第3期 林重春等：红土镍矿含碳球团深还原磁选富集镍铁工艺 ,273. 原不彻底；反之，则会造成浪费.在熔剂用量为10% 100 (质量分数)、还原时间为80mn以及还原温度为 90 85 1300℃的条件下，考察了配碳量对精矿中镍、全铁 80 70 品位及镍、铁回收率的影响，结果见图4随着配碳 70 量的增加，镍、全铁品位及回收率先增后降，降幅趋 建 55 于平缓，当C0原子比为1.2时，镍、铁的回收率分 一★一Ni品位 -●-TFc 40 别为83.25%、82.169%；当C0原子比为1.3时，镍 25 一■一镍回收率 一▲一铁回收率 30 品位为5.17%，回收率为89.29%，全铁品位为 65.38%,回收率为91.06%；当C0原子比达到 41 50 1.5时，镍、铁的回收率分别为88.56%、90.08%. 607080901010 时间/min 过多的配碳量不仅会给产物带入更多的灰分，降低 图5还原时间对精矿中镍、全铁品位及镍、铁回收率的影响 还原矿中镍和铁的品位，还会增硫，影响产品的质 Fig5 Effects of reduction tie on the gmades and recovery rates 量.因此，C0原子比1.3为宜， of nickel and iron in the concentrate 100 100 如下：温度1300℃，时间80min配碳量为C0原子 90 5 80 比1.3熔剂10%（质量分数）所得深还原矿X射 70 70 线衍射图见图6镍完全溶于镍铁合金中，铁还有少 55 60 量以FO的形式存在，而脉石成分也都以复合物的 -★一N品位 -●-TFe 形式(Ca0~M0·2SD2、3Ak03·S02)存在.红土镍 40 一■一镍回收率 40 矿的深还原效果很好，其中金属镍和铁具有磁性，利 一▲一佚回收率 30 用磁选方法可将其与脉石分离，使得镍和铁得到 20 富集 10 1.201.251301.351.401.451.50 2500 配联量 ☆FrFe-Ni 2000 ★FrO 图4配碳量对精矿中镍、全铁品位及镍、铁回收率的影响 △Ca0.Mg02S0 ◆3Al,0Si0, Fig 4 Effects ofC atom ic ratio on the grades and recovery mates of nickel and imn n the concentrate 2.1.4深还原时间 最1m 在熔剂用量为10%（质量分数）、配碳量为C0 原子比1.3以及温度为1300℃的条件下，考察了还 原时间对精矿镍、全铁品位及回收率的影响，结果见 60 20) 图5随着时间的增加，镍、全铁品位及镍、铁回收率 先增后降.从40mn到80mn时，镍和铁的回收率 图6深还原矿的X射线衍射谱 增幅很大.当时间为40min时，镍、铁的回收率分别 Fig 6 XRD pattem of the deeply reduced or 为30.27%、49.3%；当时间达到80min时，镍、全铁 品位分别为5.17%、65.38%，镍、铁回收率分别为 2.2.2SEM-EDS分析 89.299%、91.06%;超过80min后，镍、全铁品位及 深还原矿的SEM像及EDS能谱见图7.深还原 镍、铁回收率有下降的趋势。这是由于时间延长会 矿中含有大量不同粒度的金属球，分布不均匀，经 消耗更多的还原剂，在还原剂用量相同的情况下，在 EDS分析可知，这些金属球成分为镍和铁，而非球部 还原末期不能提供足够的还原气氛，这会导致已还 分为含镁、钙、铝的硅酸盐及少量的镍和铁，从图7 原的镍和铁再次氧化，从而降低镍和铁的回收率， 也可看出，在1300℃、C0原子比=1.3还原时间 因此，深还原时间为80mn比较合适， 为80min,Ca0添加量为10%的实验条件下，所得的 2.2深还原矿分析 深还原矿中，金属镍和铁与脉石成分分离比较明显， 2.2.1XRD分析 镍和铁以金属状态聚集成球，经过磁选，使得镍和铁 对深还原矿进行了X射线衍射分析·实验条件 得到富集是可行的第 3期 林重春等： 红土镍矿含碳球团深还原--磁选富集镍铁工艺 原不彻底；反之‚则会造成浪费．