论文部分内容阅读
镍渣是镍冶炼过程产生的废渣,含铁量较高。镍渣的铁主要分布于铁橄榄石相中,难以采用常规选矿方式回收。近几年,深度还原提铁技术研究蓬勃发展,研究对象从复杂难选铁矿石延伸至含铁冶炼废渣如镍渣。镍渣属于人造渣,性质不同于天然原矿,相关研究较少,有必要对镍渣深度还原工艺进行研究,为利用镍渣深度还原提铁提供理论支持。本文研究对象为镍渣,全铁品位39.46%,主要含铁物相为铁橄榄石。首先开展了镍渣深度还原—磁选提铁工艺单因素影响研究作初步优化,分别考察了原料粒度、添加剂CaO用量、还原剂焦粉用量、还原时间、还原温度等因素对还原回收指标的影响。从降低原料成本、提高资源综合利用率的角度考虑,利用工业固废电石渣和煤泥替代CaO和焦粉分别作添加剂和还原剂进行镍渣深度还原提铁的影响进行研究,结果表明,电石渣替代CaO作添加剂对产物物相和回收指标影响较小,但煤泥替代焦粉作还原剂对产物物相和回收指标均有明显不利影响,所得精选铁粉铁指标下降，硫含量明显上升。为解决目前深度还原工艺因素优化研究局限性问题,采用Plackett-Burman试验设计对关键影响因素进行筛选,确定出还原温度和还原时间是影响铁指标的两个关键因素,而CaO用量是硫含量指标的关键因素。对前述三个关键影响因素进行响应面中心复合设计优化和硫含量针对优化后,得到最终优化条件为：配料质量比镍渣：CaO：焦粉=100：38.37：19.50,还原温度1287℃,还原时间2.8 h,进行两段磨矿磁选,磁场强度均159.11 kA/m,一段磨矿细度-0.074 mm含量为90%,二段磨矿细度-0.048 mm含量占72.28%。所得还原产物铁金属化率95.28%，精选铁粉的铁品位92.22%,铁回收率92.13%,硫含量0.05%,镍品位0.24%,镍回收率47.45%,铜品位0.24%,铜回收率52.72%。结合热力学、动力学分析,采用XRD和SEM对镍渣深度还原反应过程机理进行研究。结果表明,铁橄榄石中FeO的析出与还原过程存在多种途径,除了理论己知的Fe2SiO4→FeO→Fe之外,还包括Fe2SiO4→Fe2. XCaXSi04→FeO→Fe和Fe2SiO4→FeSiO3Fei→Fe1-XCaxSiO3→FeO→Fe等两种途径。