红土镍矿直接还原生产含镍粒铁脱硫试验研究.pdf

第3 3 卷第1 期 2 0 1 3 年0 2 月 矿冶工程 M I N I N GA N DM E T 札L U R G I C A LE N G I N E E R I N G V 0 1 ．3 3 №l F e b r u a r y2 0 1 3 红土镍矿直接还原生产含镍粒铁脱硫试验研究① 毛瑞1 ，张建良1 ，黄冬华1 一，庞清海1 ，焦克新1 I ．北京科技大学钢铁冶金新技术国家重点实验室，北京1 0 0 0 8 3 ；2 ．北京科技大学期刊中心，北京1 0 0 0 8 3 摘要以红土镍矿为原料，配加还原剂、熔剂和添加剂制成含碳球团，在高温下进行还原和熔分，制取含镍粒铁。对红土镍矿制取 粒铁过程的脱硫机理进行了研究，并结合试验分析了还原熔分温度、时间、石灰石添加量和M n O 添加量对脱硫效果的影响。结果 表明还原熔分温度、时间、石灰石添加量都能在一定程度上影响粒铁硫含量和脱硫率，但效果不显著；M n O 添加量对脱硫效果影响 显著，当M n O 添加量从0 增加至3 ％时，粒铁的硫含量由0 ．1 3 ％降至0 ．0 6 ％，脱硫率由5 1 ，4 ％增至7 7 ．6 ％，脱硫效果明显提高，且 添加M n O 对粒铁中N i 、F e 品位和N i 、F e 回收率影响较小。 关键词红土镍矿；含碳球团；直接还原；粒铁；脱硫 中图分类号T F l1 1文献标识码Ad o i 1 0 ．3 9 6 9 ／j ．i s s n ．0 2 5 3 - 6 0 9 9 ．2 0 1 3 ．0 1 ．0 1 8 文章编号0 2 5 3 6 0 9 9 2 0 1 3 0 1 0 0 6 9 0 5 E x p e r i m e n tR e s m l v ho n Ⅸ棚悯彻血撕肌a u a n gP r O d l l l c t i o no fF e r r o - n i c k dN 蚋 f r o mL a t e r i t eN i c k e lO r eB yD i r e c tR e d u c t i o n M A OR u i l ，Z H A N GJ i a n - l i a n 9 1 ，H U A N GD o n g - h u a l ’2 ，P A N GQ i n g h a i l ，J I A OK e x i n l 1 ．S t a t e 研l a b o r a t o r yo fA d v a n c e dM e t a l l u r g y ，U n i v e r s i t yo fS c i e n c ea n dT e c h n o l o g y ，U n i v e r s i t yo fS c i e n c ea n dT e c h n o l o g y B e i n g ，B e i j i n g1 0 0 0 8 3 ，C h i n a ；2 ．J o u r n a l sP u b l i s h i n gC e n t r e ，U n i v e r s i t yo fS c i e n c ea n dT e c h n o l o g yB e i j i n g ，B e i j i n g 1 0 0 0 8 3 ，C h i n a A b s t r a c t F e r r o n i c k e ln u g g e t sw e r ep r o d u c e db yh i g ht e m p e r a t u r er e d u c t i o na n dm e l t i n go fc o m p o s i t ep e l l e t sp r e p a r e d w i t hl a t e r i t en i c k e lo r ea sr a wm a t e r i a la n da d d i t i o no fr e d u c t a n t ，f l u xa n da d d i t i v e ．