红土矿焙烧—磁选本科毕业设计.doc

SHANGHAI UNIVERSITY
毕业设计(论文)
UNDERGRADUATE PROJECT (THESIS)
题目: 红土镍矿的还原-磁选实验研究
学院材料科学与工程学院
专业冶金工程
学号 08120011
学生姓名吴志文
指导教师洪新教授
起讫日期 -
目录
目录 I
摘要 III
ABSTRACT V
第一章文献综述 1
课题研究背景 1
镍的性质及其用途 1
镍资源概况及其利用现状 2
红土矿特性 5
红土矿的需求及镍的消费 6
红土镍矿的处理工艺 8
火法工艺 8
湿法冶金 10
火法-湿法结合工艺 13
-磁选研究现状 14
本课题的研究目标意义及主要内容 15
第二章红土镍矿还原的热力学分析 17
红土矿选择性还原理论基础 17
还原红土镍矿C需求量计算 19
第三章实验设备及方法 21
21
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非标竖式炉 21
CXG-08SD型磁选管 23
X-射线荧光光谱仪(XRF) 24
X-射线衍射仪 25
扫描电镜-能谱仪(SEM-EDS) 25
试验方法 26
正交试验法 26
模式识别 26
第四章红土镍矿还原-磁选实验研究 27
实验原料 27
27
还原剂 28
保护气体 28
助熔剂 28
29
实验流程 29
实验方案及参数 30
-磁选实验结果 33
33
37
本章小结 39
第五章总结 41
参考文献 42
致谢 44
附录 45
红土镍矿的还原—磁选实验研究
摘要
镍是一种银白色金属,具有优良的使用性能, 已成为航空工业、国防工业和日常生活不可缺少的金属。镍的最大用途是生产不锈钢、耐热钢,其次是生产合金结构钢和合金铸铁。其中仅不锈钢生产就占到镍产量的65%,因此,随着世界不锈钢需求的迅猛增长,镍的需求量将进一步提高。虽然地球上镍元素含量很多,仅次于铁列第五位。但是目前可供人类开发利用的镍资源只限于陆地的硫化镍矿和红土镍矿。 ,其中30%为硫化镍矿、70%为红土镍矿,镍产品约有60%来自于硫化镍矿。而世界可供近期开发的硫化镍资源,除了加拿大的Voisey bay镍矿外,其余寥寥无几。加之硫化镍矿资源勘探周期和建设周期均较长,开发和利用相对比较困难。而红土镍矿资源丰富,采矿成本低,选冶工艺趋于成熟,可生产氧化镍、硫镍、镍铁等多种中间产品;矿源靠海,便于运输。因此,开发利用红土镍矿具有重要的现实意义。
因此,从长远来看,红土矿将是未来镍的主要来源。由于品位高、开采条件好的硫化镍矿资源渐趋枯竭,加快红土镍矿的选冶工艺研究,已成为目前国际上的重大冶金难题,也是关系到未来镍稳定供应的全球性课题。利用红土镍矿生产镍铁,是不锈钢企业合理利用红土镍矿资源的有效途径,为快速发展的不锈钢产业提供了优质、廉价的原料。在红土镍矿的传统处理工艺中,有的原料适应性差、金属回收率低,有的存在着能耗高、污染大、操作成本高的缺陷。因此,找到有效的,环保,低成本的红土镍矿处理工艺对经济、社会、学术都有很大的意义。
本课题以红土镍矿为原料,利用焙烧还原工艺将镍和铁由其矿物还原成金属镍和铁,、镍的赋存状态进行研究,实验采用直接还原—磁选工艺,研究还原温度、还原时间、配碳比C/O和助熔剂CaO的含量对铁镍回收效果及品味的影响。通过设计正交试验作为初期的探索可以得到Ni%%以上,回收率可达37%以上。通过模式识别对试验样本进行分析,然后在优化区域内设计了两组新样本。两组样本得到的精矿的镍品位分别为
%、%,%、%。
关键词:红土镍矿,直接还原,磁选,镍铁
ABSTRACT
Nickel is a silvery white metal with excellent performance, as a kind of Indispensable metal which has been widely used in aviation