氧化鎳氯化離析機(jī)理研究.pdf

1、隨著硫化鎳礦的日益減少，紅土鎳礦的開(kāi)發(fā)利用成為廣大研究者們的研究重點(diǎn)。氯化離析是一種別具特色的紅土鎳礦處理工藝，工序少，能耗低，且對(duì)礦石適應(yīng)性強(qiáng)，具有廣闊的應(yīng)用前景。但是紅土鎳礦礦相成分多變且物質(zhì)種類(lèi)繁多，其氯化離析涉及到的反應(yīng)既多且雜，為了更好地掌握氯化離析機(jī)理，本課題將氯化離析過(guò)程近似分為氯化劑對(duì)目標(biāo)金屬氧化物的氯化和目標(biāo)金屬氯化物的還原兩個(gè)階段，以純的NiO和NiCl2為實(shí)驗(yàn)對(duì)象來(lái)分別研究這兩個(gè)階段。主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　

2、(1)氯化劑對(duì)NiO的氯化階段主要研究MgCl2·6H2O和CaCl2·6H2O的分解和二者對(duì)NiO的氯化。氯鹽的分解過(guò)程中以SiO2、Fe2O3、CaO(MgO)為添加劑，考察其對(duì)氯鹽分解的影響，然后分別以MgCl2·6H2O和CaCl2·6H2O為氯化劑，研究氯化反應(yīng)發(fā)生的適宜條件、SiO2、Fe2O3對(duì)氯化的影響及 HCl(g)的產(chǎn)率變化與氯化率之間的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，加熱 CaCl2·6H2O得到的 HCl(g)產(chǎn)率(最高值3

3、4.5%)遠(yuǎn)低于 MgCl2·6H2O(最高值87.95%)；高溫下，SiO2和Fe2O3可以與這兩種氯化劑或氯化劑的分解產(chǎn)物反應(yīng)生成新的化合物從而促進(jìn)其分解出HCl(g)，二者可以使MgCl2·6H2O在800℃下基本分解完全(其獨(dú)立分解時(shí)900℃才能基本反應(yīng)完全)，使 CaCl2·6H2O的 HCl(g)產(chǎn)率(1000℃)分別提高至51.94%和42.93%。；CaO可以與MgCl2發(fā)生交互作用，大幅降低MgCl2·6H2O的HCl

4、(g)產(chǎn)率(低于35%)，同時(shí)添加SiO2可以減輕或消除CaO對(duì)MgCl2·6H2O分解HCl(g)的不利作用；MgO與SiO2共同作用于CaCl2·6H2O可明顯提高其HCl(g)產(chǎn)率。實(shí)驗(yàn)條件下，這兩種氯化劑對(duì)NiO的氯化率均隨著氯化溫度升高先升高后降低，均在600℃達(dá)到最大值，分別為14.44%和0.18%(氯化劑與NiO比例為1:1)，二者對(duì)NiO的氯化率隨著氯化劑增加而升高。SiO2會(huì)促進(jìn)氯鹽分解出HCl(g)，對(duì)NiO的氯化

5、有一定的促進(jìn)作用，但是SiO2的增加同時(shí)也會(huì)減小氯化介質(zhì)與NiO的接觸機(jī)會(huì)，添加量增大到一定程度反而降低氯化率?？偟膩?lái)說(shuō)，F(xiàn)e2O3對(duì)NiO的氯化沒(méi)有促進(jìn)作用，在400~700℃范圍內(nèi)，F(xiàn)e2O3的存在會(huì)明顯降低NiO的氯化率。
　　(2)NiCl2的還原階段主要考察了反應(yīng)溫度、還原劑用量、SiO2及 Fe2O3的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，溫度升高或木炭粉添加量增大均可使 NiCl2還原率升高，用0.24g木炭粉還原0.01mol Ni

6、Cl2，溫度從600℃升高至900℃，還原率可以從6.64%升高至32.56%，1000℃下，一部分NiCl2逸出坩堝，導(dǎo)致計(jì)算所得的還原率偏低。木炭粉添加量增大至每0.01mol NiCl2添加0.24g木炭粉后還原率基本不再升高。添加了SiO2(或SiO2與CaO的混合物)的還原率比未添加時(shí)高，900℃時(shí)，添加了Si/Ni為1的SiO2后還原率從32.56%升高至37.18%。由于Fe2O3比NiCl2更容易被還原，所以Fe2O3的