还原焙烧是在低于炉料熔点和还原气氛条件下,使矿石中的金属氧化物转变为相应低价金属氧化物或金属的过程。金属氧化物的还原可用以下式表示:
式中M()——金属氧化物;R,RO——还原剂和还原剂氧化物。
凡是对氧的化学亲和力比被还原的金属对氧的亲和力大的物质均可作为该金属氧化物的还原剂。在较高的温度下,碳可以作为许多金属氧化物的还原剂,生产中常用的还原剂为固体炭、一氧化碳气体和氢气。
还原焙烧目前主要用于处理难选的铁、锰、镍、铜、锡、锑等矿物原料,此外还用于精矿除杂质,粗精矿精选。
例如,含镍红土矿是世界上最大的氧化镍矿资源,因其品位低,镍呈化学浸染状存在,目前无法用物理选矿富集,用还原焙烧-低压氨浸的方法回收其中的镍已得到工业应用。预先将氧化镍还原为活性金属镍、钴镍合金,然后氨浸回收镍。
常用气体还原剂(含CO-CO2、H2-H2O)的混合气体进行选择性还原焙烧,其主要反应为:
若控制气相组成CO2/CO大于2.53或H2O/H2大于2.45时,镍钴氧化物可优先还原为金属镍、钴;氧化大部分被还原为磁铁矿而不生成金属铁。但是由于矿石中金属氧化物的结合状态较复杂及为提高反应速度,上述气相组成比值应小些。当控制气相组成在CO2:CO=1:1,难免会生成少量氧化亚铁和金属铁。
还原焙烧含镍红土矿,国外一般多采用多层焙烧炉,也可采用回转窑。
1、简易探索选矿试验——实用于购买矿权之前,满足投资分析,降低投资风险初步价值评定。
2、矿石的可行性试验——实用于地质详查分析,满足评价办证,确定合理流程合理工艺指标。
3、系统工艺流程试验——实用于选厂建设之前,满足设计定案,找出规律确定最佳工艺指标。
4、技术攻关研究试验——实用于矿难技术未解,满足提升效益,产品不合格回收低成本高时。
5、工艺流程验证试验——实用于矿石性质对比,满足药厂选择,矿山有不同矿石确定适应性。
6、工艺流程考查试验——实用于已经生产选厂,满足现厂查因,进行选厂体检分析选厂问题。
1、确定矿石类型----需做光谱分析及稀贵元素化验。
2、查明矿石具体性质--需做多元素分析,确定有价及有害元素含量。
3、搞清矿石中各矿物间关系,含量及成分--需做岩矿鉴定对选矿有重大指导意义。
4、确定元素在矿石中的具体存在形式及分布--需做物相分析,对选矿有指导意义。
5、精矿、尾矿化验---需做有价元素及有害元素。
6、原矿及精矿水份、矿石比重确定---选矿实际计量使用。