BÁO CÁO Giải pháp nâng cao hiệu tuyển thu hồi niken từ quặng laterit theo phương pháp thiêu hoàn nguyên kết hợp tuyển từ Thực hiện: TS Trần Trung Tới

BÁO CÁO Giải pháp nâng cao hiệu quả tuyển thu hồi niken từ quặng laterit theo phương pháp thiêu hoàn nguyên kết hợp tuyển từ Thực hiện: TS Trần Trung Tới... Tách niken từ quặng Laterit?

BÁO CÁO

Giải pháp nâng cao hiệu quả tuyển thu hồi niken từ quặng laterit theo phương pháp thiêu hoàn nguyên kết

hợp tuyển từ

Thực hiện: TS Trần Trung Tới

Tách niken từ quặng Laterit?

• Đặt vấn đề

• Nung hoàn nguyên – Tuyển từ

• Các nhân tố ảnh hưởng

• Kết luận

Đặt vấn đề

• Quặng sunfua Ni: dễ xử lý, khai thác dần cạn kiệt

• Quặng laterit: nguồn tài nguyên chính cho sản xuất niken (chiếm 70%) Tuy nhiên, chúng xâm tán rất mịn và có %Ni thấp 0,4 -1,2% nên phức tạp và tốn kém để xử lý luyện trực tiếp.

• Thủy luyện: rất phức tạp và dài, xử lý khối lượng bã thải lớn.

• Hỏa luyện là đơn giản nhưng tốn nhiều năng lượng

Việc tuyển làm giàu hàm lượng niken trong quặng laterit trước bất kỳ quá trình chế biến nào là mong muốn về mặt kinh tế

!

Method?

Đặc điểm quặng Laterit niken?

Khoáng vật chứa niken trong laterit

PP tuyển tách Niken từ quặng Laterite

Nung hoàn nguyên – Tuyển từ

Hoàn nguyên:

•Chất hoàn nguyên (Reduction): than 5%

•Phụ gia (Additives): Loại 1 (NaSO 4 , S 2 ), loại 2 (CaCl 2 2H 2 O, NaCl, MgCl 2 ,…)

•Nhiệt độ: < 1300 0 C (hoàn nguyên trạng thái rắn)

Tuyển từ ướt:

•Nghiền: trên 85% cấp 0,074mm

•Cường độ: 300 – 400 Ơtxtet

Sản phẩm: Fe-Ni (Ni = 8 – 12%)

Thực thu và hàm lượng Ni: Phụ thuộc nhiều vào phụ gia ( > 90% và 8 – 12% Ni)

• NaCl cô lập NiO khỏi các khoáng chất mang NiO Làm giảm nhiệt độ chuyển pha của lizardit [Mg3Si2O5 (OH)4] từ 825 0C xuống 751 0C.

• NaCl thúc đẩy sự tạo thành NiFe2O4 bằng phản ứng của NiO với Fe2O3 ở nhiệt độ trên 1000 0C và điều này thuận lợi cho việc tạo hợp kim Ni-Fe.

Tác dụng của phụ gia loại 1: Clorua

CaCl2.2H2O, NaCl, MgCl2

Why?

Dự đoán cơ chế của quá trình

Requires further

study?

Proplem 1

Kết quả thí nghiệm thực tế

• Lưu huỳnh (S2): thúc đẩy sự tập hợp và phát triển của các hạt ferro-nickel bằng cách giảm sức căng bề mặt của các hạt hợp kim Fe-Ni.

• Sunfat (Na2SO4): cải thiện đáng kể lợi ích của niken trong quá trình thiêu hoàn nguyên, đặc biệt là quặng laterit limonit

Nó tăng sự giải phóng niken và sắt ở nhiệt độ trên 750 0C

Tác dụng của phụ gia loại 2: Lưu huỳnh

(NaSO4, S, Na2S2O3)

Why?

Cơ chế của quá trình

• Do sự hình thành của FeS theo các kiểu p/ư sau:

• FeS lại có tác dụng tới sự làm giàu chọn lọc của niken

• FeS tác dụng đến quá trình hình thành và lớn lên của các hạt hợp kim Fe-Ni (do tạo hệ Fe – FeS làm giảm nhiệt độ nóng chảy, tăng

sự truyền khối của các kim loại)

Kết quả thí nghiệm thực tế

Replace additive?

Hoàn nguyên cần có:

•Chất hoàn nguyên: than

•Phụ gia: Lưu huỳnh

Than Na Dương VN có:

•Than: chất hoàn nguyên

•Có: FeS 2 → FeS + S (Phụ gia)

?

Requires further

study?

Proplem 2

KẾT LUẬN

• Các chất phụ gia bao gồm clorua, lưu huỳnh và sunfat, có lợi

trong quá trình tách Fe, Ni từ quặng Laterit bằng phương pháp thiêu hoàn nguyên – tuyển từ

• Clorua biến đổi các oxit kim loại thành clorua kim loại, làm

điều không chắc chắn liên quan đến quá trình hình thành HCl NaCl giải phóng niken từ quặng và thúc đẩy sự hình thành NiFe2O4, do đó dẫn đến sự kết tụ và phát triển của các hạt ferro-nickel

• Lưu huỳnh và sunfat thúc đẩy quá trình làm giàu niken có

chọn lọc chủ yếu do sự hình thành FeS không thuận từ FeS

có thể được tạo thành theo ba cách: phản ứng giữa FeO và

SO2; phản ứng giữa lưu huỳnh và sắt hoặc các oxit sắt; và phản ứng giữa oxit sắt và natri sunfua Troilit làm tăng tốc độ tập hợp và phát triển của các hạt hợp kim Ni-Fe bằng cách hình thành eutectic Fe-FeS có nhiệt độ nóng chảy tương đối thấp Ngoài ra, lưu huỳnh được thêm vào hoặc tạo ra có thể làm giảm sức căng bề mặt trong hệ thống, và hiệu ứng này cùng với điểm nóng chảy thấp của pha nepheline góp phần vào sự di chuyển và phát triển của các hạt ferro-nickel

KẾT LUẬN

Tham khảo chính

• JINGCHENG DONG, YONGGANG WEI, SHIWEI ZHOU, BO LI, YINDONG YANG, and ALEXANDER MCLEAN2 (2018) The Effect of Additives on Extraction of Ni, Fe and Co from Nickel Laterite Ores JOM, Vol 70, No 10, 2018 https://doi.org/10.1007/s11837-018-3032-8 The Minerals, Metals & Materials Society

• Guorui Qu, Shiwei Zhou, Huiyao Wang, Bo Li and Yonggang Wei (2019) Production of Ferronickel Concentrate from Low-Grade Nickel Laterite

Ore by Non-Melting Reduction Magnetic Separation Process Metals 2019,9,1340; doi:10.3390/ met9121340 www.mdpi.com/journal/metals.

Thanks!