001-低品位红土镍矿直接还原研究 朱德庆.ppt

低品位红土镍矿直接还原研究 山东·淄博 2015年1月10日 2015年回转窑直接还原工艺技术交流会 朱德庆 中南大学资源加工与生物工程学院 联系电话邮 箱： dqzhu@csu.edu.cn 提 纲 1.研究背景和意义 3.试验结果与分析 4.结论 2.原料性能与研究方法 2006年，中国不锈钢粗钢产量561万吨，首次位居世界第一，2014年，预计国内不锈钢粗钢产量达2170万吨，同比增长14.3%。 世界原生镍主要用于生产不锈钢，占世界镍消费量的63%，合金钢和有色合金各占5%、16%。冶金行业是镍的主导消费市场，其中不锈钢行业是镍市场增长的主要动力。 2001-2012年全球不锈钢粗钢产量 冶金行业是镍的主导消费市场，用来制造不锈钢、高镍合金钢和合金结构钢，镍是具有战略意义的金属资源。 研究背景 硫化镍矿资源日趋枯竭，使用占镍资源70%左右的红土镍矿生产镍产品的比例在迅速提高。 目前能采用现有成熟技术处理的高品位红土镍矿资源，大部分已被西方国家控制，而对占镍总储量50%以上的低品位红土镍矿，尚无成熟的技术可以高效处理利用。 镍资源在矿石中的分布 全球镍资源包括硫化矿和氧化矿(红土镍矿)两大类，以氧化矿存在的镍占65%~72%，而目前70%的镍是从硫化镍矿中提取的。 研究背景 国内红土镍矿储量少、品位低，国内的研究重点在由邻国进口的红土镍矿。 2014年1月，印尼政府实施了禁止包括铝土矿在内的多种原矿产品的出口，而我国进口的红土镍矿一半来自印尼。 国内红土镍矿储量仅80万吨，且属于低品位矿（含Ni＜1.4%)，多由我国周边近邻国家（印尼、菲律宾、缅甸等）进口。 研究背景 表1我国镍资源分布及品位 红土镍矿开发的工艺现状 火法工艺： 烧结—高炉法（生产低镍生铁，能耗大、成本高，污染大） 回转窑—电炉法（RKEF，原料Ni＞1.4%，熔炼不稳定，） 研究背景 表2 红土镍矿处理工艺 湿法工艺： 还原焙烧—氨浸（RRAL） 硫酸加压酸浸（HPAL） 生产效率低，环境污染难控制 此外，红土镍矿水分高、使用困难、运输成本及生产成本高 利用低品位位红土镍矿生产高镍精矿，不仅突破出口限制，而且可以大幅度减少运输成本及电炉冶炼渣量，提高镍铁生产经济效益。 本文以两种进口红土镍矿为原料，进行球团煤基直接还原-磁选工艺和机理研究，为推广直接还原技术提供依据。 研究意义 2原料性能及研究方法 表2-1红土镍矿化学成分分析/% 2.1 原料性能 表2-2还原煤工业分析指标/% *注：Fcad—空气干燥基固定碳；Mad—空气干燥基水分；Ad—为干燥基灰分；Vdaf—干燥无灰基挥发分 2原料性能及研究方法 2.2 研究方法 红土镍矿工艺矿物学 检测单位与设备型号： 光学显微结构：澳大利亚联邦科学院（CSIRO）过程科学与工程研究所（CPSE）完成，光学电子显微镜型号Zeiss Axiophot，采用Axio Vision 4.6软件进行图片采集； SEM以及EPMA：昆士兰大学，电子探针分析设备为配备波谱仪的JEOL Super Probe 8800L型电子探针， X射线衍射：D/MAX2500X型衍射仪。 破碎（-3mm） 缩分取样 化学分析 X射线衍射分析 热学性能检测 制备光片 光学显微镜 SEM扫描 2原料性能及研究方法 2.2 研究方法 球团直接还原-湿式磁选 球磨磁选设备及参数： 球磨：XMQ240×90型球磨机，磨矿浓度50%，磨矿细度-0.074mm100%； 磁选：XCGS-73型Davis磁选管，磁场强度1800Gs，分选时间6min。 60%GL+40%DF 高压辊磨 抗压强度检测 落下强度检测 爆裂温度检测 还原剂 复合添加剂 混合 圆盘造球 干燥 还原焙烧 球磨 磁选 化学分析 试验结果与分析 红土镍矿工艺矿物学 图3-1 GL矿X射线衍射图 (S: 硅酸盐, G: 针铁矿, H: 赤铁矿, Q: 石英) 图3-2 GL红土矿中土状针铁矿与硬质针铁矿组成的复杂结构 （1 赤铁矿, 2 蛇纹石, 3 橄榄石, 4铬铁矿, 5 石英, 6 磁铁矿） GL矿属于褐铁矿型红土镍矿，针铁矿((Fe,Ni,Al)O(OH))(Ni0.87%)含量 80% ，镁硅酸盐(蛇纹石((Mg,Fe,Ni)3Si2O5(OH))(1.19%)和橄榄石((Mg,Fe,Ni)2SiO4))含量15%，无独立含镍矿物。 试验结果与分析 红土镍矿工艺矿物学 图3-3 DF矿X射线衍射图 (S: 硅酸盐, G: 针铁矿, H: 赤铁矿, Q: 石英) DF矿含55% 硅酸盐矿物，包括蛇纹石 ((Mg,Fe,Ni)