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,在本課題組所進行的工藝研究基礎上,對紅土鎳礦氯化離析過程進行研究。
　　 通過熱力學計算,繪制了氣相組成熱力學平衡圖。應用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,應控制鎳鐵合金中鎳的質量分數(shù)≥5％。
　　 為了研究氯化氫的生成過程,研究了SiO2與CaCl2的反應過程:在200℃以下,二水氯化鈣發(fā)生脫水反應;溫度在200℃到750℃之間,體系無有效反應發(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,生成了Ca2Si03C12,隨溫度升高Ca2SiOaCl2與水反應放出氯化氫氣體,摩爾比為1:2時,生成了Ca

3、3SiOs'CaCl2,但是隨著溫度升高,其并不分解,過量的氯化鈣會因蒸汽壓降低而以氣體的形式揮發(fā)。
　　 對金屬氧化物的氯化過程進行研究,結果表明:在600℃左右,蛇紋石分解,脫羥基,增大了氯化過程的反應界面,而溫度在700℃,熱力學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。對氧化鎳氯化過程動力學計算,反應符合氣固反應的“收縮核模型”,屬于內(nèi)擴散控制,表觀活化能為32.4

4、2 kJ.mol-1。
　　 對金屬顆粒的生成及長大過程進行研究,結果表明: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?？梢栽谔急砻婧痛植诘墓杷猁}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,顆粒的長大機制是小的鎳合金顆粒向更加有利位置即兩顆粒的接觸點遷移的過程;在1100～1350℃條件下,顆粒的長大機制是小的鎳鐵合金顆粒熔化蒸發(fā)吸附到大的鎳鐵