響應曲面法優化紅土鎳礦富集鎳

摘要：以某含鎳質量分數為1.54%,含鐵質量分數為18.9%的褐鐵礦型紅土鎳礦為研究對象,研究還原劑種類、用量、粒度及還原焙燒溫度對紅土鎳礦中鎳氧化物和鐵氧化物選擇性還原的影響規律。并根據Box-Behnke原理設計實驗,建立鎳品位的二次多項式模型,利用響應曲面法研究紅土鎳礦直接還原產品鎳鐵精礦中鎳品位的主要影響因素,對模型方程進行最優值求解。結果表明,鎳氧化物的還原反應對溫度的敏感性高于鐵氧化物的還原反應,鎳品位及回收率對溫度在1 000~1 400℃區間內呈正相關。還原劑用量及粒度對鎳品位的影響在一定區間內存在峰值。結合生產實際,避免出現熔料,最優化求解結果為還原劑用量為4.6%(質量分數),還原焙燒溫度為1200℃,還原劑粒度為0.25mm,鎳品位為3.18%。經多次驗證實驗,該配比下進行還原焙燒得到的鎳鐵精礦鎳品位平均值為3.2%,鎳回收率為85%,誤差為0.6%。