·1454 北京科技大学学报 第36卷 选尾矿，结果见图8.图8显示，试样2焙烧后含有 粒的大小对其杂质含量有较大影响，一般金属颗粒 较多小颗粒金属颗粒.试样1磁选尾矿中镍主要以 长大后杂质含量相对较少，这可以从一定程度上说 硫化镍铁形式存在，并有少量金属颗粒，其颗粒大小 明试样2在添加Ca0之后金属颗粒有所增大. 在1μm左右.与试样1相比，试样2磁选尾矿中有 表4精矿产品多元素分析结果（质量分数） 更多的金属颗粒包裹在脉石矿物中，这可能是试样 Table 4 Element analysis results of concentrate products 2焙烧磁选的镍回收率比试样1低很多的原因.可 精矿 TFe Ni Co SiO2 Mgo Al203 见，试样2中镍己经被还原出来，但是由于被焙烧之 试样1精矿70.299.980.67.8.315.392.80 后重结晶生成的脉石矿物包裹没能够充分长大而损 试样2精矿76.3710.820.615.412.701.47 失在尾矿中.蛇纹石中的硅、镁和铁含量对蛇纹石 重结晶生成的硅酸盐的熔点和反应性有很大的影 试样1和试样2的原矿性质相近，都为过渡型 响，这可能是试样1的金属颗粒生长较大而试样 红土矿，差别主要在其铁、硅和镁含量上，但其还原 2有较多小金属颗粒被包裹的主要原因. 焙烧磁选的焙烧条件相差很大，试样1只添加NCS 就可以达到较理想的实验效果，试样2必须另外添 3试样2的最佳添加剂选择 加氧化钙才能达到相似的结果.可见红土镍矿原矿 针对试样2，为得到理想的镍品位和回收率，在 性质对其选择性还原焙烧影响很大.可能的原因是 其他焙烧条件不变的情况下，进行了添加了CaO、 蛇纹石在焙烧重结晶过程中会形成富镁和富硅的硅 Na,CO,以及复合添加剂实验，得到各添加剂实验结 酸盐，它们的熔点和致密性相差很大.在选择性还 果见图9.由图9可以发现：无添加剂作用时，镍的 原焙烧过程中，铁、钙、镁、硅等元素可能通过形成不 回收率较高但品位低：添加氧化钙可以大幅提高镍 同性质的硅酸盐矿物来影响焙烧矿的熔融状态，进 的回收率但镍的品位不高：NCS能够提高镍的品位 而影响镍铁合金颗粒的长大以及镍元素的反应活 但是镍的回收率不高；氧化钙和NCS联合作用之 性，致使镍铁元素的品位和回收率有很大差别，其机 后，镍的品位回收率都较高，为最佳添加剂.总结发 理有待进一步研究 现，试样2的最佳焙烧条件为：焙烧温度1200℃，焙 5结论 烧时间50min,烟煤用量5%，氧化钙用量10%，NCS 用量10%.最终的镍铁产品镍品位达到8.58%，镍 (1)通过光学显微镜、电子显微镜、X射线衍射 回收率达到88.15%. 仪等确定两红土矿试样中原矿所含矿物和嵌布关系 基本相同，但是铁、硅和镁元素含量相差较大.两试 四品位 样的主要矿物都为蛇纹石、针铁矿和赤铁矿，含镍矿 ☑回收率 物都为蛇纹石和针铁矿，且镍在这两矿物中分布均 5 匀，无明显富集的区域.但是，试样2中针铁矿含硅 量更高，蛇纹石中镁含量更高. 80 (2)按照试样1的实验条件对试样2进行选择 性还原焙烧实验，实验效果不理想.对试样2焙烧 条件进行调整，只有在原来的焙烧基础上另外添加 氧化钙才能提高镍的回收率，达到预期的实验效果 红土镍矿中铁硅镁元素含量的差别对其选择性还原 Na.CO Na.CO 焙烧磁选的影响很大，由于这些元素的含量不同，选 NCS 添加1剂种类 择不同种类的添加剂来处理才能达到选择性还原的 图9不同添加剂作用实验结果 目的. Fig.9 Test results of different additives (3)还原反应主要是在固态下进行，在反应后 期局部出现液相.铁、钙、镁、硅等元素可能通过形 4 两试样磁选精矿产品检查 成不同性质的硅酸盐矿物来影响焙烧矿的熔融状 对两试样的精矿产品作多元素分析，结果见表4. 态，进而影响镍铁合金颗粒的长大以及镍元素的 表4显示，试样2在最优条件下得到的精矿产 反应活性，致使镍铁元素的品位和回收率有很大 品中杂质含量要低于试样1所得精矿.镍铁精矿颗 差别.北 京 科 技 大 学 学 报 第 36 卷 选尾矿，结果见图 8． 图 8 显示，试样 2 焙烧后含有 较多小颗粒金属颗粒． 