T h ed e s u l f u r a t i o nm e c h a n i s mi nt h e p r o c e s so ff e r r o n i c k e ln u g g e t sp r o d u c t i o nw a si n v e s t i g a t e d ．S i m u l t a n e o u s l y ，t h ei n f l u e n c e so fe x p e r i m e n t a lt e m p e r a t u r e a n dt i m ea sw e l la sd o s a g e so fC a C 0 3a n dM n Oo nd e s u l f u r a t i o ne f f e c tw e l ℃s t u d i e d ．T h er e s u l t si n d i c a t et h a tt h er e d u c t i o n m e l t i n gt e m p e r a t u r ea n dt i m ea n dC a C 0 3d o s a g eh a v ec e r t a i ni m p a c to ns u l f u rc o n t e n ti nt h ef e r r o n i c k e ln u g g e t sa n d d e s u l f u r i z a t i o nd e g r e e ，b u tw i t hn oo b v i o u se f f e c t ．M n Od o s a g eh a sas i g n i f i c a n ti m p a c to nt h ed e s u l f u r i z a t i o nd e g r e e ． T h es u l f u rc o n t e n ti nt h ef e r r o n i c k e ln u g g e t sd e c r e a s e df r o m0 ．1 3 ％t o0 ．0 6 ％w h i l et h ed e s u l f u r i z a t i o nd e g r e e i n c r e a s e df r o m5 1 ．4 ％t o7 7 ．6 ％w i t ht h ei n c r e a s eo fM n Of r o m0t o3 ％．T h ed e s u l f u r i z a t i o ne f f e c ti sg r e a t l yi m p r o v e d ． B e s i d e s ，t h ea d d i t i o no fM n Oc a u s e sn oc o n s p i c u o u sv a r i a t i o ni nt h eg r a d ea n dr e c o v e r yo fN ia n dF ei nt h en u g g e t s ． K e yw o r d s l a t e r i t en i c k e lo r e ；c a r b o n b e a r i n gp e l l e t s ；d i r e c tr e d u c t i o n ；f e r r o n i c k e ln u g g e t s ；d e s u l p h u r i z a t i o n 镍是现代航空业、国防军事工业、医疗器械工业等 不可或缺的重要金属【1 。2J 。世界上可供开采的镍资源 储量约为1 ．6 亿吨，其中3 0 ％～4 0 ％为硫化镍矿， 6 0 ％～7 0 ％为红土镍矿。硫化矿提取工艺比较成熟， 目前约有5 6 ％的镍是从硫化镍矿中提取的，但是硫化 镍矿资源现在正面临着日益枯竭的局面。而红土镍矿 资源丰富，且采矿成本低，因此，从长远来看，红土镍矿 将是未来镍的主要来源。目前，红土镍矿的选冶研究 已成为国际上的重大冶金课题山一。 红土镍矿的处理工艺分为火法工艺和湿法工艺。 火法冶炼工艺主要可分为电炉还原熔炼法、鼓风炉硫 化熔炼法和高炉还原熔炼法等，产品主要为镍铁合金 和镍锍产品。镍铁合金主要用于生产不锈钢，而镍锍 则作为进一步冶炼镍的原料。火法冶炼红土镍矿工艺 具有工艺成熟、流程短、效率高等优点，但同时也存在 能耗较高、熔炼过程渣量过多、有粉尘污染等缺 点一引。