紅土鎳礦中有價組元深度分離的基礎研究

《紅土鎳礦中有價組元深度分離的基礎研究》是依託東北大學，由牟文寧擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：紅土鎳礦中有價組元深度分離的基礎研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：牟文寧
• 依託單位：東北大學

中文摘要

我國鎳工業面臨嚴重的資源問題，紅土鎳礦資源將成為主要開發對象。常規冶金工藝難以高效清潔處理，導致三廢排放多，環境污染嚴重。硫酸銨焙燒法具有節能、清潔、高效等特點，在複雜資源處理及高效清潔冶金方面有著良好的套用前景。本項目以紅土鎳礦為研究對象，通過紅土鎳礦及其與硫酸銨焙燒體系的物化性質研究和熱力學行為分析，明確紅土鎳礦及其焙燒體系的結構及組元行為；探討紅土鎳礦硫酸銨焙燒過程中有價組元的轉化行為及動力學特徵，揭示組元間的互動作用規律；通過研究酸式鹽溶液中主金屬選擇性分離的行為和微量雜質元素深度分離的機制，闡明溶液中有價組元深度分離的規律和調控機制；探索各分離過程多因素的作用影響，確定最佳化工藝參數及過程調控機制，建立紅土鎳礦中有價組元深度分離的基礎理論，為紅土鎳礦資源的高效清潔利用提供理論依據。

結題摘要

隨著鎳需求的增加和硫化鎳礦資源的漸趨枯竭，紅土鎳礦資源將成為我國鎳企業的主要開發對象。我國紅土鎳礦資源品位低，經風化後與其他礦物相互鑲嵌緊密，常規冶金工藝包括火法和濕法均難以實現高效清潔處理，導致三廢排放多，環境污染嚴重。因此，研究紅土鎳礦中有價組元提取與高效分離的新工藝和新技術，對紅土鎳礦進行綠色化綜合利用具有重要的實際意義和套用價值。硫酸化焙燒法具有焙燒溫度低、反應效率高、化工原料易實現循環利用等優點，在低品位、複雜礦物資源處理及高效清潔冶金方面擁有良好的套用前景。 本項目以我國典型的低品位紅土鎳礦為研究對象，研究紅土鎳礦及硫酸銨的基本物化性質，為合理的工藝流程的設計硫酸銨焙燒溫度的制定、焙燒機理的分析提供可靠的依據；通過焙燒產物的分析，確定有價組元的轉化歷程和原理；進行熱力學計算確定有價組元轉化的可能性、熱力學條件和轉化順序；利用單因素實驗和正交實驗對紅土鎳礦硫酸銨焙燒和濃硫酸焙燒進行研究，獲得有價組元的轉化規律、調控機制以及最佳化的技術參數；通過研究溶出液中共存離子的種類和濃度，有價組元溶出過程的調控和最佳化，闡明酸式鹽的溶解機理、有價組元遷移的調控機制和分配規律。研究酸式鹽溶液中主金屬選擇性分離的行為和微量雜質元素深度分離的機制，揭示有價金屬的轉化行為、調控機制、相互作用規律和動力學特徵。 通過本項目的研究，建立紅土鎳礦中有價元素高效轉化與深度分離的理論，形成了紅土鎳礦綠色冶金及綜合利用的新技術原型，為我國紅土鎳礦的經濟開發和綜合利用提供了有效的途徑，並將工藝和技術推廣套用於處理低品位氧化鋅礦、混合鎳礦、高鐵鋁土礦等資源。