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低品位红土镍矿选择性还原-磁选富集镍的工艺及机理研究
中国红土镍矿蕴含着丰富的镍资源，但是镍的赋存形式非常复杂，加工难度较大。其中最常见的镍矿物是绿泥石和菱镁矿，但是这些矿物往往和铁、镁等杂质矿物结合在一起，使得加工过程中难以将纯度达到所需的水平。因此，寻找高效且可行的针对红土镍矿加工的新工艺显得尤为重要。
近年来，一种名为选择性还原-磁选富集的新工艺在红土镍矿加工方面得到了广泛应用并取得了不错的效果，本文将重点介绍此工艺和其机理。
一、工艺流程
在选择性还原-磁选富集工艺中，首先需要进行的是对红土镍矿的还原处理，通过还原反应可以将杂质和镍矿物分离开来，提高镍的含量。将经过还原处理的红土镍矿送入磁选机中进行磁选，通过磁选可以将镍矿物分离出来，以达到镍的富集目的。具体工艺流程如下：
1.红土镍矿的制备
红土镍矿是指镍矿物赋存于红土中的镍矿物，矿物主要有绿泥石和菱镁矿等。在制备过程中，将红土镍矿研磨成一定粒度的颗粒状物质。
2.还原处理
将制备好的红土镍矿加入还原炉中，还原炉温度一般为850~950℃。在还原反应过程中，将还原剂加入炉内，还原剂主要由煤、焦炭等组成，还原剂的作用是将镍的氧化物还原成金属镍，同时加速镍和杂质物质的分离。这个过程需要进行3~4个小时，直到镍矿物被还原至最佳状态为止。
3.磁选富集
经过还原处理后的红土镍矿颗粒，存在一定的磁性差异，通过设备在磁场中进行磁选，可以将镍矿物和杂质矿物分离开来，达到镍的富集目的。选择性还原-磁选富集工艺中的磁选一般采用高梯度磁选机进行。
4.水洗和干燥
经过磁选富集的镍矿物需要进行水洗以除去磁选剂，水洗后进行自然干燥或者人工干燥。
二、机理分析
选择性还原-磁选富集工艺的主要原理是针对红土镍矿中镍和杂质矿物磁性不同的特点，通过还原处理和磁选两个步骤将镍矿物分离出来。其机理包括以下几个方面：
1.还原过程中的化学反应
红土镍矿的还原处理过程中，还原剂主要是煤、焦炭等一些还原性很强的物质，这些还原剂由于其具有高温还原性能，可以使镍的氧化物还原成金属镍，同时还可以分离出一些杂质物质。其反应式如下：
NiO+C→Ni+CO
NiO+CO→Ni+CO2
这两个化学反应可以将镍的氧化物还原成金属镍，同时分离出CO和CO2等杂质气体，随着料温的升高，这些气体会从炉顶排出。
2.磁选富集的原理
红土镍矿经过还原处理后具有一定的磁性差异，加入磁场中可以使磁性不同的物质向不同的方向运动，以达到分离的目的，此过程称为磁选。磁选过程中，磁性差异较小的绿泥石和菱镁矿均受磁场的作用，但磁性较弱的菱镁矿运动较为缓慢，而磁性较强的镍矿物则能够快速地被磁场吸附，从而达到富集的目的。
三、工艺优缺点
选择性还原-磁选富集工艺具有明显的优点，包括：
1.能将冶炼废渣转化为有用资源
传统的提取镍的方法往往对环境造成较大的影响，而选择性还原-磁选富集工艺能够将废渣转化为含有较高含量的镍矿物，不仅降低了废渣的处理方式，同时也可以为节约锻钴等其他矿物提供有可能。
2.生产效率高
该工艺的生产效率较高，能够将镍含量从1~2%提高到10%以上，同时处理量也很大，方便了红土镍矿的加工处理。
3.成本低
该工艺所使用的煤、焦炭等原材料价格较低，而且处理过程相对简单，能够降低生产成本。
但是，选择性还原-磁选富集工艺也存在较明显的缺点：
1.具有较强的技术依赖性
该工艺需要在前期进行多项步骤的处理，包括研磨制备、还原处理、磁选富集、水洗、干燥等，每个步骤都需要技术人员进行操作和管理，要求相对较高。
2.对失磁性物质处理困难
红土镍矿的富含物质往往与失磁性物质结合在一起，这些失磁性物质很难在磁场中被有效地分离。
四、结论
选择性还原-磁选富集工艺是一种有效的红土镍矿加工方式，在成本和效率上具有一定的优势。但是，该工艺对于复杂的原矿质料有局限性，对技术人员的要求也较高。因此，尽管该工艺有较多的优点，但在实际应用中需要根据实际情况综合考虑，选择合适的加工方式才能更好地发挥红土镍矿的价值。