日本神户钢铁公司提出第三代炼铁法 h m k 3 工艺，能在较短的时间内快速还原铁矿石，并实 现脉石与铁的分离，最终产品是不含脉石的粒铁，此工 艺中铁和渣的相对运动条件差，且铁和渣的接触面积 要比高炉小很多，使得粒铁的脱硫动力学条件比高炉 要差很多，因此粒铁产品中的硫含量较高，这是该工艺 ①收稿日期2 0 1 2 - 0 9 1 4 基金项目国家科技支撑计划资助项目 2 0 1 l B A C 0 1 1 1 0 2 作者简介毛瑞 1 9 8 8 一 ，男，江苏连云港人，主要研究方向为高炉炼铁和非高炉炼铁。 万方数据 矿冶工程 第3 3 卷 尚待解决的一大难题⋯‘12 { 。本文基于I t m k 3 工艺，在 红土镍矿中配加一定质量的还原剂、熔剂和添加剂，制 成红土镍矿含碳球团，利用直接还原的方式生产含镍 粒铁，对红土镍矿直接还原生产粒铁的脱硫机理和硫 含量控制进行了深入研究。 1 原燃料基础特性研究 l 。1 红土镍矿 实验所用红土镍矿来自印度尼西亚，其化学成分 如表1 所示。该矿石铁、镍的含量较低，S i O 、M g O 的 含量较高，碱性组分C a O 的含量低，S , P 等有害杂质含 量较低，属于硅镁型镍矿。 表1 红土镍矿化学成分 质量分数 ／％ 对红土镍粉进行x 射线衍射分析，其衍射结果见 图l 。由图1 可知，该红土镍矿的主要物相有斜纤蛇纹 石 M 9 3 S i 0 5 O H 。 、镍纤蛇纹石 N i 3 S i 2 0 5 O H 。 、 暗镍蛇纹石 N i ，M g 3 S i 2 0 ， O H 。、叶蛇纹石 M g ，F e ，S i O ， O H 。 、针铁矿 F e O O H 、赤铁矿 F e 0 3 、高岭石 A l s i 0 5 o n 。 和石英 s i o 等。 镍主要分布在硅酸盐类矿物及针铁矿中，镍在硅酸盐 矿物中主要取代镁，在针铁矿中主要取代铁；铁主要分 布在针铁矿、赤铁矿和硅酸盐类矿物中；脉石矿物主要 有蛇纹石、高岭石和石英。由于蛇纹石、高岭石都是含 水硅酸盐矿物，同时针铁矿中含有结晶水，因此，该红 土镍矿的结晶水含量较高。 2 a ／ 。 图1 红土镍矿的X R D 图谱 1 ．2 还原剂 实验所用的还原剂为神木烟煤，表2 为神木烟煤 的工业分析结果。 表2 煤粉工业分析 质量分数 ／％ 1 ．3 熔剂 实验所用的红土镍矿粉S i O 含量偏高，碱性组分 偏低，为了降低体系的软熔点，利于镍铁颗粒的团聚长 大，同时脱除还原剂和红土镍矿带入的硫分，故向原料 中加入了适量的熔剂。实验所用的熔剂为石灰石，其 化学成分如表3 所示。 表3 石灰石的化学成分 质量分数 ／％ T i r eF e O S i 0 2 C a O A 1 2 0 3M s o SP 0 ．0 0 00 ．0 01 ．6 7 05 1 ．3 2 00 ．8 9 01 ．9 0 00 ．0 9 60 ．0 1 0 2 实验方法 红土镍矿在恒温干燥箱中烘干 1 0 5 ℃，3h 后， 经密封式制样机制样 一0 ．1 5m m 占9 0 ％以上 ，根据 预先指定的方案，配入一定质量的还原剂 神木烟 煤 、熔剂 石灰石 、添加剂 M n O 和水，放入混碾机 中，经充分混匀后，送入对辊压球机压制成4 0m m 2 5 m m 2 0m m 的椭圆形球团。球团烘干后置于石墨坩 埚中，送入高温电阻炉 型号S x 一8 1 6 ，额定温度 16 0 0 ℃，额定功率8k W 。在特定的温度下，含碳团 块发生还原、渗碳、熔化、汇集等过程，达到指定的时间 后，将坩埚取出，冷却到室温后，对还原后的团块进行 破碎、筛分，得到粒铁 主要成分为金属铁和镍 和熔 渣，对所得的产品进行检测和分析，研究各因素对红土 镍矿直接还原生产粒铁过程脱硫的影响。 研究涉及的工艺参数主要包括还原熔分温度、还 原熔分时间、石灰石添加量和M n O 添加量。实验过程 中控制焙烧温度为13 2 5 ～14 0 0o C ，焙烧时间为4 0 ～ 1 0 0m i n ，石灰石加入量为矿样的1 0 ％～4 0 ％，M n O 添 加量为O ～3 ％。 3 含碳球团脱硫机理 红土镍矿直接还原生产粒铁主要包括还原和熔分 2 个阶段，脱硫过程也分为还原阶段脱硫和熔分阶段 脱硫，其脱硫机理是不同的。 3 ．