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中国有色冶金 2024年第2期53卷 100-106页

作者：惠舜尧李博魏永刚周世伟王勋昆明理工大学冶金与能源工程学院云南昆明650093 省部共建复杂有色金属资源清洁利用国家重点实验室云南昆明650093

废阴极炭是铝电解工业生产过程中产生的固体废弃物,数量庞大,目前主要处理方法是堆存。废阴极炭成分主要是碳(60%~70%),还含有部分Na_(3) AlF_(6)、NaF、CaF_(2)及NaCN等,其中的氰化物和氟化物会对环境造成严重危害,属于危险废弃物。现... 详细信息

废阴极炭是铝电解工业生产过程中产生的固体废弃物,数量庞大,目前主要处理方法是堆存。废阴极炭成分主要是碳(60%~70%),还含有部分Na_(3) AlF_(6)、NaF、CaF_(2)及NaCN等,其中的氰化物和氟化物会对环境造成严重危害,属于危险废弃物。现已有利用废阴极炭替代碳质还原剂进行炼铁的研究,用来还原红土镍矿的相关研究还没有发现。本文以云南元江红土镍矿为原料,废阴极炭为还原剂,CaCO_(3)为添加剂,对废阴极炭还原红土镍矿的还原效果及固氟效果进行试验研究。试验结果表明:在废阴极炭的添加量14%、还原温度1250℃、还原时间75 min、CaCO_(3)添加量8%的较佳条件下,还原焙烧产物镍和铁品位分别为5.82%和66.23%,镍回收率为94.04%;固氟率为94.9%,此时毒性浸出溶液中F-浓度为30 mg·L^(-1),远小于100 mg·L^(-1)的排放要求;还原焙烧条件下,废阴极炭中的CN-生成CO_(2)和N_(2),F-以CaF_(2)形式留在焙烧矿中,且可作为助熔剂降低镍铁合金熔点,有利于后期焙烧矿的处理。本文研究为废阴极炭的无害化处理提供了一个新思路。

关键词：废阴极炭红土镍矿氟化物氰化物 CaCO_(3) CaF_(2) 固氟率危险废弃物

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废阴极炭作用下硅镁型红土镍矿还原焙烧—磁选工艺研究

废阴极炭作用下硅镁型红土镍矿还原焙烧—磁选工艺研究

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作者：惠舜尧昆明理工大学

学位级别：硕士

镍因其优异的物化性能广泛应用于多个领域,伴随着印尼禁矿令实行,我国镍资源紧缺的现状越来越明显,因此高效利用我国低品位红土镍矿成为后续研究的重点。铝电解行业每年产生大量含氟、氰化物等有毒物质的废阴极炭,但大量的废阴极炭无法... 详细信息

镍因其优异的物化性能广泛应用于多个领域,伴随着印尼禁矿令实行,我国镍资源紧缺的现状越来越明显,因此高效利用我国低品位红土镍矿成为后续研究的重点。铝电解行业每年产生大量含氟、氰化物等有毒物质的废阴极炭,但大量的废阴极炭无法得到有效利用,因其含有60%～70%的碳,是一种具备较高利用价值的二次资源,且利用废阴极炭在火法冶炼中处理红土镍矿的研究较少。本论文选用镍含量为0.82%的云南元江红土镍矿为原料、废阴极炭为还原剂、CaO为添加剂对红土镍矿的还原特性进行研究,研究结论如下:通过实验和热力学计算,验证了废阴极炭作为还原剂对红土镍矿进行还原的可行性。废阴极炭由于含有氟化物,利用其作还原剂相较于无烟煤作还原剂,还原得到的镍铁精矿中的镍、铁品位及回收率出现明显上升。采用单因素试验,研究了废阴极炭添加量、还原时间、磨矿时间、还原温度、磁场强度对镍铁精矿中镍、铁品位及回收率的影响。最佳实验条件为废阴极炭添加量14%、还原温度1250℃、还原时间75 min、磨矿时间12 min、磁场强度140 m T。镍铁精矿中镍的品位和回收率分别为4.66%和72.8%。通过添加CaO作为固氟剂对废阴极炭中的氟化物进行固定。对还原过程得到的焙烧矿浸出液中F浓度进行分析,对CaO添加量对废阴极炭固氟率及焙烧矿毒性进行了研究。通过XRD对有无CaO条件下得到的焙烧矿进行分析,发现添加CaO后焙烧矿中出现了透闪石相,表明废阴极炭中氟化物以Ca F形式转移到焙烧矿中。采用单因素试验得出CaO的最佳添加量为8%,该条件下固氟率为95.98%,浸出液F平均浓度为31 mg·L。通过XRD、化学分析、SEM-EDS等对不同CaO添加量下得到的焙烧矿和精矿进行分析。添加的CaO与废阴极炭中的氟化物生成Ca F的同时,还有部分CaO直接与红土镍矿中的橄榄石反应生成辉石,提高了硅酸盐矿物的反应活性,进而促进铁、镍氧化物的还原。研究了不同CaO添加量对镍铁精矿中镍、铁品位及回收率的影响。得出最佳CaO的添加量为8%,此时精矿中镍和铁品位分别为5.59%和69.28%,回收率分别为86.96%、91.34%。

关键词：红土镍矿废阴极炭 CaO 固氟率镍铁精矿

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