紅土鎳礦氯化離析過程研究.pdf

1、隨著高品位硫化鎳礦日益枯竭,低品位紅土鎳礦的利用隨之受到越來越多的關(guān)注。本論文以國外某一地區(qū)的低鐵高鎂紅土鎳礦為原料,在本課題組所進(jìn)行的工藝研究基礎(chǔ)上,對(duì)紅土鎳礦氯化離析過程進(jìn)行研究。
　　 通過熱力學(xué)計(jì)算,繪制了氣相組成熱力學(xué)平衡圖。應(yīng)用FactSage軟件以及其相圖數(shù)據(jù)庫,研究了M-C-O系相圖、MO-SiO2系相圖、Ni-Fe-O系相圖、Ni-Fe合金磁性相圖和混合氯化物相圖,結(jié)果表明要得到好的離析效果必須要控制體系為弱還

2、原性氣氛和較高的溫度,在850℃出料水淬,應(yīng)控制鎳鐵合金中鎳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥5％。
　　 為了研究氯化氫的生成過程,研究了SiO2與CaCl2的反應(yīng)過程:在200℃以下,二水氯化鈣發(fā)生脫水反應(yīng);溫度在200℃到750℃之間,體系無有效反應(yīng)發(fā)生:溫度在750℃到800℃之間,體系Si02和CaCl2的摩爾比為2:1和1:1時(shí),生成了Ca2Si03C12,隨溫度升高Ca2SiOaCl2與水反應(yīng)放出氯化氫氣體,摩爾比為1:2時(shí),生成了Ca

3、3SiOs'CaCl2,但是隨著溫度升高,其并不分解,過量的氯化鈣會(huì)因蒸汽壓降低而以氣體的形式揮發(fā)。
　　 對(duì)金屬氧化物的氯化過程進(jìn)行研究,結(jié)果表明:在600℃左右,蛇紋石分解,脫羥基,增大了氯化過程的反應(yīng)界面,而溫度在700℃,熱力學(xué)上需要更高的氯化氫氣體分壓,從而造成了鎳的氯化率隨著溫度從600～1000℃升高,先降低然后升高。對(duì)氧化鎳氯化過程動(dòng)力學(xué)計(jì)算,反應(yīng)符合氣固反應(yīng)的“收縮核模型”,屬于內(nèi)擴(kuò)散控制,表觀活化能為32.4

4、2 kJ.mol-1。
　　 對(duì)金屬顆粒的生成及長大過程進(jìn)行研究,結(jié)果表明:隨著水蒸氣分壓的升高,精礦品位逐漸降低,鎳的收率逐漸升高。鎳鐵合金顆粒可以在碳表面和粗糙的硅酸鹽表面離析,在碳表面離析的合金顆粒容易長大,而在硅酸鹽表面離析的顆粒難以長大。在1000℃～1100℃下,顆粒的長大機(jī)制是小的鎳合金顆粒向更加有利位置即兩顆粒的接觸點(diǎn)遷移的過程;在1100～1350℃條件下,顆粒的長大機(jī)制是小的鎳鐵合金顆粒熔化蒸發(fā)吸附到大的鎳鐵