论文部分内容阅读
采用常压酸浸工艺从褐铁矿型红土镍矿中提取有价元素的方法,具有工艺简单、能耗低和投资少等优点；但同时存在有价元素浸出效率低等缺点,极大地限制了该工艺的工业化应用。本文基于褐铁矿型红土镍矿中的镍主要与铁呈类质同像形式赋存于针铁矿中的工艺矿物学特征,在硫酸常压浸出褐铁矿型红土镍矿以及合成镍针铁矿中镍和铁浸出特性研究的基础上,结合硫酸体系中镍、铁的浸出热力学分析,采用还原剂强化红土镍矿常压酸浸效率,得出了以下主要结论：红土镍矿硫酸常压浸出中镍和铁的浸出特性较为相似,浸出率均较低,在硫酸浓度8%,液固比10：1,转速30r/m,90℃下浸出120min时,镍浸出率为41.86%,铁的浸出率为39.63%；镍和铁的浸出呈显著的线性相关,表明原矿中的镍和铁紧密共生；而在浸出动力学上,镍和铁的浸出均符合未反应核模型,受化学反应控制,镍浸出活化能为42.2kJ/mol,铁浸出活化能为51.1kJ/mol。还原剂强化红土镍矿常压硫酸浸出可提高镍、铁的浸出率,当浸出温度为90℃, H2SO4浓度为12%,Na2SO330g/L,浸出时间为240min时,镍和铁浸出率分别为80.5%和67.1%。与无还原剂浸出体系相比,镍浸出活化能从42.2kJ/mol降低至35.6kJ/mol,铁浸出活化能从51.1kJ/mol下降至48.6kJ/mol。合成含镍针铁矿常压硫酸浸出分2个阶段进行。第一阶段(1-7min)中主要是针铁矿表面吸附镍的溶出过程,镍和铁的浸出呈较好的线性相关性,在浸出动力学上表现为,镍和铁的浸出适合于Avrami方程,受外扩散控制。第二阶段(15-120min)中主要是针铁矿结构中晶格取代形式的镍的浸出过程,化学反应控制步骤由外扩散控制转变为内扩散控制,且镍和铁的浸出不再呈线性关系。合成镍针铁矿中镍和铁的浸出特性进一步表明：镍和铁的浸出不呈线性关系,结合镍针铁矿的水热合成结晶原理,可证实针铁矿晶格中的镍、铁原子分布并不均匀,大部分镍以非均质的形式存在于针铁矿晶格边缘位置。图60幅,表16个,参考文献96篇。