·1444- 北京科技大学学报 第33卷 b 图2红土镍矿含碳团块还原后形貌()和还原团块破碎分离后所得镍铁粒(b) Fig.2 Morphology of the reduced nickle laterite/coal composite briquettes (a)and the ferro-nickel granules separated from the reduced briquettes (b) 粒尺寸等有关 金属壳内快速被还原.脉石、灰分、熔剂及未还原的 2.2.1焙烧温度 铁氧化物则形成半熔融状炉渣.还原后的金属镍铁 焙烧温度对镍铁粒中镍、全铁品位的影响见 在高温下渗碳，形成镍铁粒，与炉渣可以有效地分 图3.从图3可见：在石灰石加入量为20%，C/0= 离.如果温度过低，固态金属壳熔化很慢甚至不熔 1.4(摩尔比)，焙烧时间为60min的条件下，温度从 化，渣的流动性差，渣与金属难以彻底分离.当温度 1325℃升高到1350℃，镍的品位从9.0%提高到 升高时，镍铁和渣更容易熔化，熔渣的黏度降低，流 9.4%,镍的回收率从91.9%提高到96.6%；继续升 动性更好，有利于金属的扩散聚集，有利于金属与渣 高温度，镍的品位趋于平稳.随温度的升高，全铁品 的分离，因此铁的回收率升高.经综合考虑，焙烧温 位增幅较少，1350℃时全铁品位为87.5%，回收率 度为1350℃比较合适 为97.9%. 2.2.2焙烧时间 100 100 在石灰石加入量为20%，C/0=1.4,温度为 90 1350℃的条件下，考察了焙烧时间对镍铁粒中镍、 95 全铁品位及回收率的影响，结果见图4.当焙烧时间 80 ■一TFe品位 由40min增加到60min时，镍的回收率由84.5%增 ●一Ni品位 20 4一Fe回收率 加到96.6%，镍品位由8.0%增加到9.4%.超过 ★一Ni回牧率 10 85 60min后，镍、全铁品位及镍、铁回收率趋于平稳.这 表明在1350℃的条件下，焙烧时间为60min比较合 80 1325 13501375 1400 适，此时渣与金属己经完全分离 温度℃ 2.2.3配碳量 图3培烧温度对镍铁粒中镍、全铁品位及镍、铁回收率的影响 在石灰石加入量为20%，焙烧时间为60min,焙 Fig.3 Effects of reduction temperature on the grades and recovery 烧温度为1350℃的条件下，考察了配碳量(C/0摩 rates of nickel and iron in the ferro-nickel granules 尔比)对镍铁粒中镍、全铁品位及镍、铁回收率的影 焙烧温度为1325℃时，镍铁粒细小，与渣结合 响，结果见图5.随着配碳量的增加，镍的品位及回 比较紧密，镍铁粒与渣之间的缩孔小.随焙烧温度 收率逐渐增加，当C/0=1.4时达到顶峰，铁的品位 升高，镍铁粒尺寸逐渐增大，温度为1350℃、 及回收率增幅比较平缓.随着配碳量的增加，所得 1375℃时，镍铁粒尺寸相对较均匀，渣与金属分离 镍铁粒的质量逐渐增加，C/0=1.4时达到最大.当 效果好，到1400℃后镍铁聚集为一整块. C/0=1.5时，细小的镍铁粒较多. 红土镍矿含碳团块高温加热时，还原首先在表 配碳主要起两个作用：(1)作为镍、铁氧化物的 面开始，在表面形成了一个金属壳，可以防止其内部 还原剂：(2)当镍、铁被还原以后，过量的碳渗透到 反应产生的C0气体向外部逸出，使镍铁氧化物在 镍铁合金中降低开始熔化温度，使镍铁合金熔化.北 京 科 技 大 学 学 报 第 33 卷 图 2 红土镍矿含碳团块还原后形貌( a) 和还原团块破碎分离后所得镍铁粒( b) Fig． 