为铁的低价氧化物,并且在还原过程中无定型含镁硅酸盐重结晶生成的镁橄榄石相（Mg2Si04）阻碍了镍、铁的还原。在... 

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【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 镍的性质及用途
        1.2.1 镍的性质
        1.2.2 镍的用途
    1.3 镍资源概况
    1.4 红土镍矿资源概况及其利用现状
        1.4.1 红土镍矿资源概况
        1.4.2 红土镍矿的利用现状
    1.5 红土镍矿处理工艺
        1.5.1 火法工艺
        1.5.2 湿法工艺
        1.5.3 火湿结合工艺
        1.5.4 其他处理工艺
    1.6 气基低温还原红土镍矿研究现状
    1.7 本论文的主要研究内容及意义
        1.7.1 课题研究意义
        1.7.2 主要研究内容
第二章 实验原料、设备与研究方法
    2.1 实验原料和设备
        2.1.1 实验原料
        2.1.2 实验设备
    2.2 实验研究方法及流程
        2.2.1 气体还原实验方法及步骤
        2.2.2 热重实验方法及步骤
        2.2.3 主要评价指标
        2.2.4 分析检测
第三章 硅镁型红土镍矿氢气固相还原的研究
    3.1 引言
    3.2 氢气还原热力学基础
    3.3 红土镍矿氢气还原研究
        3.3.1 还原温度对镍、铁金属化率的影响
        3.3.2 氢气浓度对镍、铁金属化率的影响
        3.3.3 还原时间对镍、铁金属化率的影响
        3.3.4 矿物粒度对镍、铁金属化率的影响
        3.3.5 最优条件下焙砂SEM分析
    3.4 本章小结
第四章 硅镁型红土镍矿甲烷固相还原的研究
    4.1 引言
    4.2 甲烷还原热力学基础
    4.3 红土镍矿甲烷还原研究
        4.3.1 还原温度对镍、铁金属化率的影响
        4.3.2 还原时间对镍、铁金属化率的影响
        4.3.3 甲烷浓度对镍、铁金属化率的影响
        4.3.4 最优条件下焙砂SEM分析
    4.4 本章小结
第五章 硅镁型红土镍矿一氧化碳还原动力学研究
    5.0 引言
    5.1 非等温还原实验
    5.2 等温还原实验
    5.3 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
致谢
参考文献
附录


【参考文献】：
期刊论文
[1]国内外镍资源开发现状分析[J]. 罗雅虹.  技术与市场. 2015(12)
[2]Generation process of FeS and its inhibition mechanism on iron mineral reduction in selective direct reduction of laterite nickel ore[J]. Zhi-guo Liu,Ti-chang Sun,Xiao-ping Wang,En-xia Gao.  International Journal of Minerals Metallurgy and Materials. 2015(09)
[3]中国镍矿资源现状及技术进展[J]. 路长远,鲁雄刚,邹星礼,程红伟,许茜.  自然杂志. 2015(04)
[4]红土镍矿冶炼镍硬铸铁试验[J]. 戴传智,韦江林,刘泽,陆遥遥.  铁合金. 2015(05)
[5]氮气气氛中镁质氧化镍矿不同温度下焙烧后矿相转变[J]. 李谦,李博,魏永刚,周世伟,王华.  稀有金属. 2016(05)
[6]红土镍矿焙烧过程中的矿相转变及其对气体还原的影响[J]. 徐玉棱,郭曙强,卞玉洋,陈松,丁伟中,谈定生.  上海大学学报(自然科学版). 2014(06)
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[8]红土镍矿冶炼工艺研究现状及进展[J]. 李小明,白涛涛,赵俊学,李文锋,李志国,崔雅茹.  材料导报. 2014(05)
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博士论文
[1]低品位镍红土矿湿法冶金提取基础理论及工艺研究[D]. 李栋.中南大学 2011
[2]低品位镍红土矿硫酸浸出及浸出渣综合利用理论及工艺研究[D]. 石文堂.中南大学 2011
[3]金川高镁型低品位硫化镍矿生物浸出的应用基础与技术研究[D]. 甄世杰.中南大学 2010

硕士论文
[1]硫酸钠对红土镍矿在氢气和甲烷气氛下的还原性研究[D]. 卢杰.太原理工大学 2013
[2]红土镍矿氯化离析过程研究[D]. 张琏鑫.中南大学 2011
[3]低品位红土镍矿选择性还原—磁选富集镍的工艺及机理研究[D]. 崔瑜.中南大学 2011
[4]红土镍矿制取镍铁合金原料的新工艺及机理研究[D]. 饶明军.中南大学 2010



本文编号：3681826