나이테 니켈 광석 로스팅에서 산업용 튜브로의 역할은 무엇인가요? 광물 전처리 최적화

산업용 등급의 튜브로는 정밀 화학 반응기 역할을 합니다. 특히 나이테 니켈 광석의 광물학을 변경하도록 설계되었습니다. 원광을 800°C에서 1000°C 사이의 온도로 처리하는 동시에 일산화탄소 및 이산화탄소(CO/CO2) 혼합물과 같은 제어된 환원 분위기로 둘러쌉니다. 이 이중 작용은 금속 추출 효율을 극대화하기 위해 광석을 화학적으로 변환합니다.

안정한 산화철을 용해성 형태로 전환하고 합금 형성을 촉진함으로써 튜브로는 니켈 회수 공정에서 중요한 "잠금 해제" 메커니즘 역할을 합니다. 후속 단계에서 높은 침출 속도와 선택성을 얻을 수 있도록 광석이 화학적으로 준비되도록 합니다.

환원 로스팅의 메커니즘

정밀한 온도 조절

환원 로스팅의 효과는 엄격한 열 창을 유지하는 데 달려 있습니다. 튜브로는 광석을 800°C에서 1000°C 사이로 일관되게 유지할 수 있는 기능을 제공합니다.

이 특정 범위는 광석이 융합하거나 제어되지 않게 녹지 않도록 화학적 변화를 일으킬 만큼 충분한 에너지를 제공합니다. 이러한 온도에서의 안정성은 균일한 처리에 필수적입니다.

제어된 환원 분위기

열만으로는 나이테 광석에 충분하지 않습니다. 화학적 환경도 똑같이 중요합니다. 튜브로는 환원 분위기, 예를 들어 특정 CO 및 CO2 가스 혼합물을 도입할 수 있습니다.

이 가스 혼합물은 광물 화합물에서 산소 분자를 적극적으로 제거합니다. 이는 일반 공기에서는 발생하지 않는 상 변환을 촉진하는 데 필요한 화학적 압력을 생성합니다.

광물 변환 및 화학적 영향

괴테이트를 외스태타이트로 전환

원광 나이테 니켈 광석에는 화학적으로 안정하고 직접 처리하기 어려운 광물인 괴테이트(FeOOH)가 종종 포함되어 있습니다.

로의 환원 조건 하에서 괴테이트는 외스태타이트(FeO)로 변환됩니다. 이 새로운 형태는 훨씬 더 용해성이 높아 후속 화학 공정에서 훨씬 쉽게 처리할 수 있습니다.

페로니켈 합금 형성

로 환경은 산화철을 변경하는 것 외에도 니켈의 금속화를 촉진합니다. 이 공정은 페로니켈 합금 형성을 촉진합니다.

이 귀금속의 금속 상으로의 응집은 중요한 단계입니다. 재료가 침출 단계에 들어가기 전에 폐암석 매트릭스에서 귀금속을 분리하는 데 도움이 됩니다.

후속 처리 이점

침출 속도 향상

이 전처리의 주요 목표는 추출 속도를 높이는 것입니다. 광물 구조가 근본적으로 변경되었기 때문에 나중에 사용되는 침출제는 목표 금속을 훨씬 더 빠르게 침투하고 용해할 수 있습니다.

선택성 향상

효율성은 속도뿐만 아니라 올바른 요소를 대상으로 하는 것입니다. 로스팅된 광석은 선택성이 향상됩니다.

이는 후속 화학 처리가 불순물을 남겨두고 니켈을 더 효과적으로 용해하여 더 순수한 최종 제품과 낮은 시약 소비로 이어진다는 것을 의미합니다.

운영 제약 및 고려 사항

정밀도의 필요성

이 공정은 전적으로 정확한 매개변수에 의존합니다. 800°C 미만으로 떨어지면 광물 변환이 불완전하여 귀중한 니켈이 괴테이트 구조에 갇힐 수 있습니다.

대기 민감도

CO/CO2 가스 혼합물의 균형은 엄격하게 유지되어야 합니다. 환원 분위기에서 잘못된 비율은 원하는 외스태타이트 상을 생성하지 못하여 열 에너지 입력의 이점을 무효화할 수 있습니다.

전처리 전략 최적화

나이테 니켈 광석에서 수율을 극대화하려면 특정 추출 목표에 맞게 로 매개변수를 조정해야 합니다.

• 주요 초점이 광물 변환인 경우: 안정한 괴테이트의 완전한 분해를 보장하기 위해 800°C–1000°C 온도 창을 엄격하게 준수하는 것을 우선시하십시오.
• 주요 초점이 침출 효율인 경우: 용해성 외스태타이트 및 페로니켈 합금의 형성을 극대화하기 위해 일관된 CO/CO2 환원 분위기를 유지하는 데 집중하십시오.

산업용 튜브로는 원광의 까다로운 나이테 광석을 고수율 추출을 위한 화학적으로 접근 가능한 자원으로 변환하는 핵심 도구입니다.

요약 표:

공정 매개변수	작업 / 변환	추출에 미치는 영향
온도 (800-1000°C)	융해 없이 상 변화를 위한 에너지 제공	균일한 광물 분해 보장
환원 분위기	CO/CO2 혼합물이 광물에서 산소 제거	화학적 상 변환 촉진
광물 변환	괴테이트(FeOOH)를 외스태타이트(FeO)로 전환	침출 용이성을 위한 용해도 증가
합금 형성	페로니켈 합금 형성 촉진	폐기물 매트릭스에서 귀금속 분리
후속 효과	침출 속도 및 선택성 향상	더 높은 순도와 낮은 시약 비용으로 이어짐

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참고문헌

1. Yuqing Chang, Batrić Pešić. Selective leaching of nickel from prereduced limonitic laterite under moderate HPAL conditions- part I: Dissolution. DOI: 10.2298/jmmb151102023c

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