2 Morphology of the reduced nickle laterite /coal composite briquettes ( a) and the ferro-nickel granules separated from the reduced briquettes ( b) 粒尺寸等有关． 2. 2. 1 焙烧温度 焙烧温度对镍铁粒中镍、全铁品位的影响见 图 3． 从图 3 可见: 在石灰石加入量为 20% ，C /O = 1. 4 ( 摩尔比) ，焙烧时间为 60 min 的条件下，温度从 1 325 ℃升高到 1 350 ℃，镍的品位从 9. 0% 提高到 9. 4% ，镍的回收率从 91. 9% 提高到 96. 6% ; 继续升 高温度，镍的品位趋于平稳． 随温度的升高，全铁品 位增幅较少，1 350 ℃ 时全铁品位为 87. 5% ，回收率 为 97. 9% ． 图 3 焙烧温度对镍铁粒中镍、全铁品位及镍、铁回收率的影响 Fig． 3 Effects of reduction temperature on the grades and recovery rates of nickel and iron in the ferro-nickel granules 焙烧温度为 1 325 ℃ 时，镍铁粒细小，与渣结合 比较紧密，镍铁粒与渣之间的缩孔小． 随焙烧温度 升高，镍铁粒尺寸逐渐增大，温 度 为 1 350 ℃、 1 375 ℃时，镍铁粒尺寸相对较均匀，渣与金属分离 效果好，到 1 400 ℃后镍铁聚集为一整块． 红土镍矿含碳团块高温加热时，还原首先在表 面开始，在表面形成了一个金属壳，可以防止其内部 反应产生的 CO 气体向外部逸出，使镍铁氧化物在 金属壳内快速被还原． 脉石、灰分、熔剂及未还原的 铁氧化物则形成半熔融状炉渣． 还原后的金属镍铁 在高温下渗碳，形成镍铁粒，与炉渣可以有效地分 离． 如果温度过低，固态金属壳熔化很慢甚至不熔 化，渣的流动性差，渣与金属难以彻底分离． 当温度 升高时，镍铁和渣更容易熔化，熔渣的黏度降低，流 动性更好，有利于金属的扩散聚集，有利于金属与渣 的分离，因此铁的回收率升高． 经综合考虑，焙烧温 度为 1 350 ℃比较合适． 2. 2. 2 焙烧时间 在石灰石加入量为 20% ，C /O = 1. 4，温 度 为 1 350 ℃的条件下，考察了焙烧时间对镍铁粒中镍、 全铁品位及回收率的影响，结果见图 4． 当焙烧时间 由 40 min 增加到 60 min 时，镍的回收率由 84. 5% 增 加到 96. 6% ，镍品位由 8. 0% 增加到 9. 4% ． 超过 60 min后，镍、全铁品位及镍、铁回收率趋于平稳． 这 表明在 1 350 ℃的条件下，焙烧时间为 60 min 比较合 适，此时渣与金属已经完全分离． 2. 2. 3 配碳量 在石灰石加入量为 20% ，焙烧时间为 60 min，焙 烧温度为 1 350 ℃的条件下，考察了配碳量( C /O 摩 尔比) 对镍铁粒中镍、全铁品位及镍、铁回收率的影 响，结果见图 5． 随着配碳量的增加，镍的品位及回 收率逐渐增加，当 C /O = 1. 4 时达到顶峰，铁的品位 及回收率增幅比较平缓． 随着配碳量的增加，所得 镍铁粒的质量逐渐增加，C /O = 1. 4 时达到最大． 当 C /O = 1. 5 时，细小的镍铁粒较多． 配碳主要起两个作用: ( 1) 作为镍、铁氧化物的 还原剂; ( 2) 当镍、铁被还原以后，过量的碳渗透到 镍铁合金中降低开始熔化温度，使镍铁合金熔化． ·1444·