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从红土镍矿中提取金属镁

  • 作者:小林
  • 发布时间:2015-08-28 14:05
  • 来源:互联网
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  金属镁是近几十年才发展起来的新型轻质耐腐蚀金属材料,镁在许多领域都获得了广泛应用,成为重要的资源。我国云南元江红土含镁高,储量丰富,其MgO 含量为28%,而镍平均含量0.83%,但在近年来的研究开发中,仅专注于金属镍的回收,而对中经济价值约为金属镍价值2 倍的金属镁,却在火法冶炼中,常被配入的CaO 造渣降熔点而除去。这样,不仅浪费了资源,也给环境带来较大负担。如何实现从这种红土镍矿中提取出金属镁,显然具有节能环保的重要意义。为此,云南业有限公司研究设计院,在分析了红土镍矿原料成分的基础上,开展了用碳热还原法从红土镍中提取金属镁的热力学研究,取得了一些值得注意的成果。

  经分析,云南元江红土镍矿成分如下(wt%):Ni:0.8~1.0,Co:0.04~0.08;Fe:12,MgO:28,SiO2:35,CaO:<0. 5,Al2O3:3,H2O:10.0~20.0。该研究院对红土镍矿的处理过程如下:对红土镍矿在1023K 进行恒温60 min 焙烧预处理→将其与一定量的还原剂煤及添加剂混匀→在制球机压力约为4MPa 下制备球团→将球团置于内热式反应器内,在真空压力约为10 ~ 20Pa,温度为1473 K~1523K 下反应90min→在冷凝区域得到金属产物。对所得冷凝物进行检测分析,结果显示,该冷凝物含金属镁的平均含量达98.5% 以上,此外还含少量氧及硅。据此可知,用热还原法从红土镍矿中提取金属镁是可行的。

  研究表明,碳热还原提取金属镁过程主要由Mg2SiO4、Fe2O3、MgSiO3、MgFe2O4及少量NiO 等参与反应。热力学分析表明,常压下Mg2SiO4与MgSiO3碳热还原生成金属镁蒸汽与SiO 气体的温度均在2173K 以上,而Mg2SiO4与MgSiO3碳热还原生成金属镁蒸汽与SiC 的温度却在2073K 左右,因此,镁硅氧化合物碳热还原过程提取金属镁优先于生成SiC 的反应。在真空压力为10Pa 的条件下,各反应初始温度均显著降低。Mg2SiO4与MgSiO3碳热还原生成金属镁蒸汽与SiO 气体的温度均在1423K 以上,而Mg2SiO4与MgSiO3碳热还原生成金属镁蒸汽与SiC 的温度却在1323K 左右。



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