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镍铁尾矿资源化利用探讨

陈安安  
【摘要】:随着现代技术的兴起和我国工业的快速发展,我国开始大规模地开发和利用矿产资源。这些矿产资源的开采和冶炼必然导致大量的尾矿产生。但是我国目前对尾矿处置重视不够,治理方法一直处于落后水平。大量尾矿的堆存既是对资源的浪费,又侵占了大量的土地,破坏了生态平衡,如堆存不当还会给环境带来严重的污染。不同的尾矿因其理化性质的不同而有完全不同的资源化利用方式,这也增加了尾矿利用的复杂度。因此尾矿的回收处理对节约资源与环境保护有重大的意义。 福建某公司是一家专业从事镍合金冶炼的企业,年排放约30万吨的镍铁尾矿。大量的尾矿堆积危害了当地的环境,同时制约了企业的发展。本研究分析推断出该公司冶炼后排放的镍铁尾矿主要成分为镁橄榄石、镁铁橄榄石、磁铁矿。在尾矿成分基本性质分析的基础上结合企业的实际情况与国内外研究成果,找出了该种镍铁尾矿的资源化利用途径:生产氢氧化镁与白炭黑。 酸浸是镍铁尾矿资源化工艺的前处理,也是整个工艺中的最关键的步骤,目的是将尾矿中的Si、Mg以及其他金属元素有效分离。本研究通过单因素实验考察了酸种类、酸的浓度、固液比、反应时间、反应温度这几个因素对酸浸的影响;并通过响应曲面法对主要影响因素和影响结果进行了拟合优化。综合考虑到实际操作工艺与成本,选取最优酸浸条件为:硫酸浓度30%、温度80℃、时间2h。同时通过热力学分析验证了镍铁尾矿硫酸浸出的可行性;通过改良的收缩核模型对镍铁尾矿硫酸浸出过程进行动力学拟合,推断出尾矿渣的酸浸过程符合反应层扩散控制。 接着将酸浸后产生的镍铁尾矿硫酸浸出液经过氨水-NaOH法(先经H2O2氧化、氨水法除杂净化,再加入15mol/L的氢氧化钠在40℃~50℃下反应20min)制得符合国家行业标准(HG/T3607-2000)的氢氧化镁粉末。硫酸浸出渣经过二元复合浸出法,可以得到符合国家行业标准(HG/T3061-2009)的白炭黑产品。最终实现了镍铁尾矿的资源化利用,减少了尾矿的污染。


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