工程科学学报，第38卷，第6期：754-759,2016年6月 Chinese Journal of Engineering,Vol.38,No.6:754-759,June 2016 DOI:10.13374/j.issn2095-9389.2016.06.002:http://journals.ustb.edu.cn 硫酸钠对高铁型红土镍矿中铁矿物还原的抑制机理 高恩霞，刘志国，孙体昌区，王晓平 北京科技大学土木与环境工程学院，北京100083 ☒通信作者，E-mail:sunte@ces.ustb.cdu.cm 摘要研究了疏酸钠对红土镍矿中铁矿物还原的抑制机理.结果发现硫酸钠能够改变铁矿物的还原历程，生成F$和含 铁的铝硅酸盐，使培烧矿液相增加.液相的增加抑制煤的气化反应，减弱体系的还原气氛，同时抑制还原气体的扩散，对铁矿 物的还原不利.FeS和铝硅酸盐形成的液相包裹在FO周围使其还原受到抑制，铝硅酸盐在包裹FeO的同时与其反应生成更 多液相，对F0的还原起到进一步的抑制作用. 关键词镍矿处理：红土矿；硫酸钠：选择性还原；抑制机理 分类号TD925 Inhibition mechanism of iron mineral reduction in high iron type laterite nickel ore with the addition of sodium sulfate GAO En-xia,LIU Zhi-guo,SUN Ti-chang,WANG Xiao-ping School of Civil and Environmental Engineering,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China Corresponding author,E-mail:sunte@ces.ustb.edu.en ABSTRACT The inhibition mechanism of iron mineral reduction in laterite nickel ore with the addition of sodium sulfate was studied in the paper.It is found that sodium sulfate can change the reduction process of iron mineral,with FeS and aluminosilicates containing iron generated,and make the content of liquid phase in the roasted ore increase.The increase of liquid phase suppresses the coal gasi- fication reaction,weakens the reducing atmosphere,and inhibits the diffusion of reducing gas at the same time,which is adverse to iron mineral reduction.FeS and aluminosilicates wrapping around Fe0 restrains the reduction of FeO,and aluminosilicates can react with FeO to generate more liquid phase in the inhibition process,leading to a further inhibition of FeO reduction. KEY WORDS nickel ore treatment:laterites:sodium sulfate:selective reduction:inhibition mechanisms 按地质成因，镍资源主要划分为岩浆型硫化镍矿 的质量分数多在30%以上，为高铁型红土镍矿.在高 床和风化型红土镍矿床，目前60%以上的镍产量来源 铁型红土镍矿直接还原过程中，会有大量的铁被还原， 于硫化镍矿0.但是，随着镍的需求不断增加及世界 导致镍铁合金被铁稀释，磁选所得镍铁产品的镍品位 可供开发的硫化镍资源逐渐短缺，从储量丰富的红土 偏低，影响其经济价值.为得到高镍品位的镍铁粉，需 矿中提取镍成为研究的热点，采用直接还原一磁选的 要在镍尽可能还原的情况下控制铁的还原.研究结果 方法是其中较有效的方法之一 表明通过控制还原气氛5和使用添加剂可以达 根据矿层分布和矿石中铁和镁含量的不同，红土 到选择性还原的目的.控制还原气氛可以通过调整还 镍矿可以简单地分为褐铁矿类型和残积矿类型。褐铁 原剂的种类和用量来实现，但效果有限，即使添加很少 矿类型含铁较高，但含镍和镁较低：残积矿类型含镍、 量的煤，在很弱的还原气氛下，也很难达到理想的选择 镁和硅较高，但含铁较低.褐铁矿类型红土镍矿其铁 性还原效果，所得的产品镍品位不高圆.在众多添加 收稿日期：20150801 基金项目：高等学校博士学科点专项科研基金资助项目(20130006110017)工程科学学报，第 38 卷，第 6 期: 754--759，2016 年 6 月 Chinese Journal of Engineering，Vol． 