Széntartalmú pelletek laterit nikkelérccel
Széntartalmú pelletek laterit nikkelérccel
A nikkel, mint fontos stratégiai fémanyag, különféle előnyökkel rendelkezik, mint például korrózióállóság, oxidációs ellenállás, magas hőmérsékleti ellenállás, nagy szilárdság és jó alakíthatóság, és széles körben használják a modern iparban. A nikkelt elsősorban rozsdamentes acél előállítására használják. A világ összes nikkelfelhasználásának 65% -át rozsdamentes acél előállítására, 12% -át hőálló ötvözetek és színesfém ötvözetek előállítására fordítják. Ez egy nélkülözhetetlen és fontos fém. Jelenleg a világon ismert nikkelkészletek körülbelül 160 millió tonna, ebből a nikkel-szulfid-érc körülbelül 30% -ot, a laterit-nikkel-érc pedig körülbelül 70% -ot tesz ki. A laterit-nikkelérc alacsony nikkeltartalma, nehéz visszanyerése és gyenge gazdasági előnyei miatt a laterit-nikkelérc által előállított nikkel a világ nikkeltermelésének csak 42% -át adja. Hosszú távon azonban a jövőben a laterit-nikkelérc lesz a fő nikkelforrás. Ezért a laterit-nikkelérc olvasztási folyamatának felgyorsítása az egyik legnagyobb nemzetközi kohászati problémává vált, és összefügg a stabil nikkelellátás globális problémájával.
A lerakódás felső részén elhelyezkedő laterit-nikkelérc magas vas- és kobalttartalmú, alacsony nikkel-, szilícium- és magnéziumtartalommal rendelkezik, ami alkalmas hidrometallurgiai kezelésre. A lerakódás alsó részén található alacsony vas-humusz laterit-nikkelérc és szilícium-magnézium-laterit-nikkelérc magas nikkel-, szilícium- és magnéziumtartalommal, valamint alacsony vas- és kobalttartalommal rendelkezik, amelyek alkalmasak pirometallurgiai kezelésre. Az ércágy közepén található nikkelérc pirometallurgiai eljárással vagy nedves eljárással kezelhető. Jelenleg a bizonyított laterit-nikkelérc erőforrások 40% -a alacsony vas-humusz talajtípusú és szilícium-magnézium típusú laterit-nikkelérc, amely pirometallurgiai kezelésre alkalmas.
A szénalapú közvetlen redukciós eljárás alapján a szén-tartalmú pelleteket hidegen kötő pellet módszerrel állítják elő, fő nyersanyagként a laterit-nikkelércet, redukálószerként a porított szenet, a fluxusban pedig a tiszta CaO-t.
Kísérleti nyersanyagok és sémák
1. ábra: A laterit-nikkelérc XRD mintázata 2. ábra: A laterit-nikkelérc méreteloszlása
1. Kísérleti alapanyagok
(1) Laterit-nikkelérc. Az ebben a kísérletben használt ércpor Indonézia laterit-nikkelérc. A laterit-nikkelérc magas szilícium- és magnéziumtartalommal, alacsony vas- és kobalttartalommal rendelkezik. A szilícium-magnézium laterit nikkelérchez tartozik, és tipikus metamorf peridotit, amely alkalmas pirometallurgiai olvasztásra. A laterit-nikkelérc fő alkotóelemei a klinokrizotil (Mg3Si2O5 (OH) 4), a nikkel-krizotil (Ni3Si2O5 (OH) 4), a goitit (FeO (OH)), a hematit (Fe2O3) stb. A nikkel elsősorban szilikát ásványokban oszlik el és goethit. A nikkel elsősorban a szilikát ásványi anyagokban a magnéziumot, a goethitben pedig a vasat helyettesíti. A vas főleg goethitben, hematitban és szilikát ásványokban oszlik el. A gang-ásványok és a kaolinit egyaránt vizes szilikát-ásványok, míg a goethit kristályvizet tartalmaz,
A laterit-nikkelércet állandó hőmérsékletű szárítószekrényben szárítják, összetörik és őrlik gömbpréselésre. A laterit-nikkelérc por részecskeméretét LMS-30 lézeres részecskeméret-eloszlás tesztelővel elemezzük. Amint a 2. ábra mutatja, az eredményekből látható, hogy a lateritérc por szemcseméret-tartománya 3-300 µm, és főleg 20-160 µm között koncentrálódik, amelyből kevesebb, mint 200 mesh ércpor az ércpor teljes tömegének körülbelül 60% -ára.
(2) Redukálószer. A kísérletben kétféle redukálószert alkalmaznak, a Yangquan antracitot és a Senmu bitumenes szenet. Mielőtt a porított szenet laterit ásványi porral összekeverjük, állandó hőmérsékletű szárítószekrényben szárítjuk, hogy eltávolítsuk a szabad vizet, majd összetörjük és a megadott részecskeméretig őröljük.
(3) Flux. Mivel az ásványi por bizonyos ként tartalmaz, porított szén hozzáadásakor némi kén is bekerül. A későbbi kéntelenítési folyamat zökkenőmentes végrehajtása és a salakösszetétel követelményeinek kiigazítása érdekében bizonyos mennyiségű fluxust kell hozzá kell adni. Itt a CaO-t választjuk fluxusnak.
(4) Kötőanyag. Annak érdekében, hogy a gömbpréselés zökkenőmentesen haladjon és javuljon a pelletek szilárdsága, általában szükség van bizonyos mennyiségű kötőanyag hozzáadására a keverékhez. Kötőanyagként a bentonitot választottuk.
2. Kísérleti séma
A laterit-nikkelércet állandó hőmérsékletű szárítószekrényben szárítják, a laterit-nikkelércben lévő szabad vizet teljesen eltávolítják, és a laterit-nikkelércet összetörik és megfelelő szemcseméretűre őrlik. Miután a reduktort megszárítottuk, lezárt prototípussal összezúztuk, és különböző szemcseméretű szitákkal szitáltuk, hogy porított szenet kapjunk, amelynek részecskemérete 37,5-75 um, 75-150 um és 150-300 um. Az előre meghatározott séma szerint bizonyos mennyiségű laterit-nikkelércet, redukálószert, fluxust, kötőanyagot és vizet lemérünk, és hozzáadjuk a keverőmalomba. Miután teljesen egyenletesen elkevertük, a laterit-nikkelércet betoltuk az ellengörgős golyósprésgépbe, és 40 mmx25mmx20mm ovális pelletekbe préseltük. A pelletek nyomószilárdságát és zuhanási szilárdságát teszteltük. A cseppszilárdság érzékelésének célja az, hogy a pelletet 1,0 m magasságba helyezze úgy, hogy szabadon eshessen egy 10 mm vastag acéllemezre, megmérje a pellet szakadásának esési idejét, 10 pelletet mérjen és megkapja a csepp átlagos értékét alkalommal, mint a pelletek esési szilárdsága. A nyomószilárdság detektálása az, hogy a pelleteket nyomásmérő gépre helyezzük, lassan nyomás alá helyezzük, megmérjük a nyomásértéket, amikor a pelletek megszakadnak, megmérünk 10 pelletet, és nyomásszilárdságként megkapjuk a nyomás átlagos értékét.
