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红土镍矿研究开题报告 冶金与生态工程学院 李好泽 镍和镍矿 镍是一种银白色金属，具有良好的机械强度和韧性，并且在较大范围内具有抗腐蚀性，所以其被广泛的应用于不锈钢的生产。 镍矿主要分为两种类型，硫化矿和氧化矿，随着硫化矿的常年开发，其储量在逐年减少，而红土矿的开发越显重要。 氧化矿由于贴的氧化呈现红褐色，因此又称为红土镍矿。 红土镍矿简介 红土镍矿分为两类， 位于矿床上层的褐铁矿铁、镍低（﹤1.5%），硅、镁也较低，但钴含量比较高，这种矿石宜采用湿法冶金工艺处理 ； 位于矿床下层的硅镁镍矿，硅、镁的含量比较高，铁含量较低、钴含量也较低，但镍的含量比较高（﹥2.0%），这种矿石宜采用火法冶金工艺处理 。 红土镍矿的湿法冶金工艺 还原焙烧-氨浸工艺（RRAL） 首先通过还原焙烧，使镍、钴和部分铁还原成合金，然后再经过多级逆流氨浸，浸出液经硫化沉淀，沉淀母液再除铁、蒸氨，产出碱式硫酸镍，碱式硫酸镍再经煅烧转化成氧化镍，也可以经还原生产镍粉 。 缺点：Ni、CO回收率低，新建镍厂已不再选用此法。 红土镍矿的湿法冶金工艺 硫酸加压酸浸工艺（HPAL) 在250～270℃，4-5MPa的高温高压条件下，用稀硫酸将镍、钴等有价金属与铁、铝矿物一起溶解，在随后的反应中，控制一定的pH值等条件，使铁、铝和硅等杂质元素水解进入渣中，镍、钴选择性进入溶液。浸出液用硫化氢还原中和,沉淀，产出高质量的镍钴硫化物。镍钴硫化物通过传统的精炼工艺配套产出最终产品。 优点：Ni、CO浸出率高 缺点：酸耗大，污染环境，不适合含镁高的腐殖土矿。 红土镍矿的湿法冶金工艺 其他湿法工艺 研究人员们对氨浸和酸浸工艺进行了改进，氨浸后连续萃取，提高了回收率，高压酸浸（HPAL)与常压浸出（AL）相结合，发明了HPAL-AL工艺。 堆浸法 微波烧结-加压浸出法 氯化离析-氨浸法 生物浸出法 红土镍矿的湿法工艺 湿法工艺展望 传统的加压酸浸工艺越来越受重视，在未来几年新建的红土镍矿项目中，此法占了很大的比例。这是由于与火法和氨浸法相比较，加压酸浸在技术和经济上都占有优势。但是该技术也存在很多的问题，如一次性设备投入大；只适合处理含镁低的褐铁型矿石，且对矿石的品位有要求；固液废料多，污染环境等等，这些难题一直限制着该工艺的发展。人们在完善加压酸浸技术的同时也在不断地开发新的红土镍矿湿法流程，如常压浸出、生物浸出等技术。 红土镍矿的火法工艺 镍锍工艺 镍铁工艺 回转窑干燥预还原-电炉还原熔炼法 镍铁工艺的理论基础 回转窑直接还原法-大江山法 镍锍工艺 还原硫化熔炼的硫化剂可选择黄铁矿、石膏、硫磺和含硫的镍原料。生产镍锍工艺的产品经吹炼得到高镍锍 红土镍矿 细粒级 粗粒级 筛分 制团 煅烧 硫化剂 S,CaSO4 还原熔炼 低镍锍 吹炼 炉渣 髙镍锍 炉渣 50-150mm 弃 或 弃 回转窑直接还原-电炉熔炼法（RKEF) 将红土矿矿石破碎到50-150um，含水约30％的红土镍矿经回转窑在700-900℃干燥脱水和预还原处理后，再送入矿热电炉，在约1550～1600℃的高温下还原熔炼产出含镍10％的镍铁再经转炉进一步精炼富集至20％以上出售，供生产不锈钢 优点：工艺适用性强，流程简单，Ni回收率高 缺点：能耗过高，不适合处理Ni品位低的褐铁矿 红土镍矿 细粒级 粗粒级 筛分 制团 煅烧 还原熔炼 粗镍铁 吹炼 炉渣 镍铁合金 炉渣 50-150mm 弃 或 弃 ﹥1000℃ 10-30mm的挥发性碳 氧气 生石灰 回转窑直接还原-电炉熔炼法（RKEF) 现在大部分研究此法的工作人员把精力集中在了合理的设备改造和管理制度，来降低能耗，从而降低生产成本。在长期的实践和试验中，科学工作者总结了一些降低生产成本的技术措施。 采用镁质材料筑炉，在筑炉过程中要配好粘合剂并控制用量；捣打时，每一层铺料厚度为40-60mm ，并用风镐捣打紧密，捣打完扒毛后，方可铺料捣打下一层，在烘炉过程中要把水分烘干。 采用炭砖筑炉，改炭砖平放为竖放，并在炭砖中部打眼用小石墨电极连接成整体，砖缝用炭质材料填充，同时用风镐捣打紧密。 在筑炉时，两个出铁口要有一定高差，生产前期使用高位出铁口，当炉底侵蚀到一定程度时使用低位出铁口。 回转窑直接还原-电炉熔炼法（RKEF) 控制配碳量和提高二次人炉电压，控制电极下插深度，防止炉底侵蚀。 控制好渣型，尤其是渣中的FeO含量，其既影响渣的导电性，又影响渣的熔点，最终影响镍的回收率。 镍矿在人炉前需要预先经过干燥脱水