试样 1 磁选尾矿中镍主要以 硫化镍铁形式存在，并有少量金属颗粒，其颗粒大小 在 1 μm 左右． 与试样 1 相比，试样 2 磁选尾矿中有 更多的金属颗粒包裹在脉石矿物中，这可能是试样 2 焙烧磁选的镍回收率比试样 1 低很多的原因． 可 见，试样 2 中镍已经被还原出来，但是由于被焙烧之 后重结晶生成的脉石矿物包裹没能够充分长大而损 失在尾矿中． 蛇纹石中的硅、镁和铁含量对蛇纹石 重结晶生成的硅酸盐的熔点和反应性有很大的影 响［16］，这可能是试样 1 的金属颗粒生长较大而试样 2 有较多小金属颗粒被包裹的主要原因． 3 试样 2 的最佳添加剂选择 针对试样 2，为得到理想的镍品位和回收率，在 其他焙烧条件不变的情况下，进行了添加了 CaO、 Na2CO3以及复合添加剂实验，得到各添加剂实验结 果见图 9． 由图 9 可以发现: 无添加剂作用时，镍的 回收率较高但品位低; 添加氧化钙可以大幅提高镍 的回收率但镍的品位不高; NCS 能够提高镍的品位 但是镍的回收率不高; 氧化钙和 NCS 联合作用之 后，镍的品位回收率都较高，为最佳添加剂． 总结发 现，试样 2 的最佳焙烧条件为: 焙烧温度 1200 ℃，焙 烧时间 50 min，烟煤用量 5% ，氧化钙用量 10% ，NCS 用量 10% ． 最终的镍铁产品镍品位达到 8. 58% ，镍 回收率达到 88. 15% ． 图 9 不同添加剂作用实验结果 Fig． 9 Test results of different additives 4 两试样磁选精矿产品检查 对两试样的精矿产品作多元素分析，结果见表4． 表 4 显示，试样 2 在最优条件下得到的精矿产 品中杂质含量要低于试样 1 所得精矿． 镍铁精矿颗 粒的大小对其杂质含量有较大影响，一般金属颗粒 长大后杂质含量相对较少，这可以从一定程度上说 明试样 2 在添加 CaO 之后金属颗粒有所增大． 表 4 精矿产品多元素分析结果( 质量分数) Table 4 Element analysis results of concentrate products % 精矿 TFe Ni Co SiO2 MgO Al2O3 试样 1 精矿 70. 29 9. 98 0. 67 8. 31 5. 39 2. 80 试样 2 精矿 76. 37 10. 82 0. 61 5. 41 2. 70 1. 47 试样 1 和试样 2 的原矿性质相近，都为过渡型 红土矿，差别主要在其铁、硅和镁含量上，但其还原 焙烧磁选的焙烧条件相差很大，试样 1 只添加 NCS 就可以达到较理想的实验效果，试样 2 必须另外添 加氧化钙才能达到相似的结果． 可见红土镍矿原矿 性质对其选择性还原焙烧影响很大． 可能的原因是 蛇纹石在焙烧重结晶过程中会形成富镁和富硅的硅 酸盐，它们的熔点和致密性相差很大． 在选择性还 原焙烧过程中，铁、钙、镁、硅等元素可能通过形成不 同性质的硅酸盐矿物来影响焙烧矿的熔融状态，进 而影响镍铁合金颗粒的长大以及镍元素的反应活 性，致使镍铁元素的品位和回收率有很大差别，其机 理有待进一步研究． 5 结论 ( 1) 通过光学显微镜、电子显微镜、X 射线衍射 仪等确定两红土矿试样中原矿所含矿物和嵌布关系 基本相同，但是铁、硅和镁元素含量相差较大． 两试 样的主要矿物都为蛇纹石、针铁矿和赤铁矿，含镍矿 物都为蛇纹石和针铁矿，且镍在这两矿物中分布均 匀，无明显富集的区域． 但是，试样 2 中针铁矿含硅 量更高，蛇纹石中镁含量更高． ( 2) 按照试样 1 的实验条件对试样 2 进行选择 性还原焙烧实验，实验效果不理想． 对试样 2 焙烧 条件进行调整，只有在原来的焙烧基础上另外添加 氧化钙才能提高镍的回收率，达到预期的实验效果． 红土镍矿中铁硅镁元素含量的差别对其选择性还原 焙烧磁选的影响很大，由于这些元素的含量不同，选 择不同种类的添加剂来处理才能达到选择性还原的 目的． ( 3) 还原反应主要是在固态下进行，在反应后 期局部出现液相． 铁、钙、镁、硅等元素可能通过形 成不同性质的硅酸盐矿物来影响焙烧矿的熔融状 态，进而影响镍铁合金颗粒的长大以及镍元素的 反应活性，致使镍铁元素的品位和回收率有很大 差别． · 4541 ·