1 红土镍矿含碳球团还原阶段脱硫 在本研究中，红土镍矿粉配加了一定量的石灰石， 制成含碳球团，当温度达到7 0 0 ℃左右时，石灰石开始 分解生成C a O ，同时硫转化为H S 和S O ，脱硫反应 万方数据 第1 期毛瑞等红土镍矿直接还原生产含镍粒铁脱硫试验研究 如下 C a C 0 3 一C a O C 0 2 C a O S 0 2 1 ／2 0 2 一C a S 0 4 C a O H 2 S C a S H 2 0 含碳球团内气氛为还原性气氛，因此该阶段硫的 转化物主要以H S 为主，它被C a O 吸收转化为C a S ， 8 1 5 ～9 0 0o C 是还原气氛下脱硫的最佳温度。但C a S 在高温下不稳定，当温度提高后C a S 会分解出H s ，而 H ，S 会同刚刚还原出来的N i 和F e 结合生成F e S 和 N i S 。如果要将C a S 转化为稳定的C a S O 。，则需充足的 0 ，因此，这将大大限制了石灰的脱硫效果，因此还原 阶段的脱硫量非常有限。1 卜”j 。 3 ．2 红土镍矿含碳球团熔分阶段脱硫 当含碳球团处于渣铁熔融阶段时，在渣铁接触的 界面上进行硫的再分配行为。对于红土镍矿含碳球团 来说，由于金属铁和镍刚刚产生，还是处于微小的颗粒 状态，且红土镍矿中脉石成分多，将产生大量的熔渣， 金属颗粒完全被渣相包裹，与熔渣具有极好的接触条 件，脱硫反应的动力学条件较好，有利于脱硫反应的进 行。渣铁间脱硫的主要反应如下 [ F e S ] 一 F e S F e S C a O 一 C a S F e O F e O C [ F e ] C O 总的脱硫反应方程式如下 [ F e S ] C a O C 一[ F e ] C a S C O 从以上方程式可以看出，在渣铁界面上，首先是金 属相中的[ F e S ] 向渣面扩散并溶于渣中，进入渣中的 F e S 与 C a O 作用生成 C a S 和 F e O ， F e O 与固 体碳发生直接还原反应，还原生成的铁进入金属相， C O 气体离开反应界面，同时产生搅拌作用，将聚积在 渣铁界面的生成物C a S 带到上面的渣层，更新了渣铁 界面的C a O ，从而加速了熔渣脱硫反应的进行。 硫在渣和金属相中的分配比L 。可以用以下公式 表示 ， ％S ～1 y c 。o ％C a O L s2 丽 K s 叫嗲。瓦i 可丽‘_ 五■一 从上式可以看出，由于渣铁熔融阶段脱硫反应是 吸热反应，当温度提高后，脱硫反应平衡常数K s 增大， 有利于脱硫反应的进行；当温度一定时，增加C a O 或 其它碱性氧化物浓度，均可使[ F e S ] 降低；渣中F e O 含 量降低，可有效降低金属相中的[ F e S ] ，提高硫在金属 相中的活度系数，有利于脱硫。1 ⋯。 4 试验结果与讨论 4 ．1 硫在各原料中的分配 红土镍矿直接还原生产粒铁工艺所用的实验原料 主要有红土镍矿、神木烟煤和石灰石，从前文原燃料的 化学分析可知，试验所用的原燃料都含有一定量的硫。 当按C ／O 1 ．4 即相当于配人1 4 ．0 2 ％的神木烟 煤 ，石灰石添加量为2 0 ％进行配料，制成含碳球团， 则球团中各原料带入硫含量的情况如图2 所示。 图2 红土镍矿含碳球团中各原料带入硫的情况 从图2 可以看出，红土镍矿含碳球团生产粒铁工 艺过程中，硫主要由还原剂带人的，其带入量占硫总量 的5 8 ．3 7 ％，其次由红土镍矿带入，带入量占总量的 3 7 ．6 7 ％。 4 ．2 还原熔分温度对脱硫的影响 在石灰石加入量为2 0 ％，配碳量为C ／O 1 ．4 ，还 原熔分时间为6 0m i n 的条件下，考察还原熔分温度对 脱硫的影响，其结果如图3 所示。从图中可以看出，随 着还原熔分温度的逐渐提高，粒铁中的硫含量先逐渐 降低；当温度达到13 7 5 ℃以后，随着温度的升高，粒铁 中的硫含量逐渐升高。而脱硫率随着还原温度的升 高，呈先上升后降低的趋势。 琴 ＼ 衄】 缸 堰 温度／℃ 图3 还原熔分温度对脱硫的影响 通过提高还原温度，能在一定程度上提高渣的脱 硫率，降低粒铁中的硫含量，但是温度过高，将对脱硫 产生负面的影响。