含硫物质对大洋多金属结核金属化还原影响

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1、doi：10.3969/j.issn.1007-7545.2014.01.005含硫物质对大洋多金属结核金属化还原的影响赵峰，蒋训雄（北京矿冶研究总院，北京100160）摘要：在还原温度1100℃、还原时间2.5h、无烟煤配入7%、添加剂4%的条件下，研究不同含硫物质的加入对大洋多金属结核金属化还原—磁选分离效果的影响。结果表明，含硫物质的加入在一定程度上提高了精矿产率和有价金属回收率，但是磁选精矿品位有所下降。通过扫描电镜观察，发现精矿中大部分硫形成铁锰硫化物与合金颗粒连生在一起。关键词：大洋多金属结

2、核；含硫物质；金属化还原；磁选分离中图分类号：TF803.11文献标志码：A文章编号：1007-7545（2014）01-0000-00EffectofSulfur-bearingSubstanceonMetallicReductionofOceanicPolymetallicNodulesZHAOFeng,JIANGXun-xiong（BeijingGeneralResearchInstituteofMiningandMetallurgy,Beijing100160,China）Abstract:Th

3、eeffectsofadditionofsulfur-bearingsubstanceonmetallicreduction-magneticseparationofoceanicpolymetallicnoduleswerestudiedundertheconditionsincludingreductiontemperatureof1100℃,reductiontimeof2.5h,anthracitedosageof7%,andadditiveof4%.Theresultsshowthatgrad

4、eofmagneticconcentratesdeclinesthoughsulfur-bearingsubstanceiseffectivetoimproverateofmagneticconcentrateandrecoveryofvaluablemetalstosomeextent.Withhelpofscanningelectronmicroscope,mostofsulfurinconcentrateisfoundinformofironmanganesesulfidewithalloypar

5、ticles.Keywords:oceanicpolymetallicnodules;sulfur-bearingsubstance;metallicreduction;magneticseparation大洋多金属结核（polymetallicnodule）又称锰结核，是一种以铁锰水合氧化物为主的海洋自生沉积型矿物，富含锰、铜、镍、钴等76种元素，其中有开采价值的有20多种[1-2]。还原熔炼主要利用多金属结核中铜、镍、钴、铁氧化物的热稳定性较差，在较低的温度下即可被炭还原，而MnO被炭还原的理论起始

6、反应温度达1420℃，通过控制反应温度、还原剂用量等，可使结核中的镍、钴、铜等被还原成金属态与铁形成合金，而锰仍呈氧化态进入炉渣中，合金产率为原矿的10%~20%，从而实现镍、钴、铜与锰的初步分离[3-4]。所得的合金经浸出回收镍钴铜，而炉渣用于冶炼锰硅合金[5-6]。但是合金硬度大，难破碎，为湿法分离有价金属增加了困难，利用压缩空气雾化方法实现合金粉末化，不但对设备要求高，而且大大增加了冶炼成本。因此，北京矿冶研究总院提出钴锰多金属矿直接金属化还原工艺，即在相对较低的温度下，采用煤做还原剂进行直接还原

7、，然后磁选分离含镍、钴、铜的合金和含锰的炉渣，磁选得到的含镍钴铜精矿再进行湿法处理进一步回收镍钴铜，而含锰炉渣用于回收锰，既保留火法一步分离镍钴铜与锰的优点，又可解决合金后续处理困难，并简化了流程，降低能耗和生产成本。大洋多金属结核金属化还原过程中，首先是镍、钴、铜、铁等氧化物的金属化还原，然后还原形成的金属化微粒通过扩散聚集成可以解离、富集的合金颗粒[7]。合金颗粒能否团聚长大直接决定着合金与渣是否能够有效分离以及有价金属回收率的高低。因此，还原过程中能否实现合金颗粒的团聚长大是回转窑金属化还原工艺是

8、否可行的关键因素之一[8]。影响合金颗粒长大的因素很多，主要有还原温度、还原时间、球团配碳比、添加剂等。本文主要讨论含硫物质的加入对合金颗粒长大、团聚以及有价金属回收率的影响。1试验原料与方法1.1原料试验所用大洋多金属结核由中国大洋协会样品馆提供，采自我国大洋多金属结核矿合同区，主要化学成分（%）：Ni1.04、Co0.17、Cu0.87、Fe5.80、Mn23.84、SiO214.12、CaO2.57、S0.077、Pb0.043、Zn