在熔剂用量为10％ （质量分数 ）、还原时间为 80ｍｉｎ以及还原温度为 1300℃的条件下‚考察了配碳量对精矿中镍、全铁 品位及镍、铁回收率的影响‚结果见图 4．随着配碳 量的增加‚镍、全铁品位及回收率先增后降‚降幅趋 于平缓．当 Ｃ／Ｏ原子比为1∙2时‚镍、铁的回收率分 别为 83∙25％、82∙16％；当 Ｃ／Ｏ原子比为 1∙3时‚镍 品位为 5∙17％‚回收率为 89∙29％‚全铁品位为 65∙38％‚回收率为 91∙06％；当 Ｃ／Ｏ原子比达到 1∙5时‚镍、铁的回收率分别为 88∙56％、90∙08％． 过多的配碳量不仅会给产物带入更多的灰分‚降低 还原矿中镍和铁的品位‚还会增硫‚影响产品的质 量．因此‚Ｃ／Ｏ原子比 1∙3为宜． 图 4 配碳量对精矿中镍、全铁品位及镍、铁回收率的影响 Ｆｉｇ．4 ＥｆｆｅｃｔｓｏｆＣ／Ｏａｔｏｍｉｃｒａｔｉｏｏｎｔｈｅｇｒａｄｅｓａｎｄｒｅｃｏｖｅｒｙ ｒａｔｅｓｏｆｎｉｃｋｅｌａｎｄｉｒｏｎｉｎｔｈｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅ 2∙1∙4 深还原时间 在熔剂用量为 10％ （质量分数 ）、配碳量为 Ｃ／Ｏ 原子比 1∙3以及温度为 1300℃的条件下‚考察了还 原时间对精矿镍、全铁品位及回收率的影响‚结果见 图5．随着时间的增加‚镍、全铁品位及镍、铁回收率 先增后降．从 40ｍｉｎ到 80ｍｉｎ时‚镍和铁的回收率 增幅很大．当时间为 40ｍｉｎ时‚镍、铁的回收率分别 为 30∙27％、49∙3％；当时间达到 80ｍｉｎ时‚镍、全铁 品位分别为 5∙17％、65∙38％‚镍、铁回收率分别为 89∙29％、91∙06％；超过 80ｍｉｎ后‚镍、全铁品位及 镍、铁回收率有下降的趋势。这是由于时间延长会 消耗更多的还原剂‚在还原剂用量相同的情况下‚在 还原末期不能提供足够的还原气氛‚这会导致已还 原的镍和铁再次氧化‚从而降低镍和铁的回收率． 因此‚深还原时间为 80ｍｉｎ比较合适． 2∙2 深还原矿分析 2∙2∙1 ＸＲＤ分析 对深还原矿进行了 Ｘ射线衍射分析．实验条件 图 5 还原时间对精矿中镍、全铁品位及镍、铁回收率的影响 Ｆｉｇ．5 Ｅｆｆｅｃｔｓｏｆｒｅｄｕｃｔｉｏｎｔｉｍｅｏｎｔｈｅｇｒａｄｅｓａｎｄｒｅｃｏｖｅｒｙｒａｔｅｓ ｏｆｎｉｃｋｅｌａｎｄｉｒｏｎｉｎｔｈｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅ 如下：温度1300℃‚时间80ｍｉｎ‚配碳量为 Ｃ／Ｏ原子 比 1∙3‚熔剂 10％ （质量分数 ）．所得深还原矿 Ｘ射 线衍射图见图6．镍完全溶于镍铁合金中‚铁还有少 量以 ＦｅＯ的形式存在‚而脉石成分也都以复合物的 形式 （ＣａＯ·ＭｇＯ·2ＳｉＯ2、3Ａｌ2Ｏ3·ＳｉＯ2）存在．红土镍 矿的深还原效果很好‚其中金属镍和铁具有磁性‚利 用磁选方法可将其与脉石分离‚使得镍和铁得到 富集． 图 6 深还原矿的 Ｘ射线衍射谱 Ｆｉｇ．6 ＸＲＤｐａｔｔｅｒｎｏｆｔｈｅｄｅｅｐｌｙｒｅｄｕｃｅｄｏｒｅ 2∙2∙2 ＳＥＭ--ＥＤＳ分析 深还原矿的 ＳＥＭ像及 ＥＤＳ能谱见图7．深还原 矿中含有大量不同粒度的金属球‚分布不均匀．经 ＥＤＳ分析可知‚这些金属球成分为镍和铁‚而非球部 分为含镁、钙、铝的硅酸盐及少量的镍和铁．从图 7 也可看出‚在 1300℃、Ｃ／Ｏ原子比 ＝1∙3、还原时间 为 80ｍｉｎ、ＣａＯ添加量为 10％的实验条件下‚所得的 深还原矿中‚金属镍和铁与脉石成分分离比较明显‚ 镍和铁以金属状态聚集成球‚经过磁选‚使得镍和铁 得到富集是可行的． ·273·