红土镍矿中提取镁

 

　　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。我国云南元江红土镍矿含镁高，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，而对矿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镁，显然具有节能环保的重要意义。为此，云南锡业有限公司研究设计院，在分析了红土镍矿的原料成分的基础上，开展了用碳热还原法从红土镍矿中提取镁的热力学研究，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镁是可行的。

 

　　研究表明，碳热还原提取镁过程主要由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碳热还原生成镁蒸汽与SiC 的温度却在1323K 左右。