38，No． 6: 754--759，June 2016 DOI: 10． 13374 /j． issn2095--9389． 2016． 06． 002; http: / /journals． ustb． edu． cn 硫酸钠对高铁型红土镍矿中铁矿物还原的抑制机理 高恩霞，刘志国，孙体昌，王晓平 北京科技大学土木与环境工程学院，北京 100083  通信作者，E-mail: suntc@ ces． ustb． edu． cn 摘 要 研究了硫酸钠对红土镍矿中铁矿物还原的抑制机理． 结果发现硫酸钠能够改变铁矿物的还原历程，生成 FeS 和含 铁的铝硅酸盐，使焙烧矿液相增加． 液相的增加抑制煤的气化反应，减弱体系的还原气氛，同时抑制还原气体的扩散，对铁矿 物的还原不利． FeS 和铝硅酸盐形成的液相包裹在 FeO 周围使其还原受到抑制，铝硅酸盐在包裹 FeO 的同时与其反应生成更 多液相，对 FeO 的还原起到进一步的抑制作用． 关键词 镍矿处理; 红土矿; 硫酸钠; 选择性还原; 抑制机理 分类号 TD925 Inhibition mechanism of iron mineral reduction in high iron type laterite nickel ore with the addition of sodium sulfate GAO En-xia，LIU Zhi-guo，SUN Ti-chang ，WANG Xiao-ping School of Civil and Environmental Engineering，University of Science and Technology Beijing，Beijing 100083，China  Corresponding author，E-mail: suntc@ ces． ustb． edu． cn ABSTＲACT The inhibition mechanism of iron mineral reduction in laterite nickel ore with the addition of sodium sulfate was studied in the paper． It is found that sodium sulfate can change the reduction process of iron mineral，with FeS and aluminosilicates containing iron generated，and make the content of liquid phase in the roasted ore increase． The increase of liquid phase suppresses the coal gasi￾fication reaction，weakens the reducing atmosphere，and inhibits the diffusion of reducing gas at the same time，which is adverse to iron mineral reduction． FeS and aluminosilicates wrapping around FeO restrains the reduction of FeO，and aluminosilicates can react with FeO to generate more liquid phase in the inhibition process，leading to a further inhibition of FeO reduction． KEY WOＲDS nickel ore treatment; laterites; sodium sulfate; selective reduction; inhibition mechanisms 收稿日期: 2015--08--01 基金项目: 高等学校博士学科点专项科研基金资助项目( 20130006110017) 按地质成因，镍资源主要划分为岩浆型硫化镍矿 床和风化型红土镍矿床，目前 60% 以上的镍产量来源 于硫化镍矿［1］． 但是，随着镍的需求不断增加及世界 可供开发的硫化镍资源逐渐短缺，从储量丰富的红土 矿中提取镍成为研究的热点，采用直接还原--磁选的 方法是其中较有效的方法之一［2--4］． 根据矿层分布和矿石中铁和镁含量的不同，红土 镍矿可以简单地分为褐铁矿类型和残积矿类型． 褐铁 矿类型含铁较高，但含镍和镁较低; 残积矿类型含镍、 镁和硅较高，但含铁较低． 褐铁矿类型红土镍矿其铁 的质量分数多在 30% 以上，为高铁型红土镍矿． 在高 铁型红土镍矿直接还原过程中，会有大量的铁被还原， 导致镍铁合金被铁稀释，磁选所得镍铁产品的镍品位 偏低，影响其经济价值． 为得到高镍品位的镍铁粉，需 要在镍尽可能还原的情况下控制铁的还原． 研究结果 表明通过控制还原气氛［5--6］和使用添加剂［7--9］可以达 到选择性还原的目的． 控制还原气氛可以通过调整还 原剂的种类和用量来实现，但效果有限，即使添加很少 量的煤，在很弱的还原气氛下，也很难达到理想的选择 性还原效果，所得的产品镍品位不高［8］． 在众多添加