由于还原温度对于粒铁中镍、铁品 位和镍、铁回收率的影响较大，且从图3 可以看出，最 佳的脱硫温度13 7 5 ℃和最佳粒度生产温度13 5 0o C 条件下的脱硫效果相差不大，因此，单纯采取提高还原 万方数据 7 2 矿冶工程第3 3 卷 熔分温度来提高脱硫率是不合适的。综合考虑选择还 原温度为13 5 0 ℃。 4 ．3 石灰石加入量对脱硫的影响 在配碳量为C ／O 1 ．4 ，还原温度为13 5 0o C ，时 间为6 0r a i n 的条件下，考察石灰石加入量对脱硫的影 响，结果如图4 所示。当石灰石加入量由1 0 ％增加到 4 0 ％时，粒铁中的硫含量由0 ．1 7 ％逐渐降低到 0 ．1 0 ％，脱硫率由3 5 ．O ％而逐渐提高到6 3 ．8 ％。 熔渣中的C a O 是红土镍矿生产粒铁最主要的脱 硫剂，石灰石加人量的增加，会使渣中的C a O 含量和 活度有了很大程度的提高，从而显著提高了炉渣脱硫 能力，而石灰石分解过程中产生的C O 不仅能带走部 分气态的硫，提高烟气中的硫含量，同时能起到搅拌作 用，促进渣- 金属界面脱硫反应的进行。同时，红土镍 矿中含有大量的S i O ，随着石灰石加入量的增加，将 降低渣系的熔点，提高渣相的流动性，从而也将提高 渣一金界面的脱硫能力。 零 ＼ 鲥 缸 毽 石灰石加入量／％ 图4 石灰石加入量对脱硫的影响 通过以上分析可以看出，增加石灰石的加入量能 在一定程度上降低粒铁中的硫含量，提高脱硫率，当石 灰石加入量为4 0 ％时，粒铁中的硫含量能降到 0 ．1 0 ％，脱硫率能达到6 3 ．8 ％。但是由于在熔分过程 中，大部分的C a O 将和其他物质形成低熔点化合物， 游离的C a O 数量降低，渣铁界面的脱硫反应受到了一 定程度限制。综合考虑，选择石灰石加入量为2 0 ％。 4 ．4M n O 加入量对脱硫的影响 在配碳量为C ／O 1 ．4 ，石灰石加入量为2 0 ％，还 原温度为13 5 0 ℃，时间为6 0m i n 的条件下，研究了 M n O 加入量对脱硫的影响，其结果如图5 所示。当 M n O 加入量从0 逐渐增加至3 ％时，粒铁中硫的含量 逐渐降低，由0 ．1 3 ％降至0 ．0 6 ％，脱硫率由5 1 ．4 ％增 加至7 7 ．6 ％，脱硫效果明显。 对于红土镍矿含碳球团，随着还原熔分过程的进 行，镍、铁氧化物逐渐被还原成镍和铁，同时部分M n O M n O j J n 入量／％ 图5M n O 加入量对脱硫的影响 也被还原为M n ，进入到金属相中去，b i n 在金属相中将 与熔解在金属相中的F e S 发生如下反应 M n F e S M n S F e M n S 在金属相中的溶解度很小，而且易熔人渣中， M n S 在铁中多以夹杂物的形态存在，当金属相与熔渣 发生界面接触时，M n S 将进入渣中，从而完成粒铁的脱 硫过程。 与C a O 的脱硫机制对比，M n O 脱硫的动力学条件 更好，因此脱硫的效果也优于C a O 。同时，另外一部分 未被还原的M n O 进入渣中，可以降低熔渣的熔点和黏 度，改善其流动性，从而进一步提高脱硫效果。因此， 在反应条件一定的前提下，当M n O 加入量增多时，还 原熔分时进入金属相中M n 和渣相中的M n O 含量逐 渐增多，显著提高了M n O 的脱硫效果，使粒铁中的硫 含量逐渐降低，脱硫率显著提高。因此选择M n O 加入 量为3 ％。 4 ．5 还原熔分时间对脱硫的影响 在配碳量为C ／O 1 ．4 ，石灰石加入量为2 0 ％，还 原温度为13 5 0 ℃的条件下，研究还原时间对红土镍 矿含碳球团生产粒铁工艺脱硫的影响，其结果如图6 所示。当还原时间从4 0m i n 增加至8 0m i n 时，粒铁中 硫含量由0 ．1 5 ％降至0 ．1 2 ％，脱硫率由4 2 ．6 8 ％增加 至5 5 ．1 ％，当还原时间超过8 0m i n 后，脱硫效果无明 显变化。综合考虑，选择还原时间为6 0m i n 。 时间／m 岫 图6 还原熔分时间对脱硫的影响 万方数据 第1 期毛瑞等红土镍矿直接还原生产含镍粒铁脱硫试验研究 4 ．6 产物分析 由以上分析可知，在配碳量为C ／O 1 ．4 ，石灰石 加入量为2 0 ％，还原温度为13 5 0 ℃，还原时间为6 0 m i n 的条件下，加入3 ％的M n O 能显著提高脱硫率，降 低粒铁中的硫含量。对含镍粒铁进行了x 射线衍射 分析，所得x 射线衍射谱如图7 所示。 