氧化鎳氯化離析機理研究.pdf

1、隨著硫化鎳礦的日益減少，紅土鎳礦的開發(fā)利用成為廣大研究者們的研究重點。氯化離析是一種別具特色的紅土鎳礦處理工藝，工序少，能耗低，且對礦石適應(yīng)性強，具有廣闊的應(yīng)用前景。但是紅土鎳礦礦相成分多變且物質(zhì)種類繁多，其氯化離析涉及到的反應(yīng)既多且雜，為了更好地掌握氯化離析機理，本課題將氯化離析過程近似分為氯化劑對目標金屬氧化物的氯化和目標金屬氯化物的還原兩個階段，以純的NiO和NiCl2為實驗對象來分別研究這兩個階段。主要研究內(nèi)容如下：
　　

2、(1)氯化劑對NiO的氯化階段主要研究MgCl2·6H2O和CaCl2·6H2O的分解和二者對NiO的氯化。氯鹽的分解過程中以SiO2、Fe2O3、CaO(MgO)為添加劑，考察其對氯鹽分解的影響，然后分別以MgCl2·6H2O和CaCl2·6H2O為氯化劑，研究氯化反應(yīng)發(fā)生的適宜條件、SiO2、Fe2O3對氯化的影響及 HCl(g)的產(chǎn)率變化與氯化率之間的關(guān)系。實驗結(jié)果表明，加熱 CaCl2·6H2O得到的 HCl(g)產(chǎn)率(最高值3

3、4.5%)遠低于 MgCl2·6H2O(最高值87.95%)；高溫下，SiO2和Fe2O3可以與這兩種氯化劑或氯化劑的分解產(chǎn)物反應(yīng)生成新的化合物從而促進其分解出HCl(g)，二者可以使MgCl2·6H2O在800℃下基本分解完全(其獨立分解時900℃才能基本反應(yīng)完全)，使 CaCl2·6H2O的 HCl(g)產(chǎn)率(1000℃)分別提高至51.94%和42.93%。；CaO可以與MgCl2發(fā)生交互作用，大幅降低MgCl2·6H2O的HCl

4、(g)產(chǎn)率(低于35%)，同時添加SiO2可以減輕或消除CaO對MgCl2·6H2O分解HCl(g)的不利作用；MgO與SiO2共同作用于CaCl2·6H2O可明顯提高其HCl(g)產(chǎn)率。實驗條件下，這兩種氯化劑對NiO的氯化率均隨著氯化溫度升高先升高后降低，均在600℃達到最大值，分別為14.44%和0.18%(氯化劑與NiO比例為1:1)，二者對NiO的氯化率隨著氯化劑增加而升高。SiO2會促進氯鹽分解出HCl(g)，對NiO的氯化

5、有一定的促進作用，但是SiO2的增加同時也會減小氯化介質(zhì)與NiO的接觸機會，添加量增大到一定程度反而降低氯化率?？偟膩碚f，F(xiàn)e2O3對NiO的氯化沒有促進作用，在400~700℃范圍內(nèi)，F(xiàn)e2O3的存在會明顯降低NiO的氯化率。
　　(2)NiCl2的還原階段主要考察了反應(yīng)溫度、還原劑用量、SiO2及 Fe2O3的影響。實驗結(jié)果表明，溫度升高或木炭粉添加量增大均可使 NiCl2還原率升高，用0.24g木炭粉還原0.01mol Ni

6、Cl2，溫度從600℃升高至900℃，還原率可以從6.64%升高至32.56%，1000℃下，一部分NiCl2逸出坩堝，導致計算所得的還原率偏低。木炭粉添加量增大至每0.01mol NiCl2添加0.24g木炭粉后還原率基本不再升高。添加了SiO2(或SiO2與CaO的混合物)的還原率比未添加時高，900℃時，添加了Si/Ni為1的SiO2后還原率從32.56%升高至37.18%。由于Fe2O3比NiCl2更容易被還原，所以Fe2O3的