深海多金属结核气-固协同还原热力学分析

作者：居殿春; 李凡; 徐思语; 堵伟桐; 陈卓; 邱家用

来源：江苏科技大学学报(自然科学版), 2023, 37(04): 44-50.

DOI：10.20061/j.issn.1673-4807.2023.04.008

• 深海多金属结核
• 气-固协同还原
• 热力学计算
• 气相平衡

深海多金属结核作为一种海底自生沉积的矿物，是提取Mn、Fe、Cu、Co、Ni等元素的重要战略资源，其矿物结构复杂，结晶度差，给选矿加工带来困难.为实现对深海多金属结核的低碳高效综合利用，提出了在气（CO+H2）-固（C）协同作用下还原深海多金属结核，生产Fe-Ni-Co-Cu合金和富锰渣.采用Factsage热力学计算软件中的Reaction和Equilib模块对气-固还原过程进行热力学计算.计算结果表明：通入还原性气体可降低各氧化物还原开始的温度，MnO只能用C还原，锰碳化物的生成优先于金属Mn,且锰碳化物与CO2、锰氧化物反应生成金属Mn的开始温度低于C还原MnO的开始温度.在气-固协同作用下对深海多金属结核进行选择性还原可以提高还原效率，降低还原开始温度和碳的消耗，从而实现低碳冶金.

• 单位
  江苏科技大学