2 0 ／ 。 图7 含镍粒铁的X 射线衍射谱 从图7 可以看出，含镍粒铁的主要物相组成为F e N i 及C ，无明显的脉石成分。其中N i 固溶到F e 相中，与 F e 形成合金化合物。由于粒铁中的S 含量相对较少， 因此在x 射线衍射图谱中没有明显的特征峰。 对镍铁粒进行扫描电子显微镜和能谱分析，其扫 描电镜图片和能谱结果分别如图8 和表4 所示。 A h I l F e K b ＆。．蒯燧。 B F t K 。 _ “} O r K b ．； o K H 鞘。。 』曩惫n 123 45 67891 01 23456 7891 01 23456 7891 0 ￡／l ‘e 、T￡／I ‘e VE ／k e V 图8 镍铁粒扫描电镜和能谱图片 表4 镍铁粒不同区域的E D S 结果 质量分数 ／％ 由图8 和表4 可以看出，镍铁粒的主要元素组成 为F e 、N i 、C ，同时含有少量的S 和C r 。镍铁粒中的物 相主要以F e ．N i 为主，由图中A 和B 两个区域的能谱 结果可以看出，A 点的N i 含量较高，能达到1 0 ．9 3 ％， 而且C 含量很低，因此颜色较白；B 点的N i 含量低，且 c 含量较高，因此该区域的颜色较暗。图中c 区域的 S 含量很高，为硫化物夹杂，从能谱结果可以看出，夹 杂物主要以F e S 为主，同时还含有一定量的C 和C r 。 5 结论 1 随着还原熔分温度的逐渐提高，粒铁中的硫含 量先逐渐降低，当温度达到13 7 5c | C 以后，随着温度的 升高，粒铁中的硫含量逐渐升高。而脱硫率随着还原 熔分温度的升高，呈先上升后降低的趋势。还原熔分 温度对于粒铁中镍、铁品位和镍、铁回收率的影响较 大，而最佳的脱硫温度13 7 5 ℃和最佳粒铁生产温度 13 5 0 ℃条件下的脱硫效果相差不大，单纯采取提高还 原熔分温度来降低粒铁中硫含量和提高脱硫率是不合 适的。 2 随着石灰石添加量的逐渐增加，粒铁中的硫含 量逐渐降低，脱硫率逐渐提高。但在熔分过程中，大部 分的C a O 将和其他物质形成低熔点化合物，游离的 C a O 数量降低，渣一金属界面的脱硫反应受到了一定程 度限制。 3 M n O 添加量从0 逐渐增加至3 ％，粒铁中硫的 含量逐渐降低，由0 ．1 3 ％降至0 ．0 6 ％，脱硫率逐渐增 加，由5 1 ．4 ％增加至7 7 ．6 ％，脱硫效果有了明显的提 高。在其他反应条件一定的前提下，通过添加M n O 能 有效的降低粒铁的硫含量，显著提高脱硫率。 4 当还原熔分时间从4 0r a i n 逐渐增加至8 0r a i n 时，粒铁中硫的含量逐渐降低，由0 ．1 3 ％降至0 ．1 2 ％， 脱硫率逐渐增加，由4 2 ．6 8 ％增加至5 5 ．1 ％，当还原熔 分时间超过8 0r a i n 后，脱硫效果无明显变化。 5 通过改变还原熔分温度、时问、石灰石的添加量 都能在一定程度上降低粒铁中的硫含量，提高脱硫率， 但是效果不显著，且这些因素对粒铁中N i 、F e 的品位和 回收率都有很大的影响，而M n O 的添加量对脱硫效果 影响显著，且对粒铁中N i 、F e 的品位和回收率的影响较 小，因此可以考虑通过添加M n O 来提高脱硫效果。 参考文献 [ 1 ] 郭学益，吴展，李栋．镍红土矿处理工艺的现状和展望[ J ] ． 金属材料与冶金工程，2 0 0 9 ，3 7 2 3 9 ． [ 2 ] P a t z e l tN ，S e h m i t zT ，G r u n dG ．T r e a t m e n to fn i c k e lo r e si nr o t a r y k i l n sa n dc y c l o n er e a c t o r s [ C ] ／／I n t e r n a t i o n a lL a t e r i t eN i c k e lS y m p o - s i u m ．N e wY o r k ，2 0 0 4 5 2 7 5 4 3 ． 下转第7 8 页 万方数据 矿冶工程第3 3 卷 加以及终点C u 2 浓度的降低，阴极铜质量逐渐变差。 2 实验研究表明，电积法脱铜可制备得高纯阴极 铜，其适宜的条件是添加剂用量为4 0m s ／L ，电解液 温度为5 5 ℃，电流密度为2 0 0A ／m 2 ，终点C u 2 浓度为 3 1 ．