1 绪论 1
1.1 概述 1
1.2 镍的性质与用途 1
1.3 镍的生产与消费 2
1.3.1 镍的生产 2
1.3.2 镍的消费 3
1.4 镍资源特点及开发状况 3
1.4.1 镍资源特点 3
1.4.2 镍资源开发现状 4
1.5 红土镍矿处理工艺概况 5
1.5.1 火法处理工艺 5
1.5.2 湿法处理工艺 8
1.5.3 火法—湿法结合工艺 12
1.5.4 细菌浸出工艺 12
1.6 氯化冶金工艺 12
1.6.1 湿法氯化冶金 13
1.6.2 火法氯化冶金 14
1.6.3 氯化离析工艺 15
1.6.4 小结 17
1.7 研究背景及内容 18
1.7.1 研究背景 18
1.7.2 研究内容 18
参考文献 20
2 实验原料、流程及方法 27
2.1 矿石原料研究 27
2.2 化学试剂 29
2.3 实验设备 30
2.4 实验方法及流程 31
2.4.1 常压盐酸浸出低品位红土镍矿实验 31
2.4.2 红土镍矿盐酸-氯化铵体系浸出工艺研究 32
2.4.3 氯化焙烧—水浸出低品位红土镍矿实验 33
2.4.4 氯化离析—磁选低品位红土镍矿实验 34
2.4.5 矿相重构对红土镍矿镍钴浸出行为的影响实验研究 36
2.5 分析及检测 37
2.5.1 元素分析 37
2.5.2 样品表征与检测 39
参考文献 41
3 红土镍矿常压盐酸浸出工艺实验及机理研究 42
3.1 概述 42
3.2 热力学计算及分析 42
3.2.1 热力学计算 42
3.2.2 盐酸浸出低品位红土镍矿的主要化学反应△rG？-T图 43
3.2.3 红土镍矿中金属-H2O体系E-pH图 45
3.2.4 工艺条件范围确定 48
3.3 实验结果与讨论 49
3.3.1 矿料粒度对浸出率的影响 49
3.3.2 初始酸浓度对浸出率的影响 50
3.3.3 浸出温度对浸出率的影响 51
3.3.4 固液比对浸出率的影响 52
3.3.5 搅拌速度对浸出率的影响 52
3.3.6 浸出时间对浸出率的影响 53
3.3.7 正交实验 55
3.3.8 盐酸浸出渣物相分析 55
3.4 浸出过程动力学研究 56
3.4.1 浸出动力学模型 56
3.4.2 低品位红土镍矿浸出动力学方程 59
3.5 浸出机理研究 64
3.6 本章小结 66
参考文献 67
4 氯化铵-盐酸体系选择性浸出红土镍矿工艺及机理研究 69
4.1 概述 69
4.2 试验结果与讨论 69
4.2.1 盐酸浓度对浸出的影响 69
4.2.2 氯化铵浓度对浸出率的影响 70
4.2.3 浸出温度对浸出率的影响 71
4.2.4 液固比对浸出的影响 72
4.2.5 浸出时间对浸出的影响 73
4.3 浸出机理分析 74
4.3.1 酸浸出机理研究 74
4.3.2 氯盐浸出机理研究 77
4.4 浸出动力学分析 80
4.5 盐酸-氯化铵体系水溶液OLI分析 85
4.6 本章小结 88
参考文献 89
5 红土镍矿氯化焙烧水浸工艺实验及机理研究 91
5.1 概述 91
5.2 低温氯化焙烧实验研究 91
5.2.1 热力学分析 91
5.2.2 实验条件的确定 96
5.2.3 结果与讨论 97
5.2.4 正交实验 103
5.3 中温氯盐焙烧实验研究 104
5.3.1 热力学分析 104
5.3.2 实验条件的确定 106
5.3.3 结果与讨论 106
5.3.4 正交实验 113
5.3.5 氯化机理研究 114
5.3.6 氯化动力学研究 119
5.4 本章小结 122
参考文献 123
6 红土镍矿氯化离析—磁选机理及工艺实验研究 125
6.1 概述 125
6.1.1 离析机理 125
6.1.2 离析焙砂的处理 127
6.2 氯化氢气体生成过程研究 127
6.2.1 TG-DTA分析 127
6.2.2 氯化氢气体生成过程 128
6.3 金属氧化物氯化过程研究 131
6.3.1 氯化过程热力学 131
6.3.2 焙烧温度及氯化剂加入量对镍的氯化率的影响 132
6.3.3 预焙烧温度对镍的氯化率的影响 133
6.4 金属颗粒成核及晶核生长过程研究 134
6.4.1 水分对镍铁合金晶核生长的影响 134
6.4.2 温度对镍铁合金晶核生长的影响 139
6.5 氯化离析实验 141
6.5.1 氯化剂种类对镍钴品位及回收率的影响 142
6.5.2 氯化剂用量对镍钴品位及回收率的影响 143
6.5.3 还原剂种类对镍钴品位及回收率的影响 144
6.5.4 还原剂用量对镍钴品位及回收率的影响 145
6.5.5 还原剂粒度对镍钴品位及回收率的影响 146
6.5.6 离析温度对镍钴品位及回收率的影响 147
6.5.7 离析时间对镍钴品位及回收率的影响 149
6.5.8 磁选强度对镍钴品位及回收率的影响 149
6.6 离析精矿与尾矿矿物分析 150
6.6.1 精矿化学组成与主要物相 150
6.6.2 精矿的形成与选别机制 151
6.6.3 尾矿组成与选别机制 153
6.7 本章小结 153
参考文献 155
7 矿相重构对金属元素浸出行为的影响机理研究 156
7.1 概述 156
7.2 矿相重构实验研究 156
7.2.1 焙烧实验研究 156
7.2.2 矿相重构分析 156
7.2.3 矿相重构对金属元素常压盐酸浸出行为的影响 161
7.2.4 矿相重构对金属元素氯化焙烧实验中浸出行为的影响 164
7.2.5 矿相重构对金属元素氯化离析—磁选实验中富集行为的影响 167
7.3 本章小结 167
参考文献 168
8 结论及建议 170