低品位红土镍矿的直接氢还原实验研究

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1、第43卷第2期四川大学学报(工程科学版)Vo1．43No．22011年3月JOURNAIOFSICHUANUNIVERSITY(ENGINEERINGSCIENCEEDITION)Mltr．2011文章编号：1009—3087(2011)02-0172—05低品位红土镍矿的直接氢还原实验研究张钰婷，张昭，袁熙志，游贤贵(四川大学化工学院，四川成都610065)摘要：在对单纯镍铁氧化物氢还原热力学分析的基础上，对低品位复杂红土镍矿进行了直接氢还原实验研究，考察了还原时间、还原温度、氮氢混合气体中氡含量对镍铁还原率的影响。对还原产物进行的物相

2、分析表明，由于红土矿组成的复杂性，高温下共熔相产生的粘结和包覆作用使还原率降低。最佳实验条件为还原温度850℃，还原时间40min，氮氢混合反应气体中氢含量65％，镍和铁的还原率分别达到43％和62％。铁氧化物的还原为分步还原过程。关键词：氢还原；镍红土矿；镍铁中图分类号：TF815文献标志码：AStudyonDirectHydrogenReductionExperimentofaLow-gradeLaterite·—nickelOresZHANGYu—ring，ZHANGZhao，YUANXi—zhi，YOUXian-gui(Schoo

3、lofChem．Eng．，SichuanUniv．，Chengdu610065，China)Abstract：Onthebaseofthermodynamicanalysisofpurenickelandironoxides’hydrogenreduction，directhydrogenreductionprocessofa10w—gradecomplexlaterite—nickeloreshasbeenstudied，theinfluenceofreductiontemperature，reductiontime，hydrogenc

4、ontentofnitrogenandhydrogenmixtureonthereductiondegreewereinvestigated，andalsothephaseanalysisofreductionproduct．Resultshowsthatasthecomplexityofthelaterites’composition，thereductionratedecreasedbecauseofbondingandcoatinggeneratedfromtheformationofeutecticphaseathightempe

5、rature．Optimumconditionasreductiontemperature850℃，reductiontime40min，hy—drogencontent65％ingasmixture，nickelandironreductionratesare43％and62％．Thereductionofii'onoxidesisafractionalprocess．Keywords：hydrogenreduction；laterite—nickelores；kamacite镍是重要的战略物质，广泛用于特种钢、电镀、从红土矿中得到镍铁

6、的工艺主要是火法冶炼。石油化工催化剂、电池材料等。其中，不锈钢生产的对于高品位的红土矿多采用选择性还原一电炉熔炼镍需求占全球镍需求的65％，若以镍铁作为冶炼不工艺¨，低品位红土矿则多采用焙烧一还原熔炼一锈钢、合金钢与合金铸铁的镍合金原料，可以大大减精炼工艺，还原剂一般为碳或者CO，熔炼温度一般少用于不锈钢和合金钢生产的电解金属镍的消耗，高于1400c(=E2。。因此，高能耗是制约低品位镍且成本远低于电解镍，使生产单位和用户双方均获红土矿火法工艺发展的主要因素，碳质还原剂产生得良好的经济效益。因此，镍铁的生产技术一直备的温室气体对环境造成不

7、良影响。受关注。开发利用丰富的红土矿资源生产镍铁，以金属氧化物直接还原技术是使用气体、煤、或液满足世界镍需求的增长显得日益迫切。体燃料为能源或还原剂，在矿石软化温度下得到固态金属的工艺。以氢气为直接还原剂可降低还原反收稿日期：2010—05—04应温度，且还原过程中不产生CO，无污染，符合节基金项目：国家高技术发展研究计划(863计划)资助项目能减排的行业发展目标。作者针对低品位镍红土矿(2008AA06Z110)的火法工艺，研究了氢气为还原剂时还原时间，还原作者简介：张钰婷(1981一)，女，博士生．研究方向：化学冶金和温度，氮氢混合反

8、应气中氢含量和红土矿粒径对直材料技术．接还原过程的影响，以反应后镍铁还原率进行表征。通讯联系人E．mail：cdhyxz@sinaCOil／第2期张钰婷，等：低品位红土镍矿的直接氢原实验研究1