7 l ∥L ，高纯阴极铜产率可达3 8 ．0 9 ％。 3 在适宜条件下所得阴极铜中C u 含量大于 9 9 ．9 9 ％，A s 、S b 、B i 的含量分别为0 ．0 0 0 1 4 2 ％、 0 ．0 0 0 2 3 1 ％、0 ．0 0 0 1 9 4 ％，脱铜电流效率为9 9 ．1 9 ％； 电解液中砷、锑、铋主要以难溶物的形式从电解液中析 出，其脱除率分别为2 ．2 2 ％、9 ．2 5 ％、5 ．6 2 ％。 参考文献 朱祖泽，贺家齐．现代铜冶金学[ M ] ．北京科学出版社，2 0 0 3 ． W a n gX u e w e n ，C h e nQ i - y u a n ，Y i nZ h o u - l a n ，e ta 1 ．R e m o v a lo fi m p u r i t i e sf r o mc o p p e re l e c t r o l y t ew i t ha d s o r b e n tc o n t a i n i n ga n t i m o n y [ J ] ．H y d r o m e t a l h r g y ，2 0 0 3 ，6 9 3 9 4 4 ． 王学文，肖炳瑞，张帆．铜电解液碳酸钡脱铋新工艺[ J ] ．中 国有色金属学报，2 0 0 6 ，1 6 7 1 2 9 6 1 2 9 9 ． G u p t aB ．B e g u mZI ．S e p a r a t i o na n dr e m o v a lo fa r s e n i cf r o mm e t a l i u 呼c a ls o l u t i o n su s i n gh i s 2 ，4 ，4 - t r i m e t h y l p e n t y l d i t h i o p h o s p h i n i c a c i da se x t r a c t a n t [ J ] ．S e p a r a t i o na n dP u r i f i c a t i o nT e c h n o l o g y ，2 0 0 8 ， 1 6 3 7 7 8 5 ． 罗凯，徐洁．膜技术处理铜电解液最佳条件试验[ J ] ．矿冶 工程，2 0 0 6 ，2 6 1 ；6 5 6 7 。 X I A OF a x i n ，Z H E N GY a - j i e ，W A N GY o n g ，e ta 1 ．P u r i f i c a t i o n m e c h a n i s mo fc o p p e re l e c t r o l y t eb yA s Ⅲ [ J ] 。T r a n s a c t i o n so fN o n f e r r o u s M e t a l sS o c i e t yo f C h i n a ，2 0 0 8 ，1 8 5 1 2 7 5 1 2 7 9 ． [ 7 ] X I A OF a ．x i n ，Z H E N GY a - j i e ，W A N GY o n g ，e ta 1 ．N o v e lt e c h n o l o g y o fp u r i f i c a t i o no fc o p p e re l e c t r o l y t e [ J ] ．T r a n s a c t i o n so fN o n f e r r o u s M e t a l sS o c i e t yo fC h i n a ，2 0 0 7 ，1 7 5 1 0 6 9 1 0 7 4 ． [ 8 ] X I A OF a x i n ，Z H E N GY a - j i e ，W A N GY o n g ，e ta 1 ．P r e p a r a t i o no f c o p p e ra r s e n i t ea n di t sa p p l i c a t i o ni np u r i f i c a t i o no fc o p p e re l e c t r o l y t e [ J ] ．