还原焙烧的基本原理

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还原焙烧是在低于炉料熔点和还原气氛条件下，使矿石中的金属氧化物转为相应低价金属氧化物或金属的过程。金属氧化物的还原可用下式表示：

MO+R—M+RO

式中MO一金属氧化物: R，RO—还茸荆和还原剂氧化物。

凡是对氧的化学亲合力比被还原的金属对氧的亲合力大的物质均可作为该金属氧化物的还原剂。在较高的温度下，碳可以作为许多金属氧化物的还原剂，生产中常用的还原剂为固体炭、一氧化碳气体和氢气。

还原焙目前主要用于处理难选的铁、锰、镍、铜、锡、锑等矿物原料。此外还用于精矿除杂质，粗精矿精选。

例如：含镍红土矿的还原焙烧含镍红土矿是世界上最大的氧化镍矿资源，因其品位低，镍呈化学浸染状在，目前无法用物理选矿富集。用还原焙烧一低压氨浸的方法回收其中的镍已得到工业应用。预先将氧化镍还原为活性金属镍、钴镍合金，然后氨浸回收镍。

常用气体还原剂CO-CO2, H2-H2O)的混合气体进行选择性还原佑烧，其主要反应为： NiO+ H2O—Ni+ H2O

NiO+CO—Ni+ CO2

CoO+H2—Co+ H2O

CoO+ CO—Co+ CO2

3Fe2O3+H2—2 Fe3O4+ H2O

3Fe2O3+ CO—2 Fe3O4+ CO2

Fe3O4+H2—3FeO+ H2O

Fe3O4+ CO—3FeO+ CO2

FeO+H2—Fe+ H2O

FeO+ CO—H2O+ CO2

CO2+ C—2 CO


若控制气相组成CO2/CO大于2 .53或H20/H2大于2.45时，时镍钴氧化物可优先还原为金属镍、钴，氧化铁大部分被还原为磁铁矿而不生成金属铁。但是由于矿石中金属氧化物的结合状态较复杂及为提高反应速度，上述气相组成比值应小些。当控制气相组成在CO2：CO=1：1时，难免会生成少量氧化亚铁和金属铁。

还原焙烧含镍红土矿，国外一般多采用多层焙烧炉，也可采用回转窑。