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


Nội dung

Tách niken từ quặng Laterit?
• Đặt vấn đề
• Nung hồn ngun – 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 ngun 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 hồn ngun – Tuyển từ

Hồn ngun:
•Chất hồn ngun (Reduction): than 5%
•Phụ gia (Additives): Loại 1 (NaSO4, S2), loại 2 (CaCl2.2H2O, NaCl, MgCl2,…)
•Nhiệt độ: < 1300 0C (hồn ngun 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)


Tác dụng của phụ gia loại 1: Clorua
CaCl2.2H2O, NaCl, MgCl2
• NaCl cơ lập NiO khỏi các khống 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.

Why?


Dự đốn cơ chế của q trình

Proplem 1

Requires further
study?


Kết quả thí nghiệm thực tế


Kết quả thí nghiệm thực tế


Tác dụng của phụ gia loại 2: Lưu huỳnh
(NaSO4, S, Na2S2O3)
• 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
q trình thiêu hồn ngun, đặc biệt là quặng laterit limonit.
Nó tăng sự giải phóng niken và sắt ở nhiệt độ trên 750 0C

Why?


Cơ chế của q 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


Kết quả thí nghiệm thực tế


Replace additive?

Hồn ngun cần có:
•Chất hồn ngun: than
•Phụ gia: Lưu huỳnh

?

Than Na Dương VN có:
•Than: chất hồn ngun
•Có: FeS2 → FeS + S (Phụ gia)

Proplem 2

Requires further
study?


KẾT LUẬN
•

Các chất phụ gia bao gồm clorua, lưu huỳnh và sunfat, có lợi
trong q trình tách Fe, Ni từ quặng Laterit bằng phương
pháp thiêu hồn ngun – tuyển từ.

•

Clorua biến đổi các oxit kim loại thành clorua kim loại, làm
tăng hàm lượng và mức độ thu hồi, mặc dù vẫn cịn một số
điều khơng chắc chắn liên quan đến q 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.


KẾT LUẬN
•

Lưu huỳnh và sunfat thúc đẩy q trình làm giàu niken có
chọn lọc chủ yếu do sự hình thành FeS khơng 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


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
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!