T r a n s a c t i o n so fN o n f e r r o u sM e t a l sS o c i e t yo fC h i n a ，2 0 0 8 ，1 8 2 4 7 4 4 7 9 ． [ 9 ] Z H E N GY a - j i e ，X I A OF a - x i n ，W A N GY o n g ，e ta 1 ．I n d u s t r i a le x p e r i m e r i to fc o p p e re l e c t r o l y t ep u r i f i c a t i o nb yc o p p e ra r s e n i t e [ J ] ．J o u m a l o fC e n t r a lS o u t hU n i v e r s i t yo fT e c h n o l o g y ，2 0 0 8 ，1 5 2 2 0 4 - 2 0 8 ． [ 1 0 ] 史建远，许卫，乐安胜，等．铜电解液高A s 自净化工业实践 [ J ] ．中国有色冶金，2 0 1 0 ，3 9 1 1 3 1 6 ． [ 1 1 ] 龚竹青．理论电化学导论[ M ] ，长沙中南大学出版社，1 9 8 7 ． [ 1 2 ] 张传福，谭鹏夫．第V A 族元素物理化学数据手册[ M ] ．长沙 中南工业大学出版社，1 9 9 5 ． [ 1 3 ]肖发新，郑雅杰，简洪生，等．砷、锑、铋对铜电沉积及阳极氧化 机理的影响[ J ] ．中南大学学报 自然科学版 ，2 0 0 9 ，4 0 3 5 7 5 5 8 0 ． [ 1 4 ] W A N GX u e w e n ，C H E NQ i y u a n ，Y I NZ h o u t a n ，e ta 1 ．H o m o g e n e - O U Sp r e c i p i t a t i o no fA s ，S ba n dB ii m p u r i t i e si nc o p p e re l e c t r o l y t e d u r i n ge l e c t r o r e f i n i n g [ J ] ．H y d m m e t a l l g y ，2 0 11 ，1 0 5 3 3 5 5 3 5 8 ． [ 1 5 ] W A N GX u e W e n ，C H E NQ i - Y u a n ，Y I NZ h o u k ．I d e n t i f i c a t i o no f a r s e n a t oa n t i m o n a t e si nc o p p e ra n o d es l i m e s [ J ] ．H y d m m e t a U g y ， 2 0 0 6 ，8 4 3 2 1 1 2 1 7 ． [ 1 6 ]郑雅杰，彭映林，崔涛，等．一种铜砷镍分离净化铜电解液的 方法中国，2 0 1 1 1 0 3 0 0 9 1 2 ．7 [ P ] ．2 0 1 1 1 0 一0 9 。 上接第7 3 页 [ 3 ] 符芳铭，胡启阳，李新海，等．稀盐酸溶液还原浸出红土镍矿的研 究[ J ] ．矿冶工程，2 0 0 9 ，2 9 4 7 4 7 6 ． [ 4 ] 梁威，王晖，符剑刚．从低品位红土镍矿中高效回收镍铁 [ J ] ．中南大学学报 自然科学版 ，2 0 1 l ，4 2 8 2 1 7 3 2 1 7 7 ． [ 5 ] D a l v iAD ，G o r d o nBW ，R o b e r tCO ．T h eP a s ta n dt h eF u t u r eo f N i c k e lI _ t e r i t e s [ C ] ∥P D A CI n t e r n a t i o n a lC o n v e n t i o n ．T o r o n t o T M S ， 2 0 0 4 1 ． [ 6 ] P i c k l e sCA ．M i c r o w a v eH e a t i n gB e h a v i o ro fN i c k e l i f e m u sL i m o n i t i c L a t e