Dehydrating and sintering of Philippine nickel laterite

Abstract

Dehydrating of nickel laterite is necessary when high magnesium laterite ores are treated by pyrometallurgical means. In this work, the Philippine nickel laterite was dehydrated and sintered simultaneously in a laboratory scale sintering apparatus. The original nickel laterite was characterised using thermogravimetric (TG) analysis, differential thermal analysis (DTA) and X‐ray diffraction (XRD) experiments. The measurements indicate that chlorite (Fe,Mg,Al)₃(Si,Al)₂O₅(OH)₄ and serpentine Mg₂₁Si₂O₂₈(OH)₃₄H₂O are the primary phases, while FeO(OH) and (Fe,Mg,)₃Si₄O₁₀(OH)₂ are the minor phases in Philippine nickel laterite. The laterite contains free water, water of crystallisation and hydroxyl group; these can be removed in that order during the heating. The temperature range for the removal of free water is 25–140°C, for water of crystallisation it is 200–480°C, and for hydroxyl group it is 500–800°C. Sintering experiments with various coal additions show that sintering time, sintering product ratio, mass loss and the temperatures of off‐gas and burden increase with increasing coal addition. The sintered samples were analysed using XRD, scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive spectrometry (EDS). The results demonstrate that olivine (Mg,Fe)₂SiO₄ and spinel MgFe₂O₄ are the main bonding phases during the sintering.

La déshydratation de la latérite de nickel est nécessaire lorsque des minerais de latérite à haute teneur en magnésium sont traités par méthodes pyrométallurgiques. Dans ce travail, on a déshydraté et fritté simultanément la latérite de nickel des Philippines dans un appareil de frittage à l’échelle du laboratoire. On a caractérisé la latérite de nickel originale en utilisant des expériences de thermogravimétrie (TG), d’analyses thermiques différentielles (DTA) et de diffraction des rayons X. Les mesures indiquent que le chlorite (Fe,Mg,Al)₃(Si,Al)₂O₅(OH)₄ et la serpentine Mg₂₁Si₂O₂₈(OH)₃₄H₂O sont les phases primaires alors que FeO(OH) et (Fe,Mg)₃Si₄O₁₀(OH)₂sont les phases mineures de la latérite de nickel des Philippines. La latérite contient de l’eau libre, de l’eau de cristallisation et le groupe hydroxyle; on peut les enlever dans cet ordre lors du chauffage. La gamme de température pour l’enlèvement de l’eau libre est de ∼25 à 140°C, elle est de ∼200 à 480°C pour l’eau de cristallisation et de ∼500 à 800°C pour le groupe hydroxyle. Les expériences de frittage, avec additions variées de charbon, montrent que le temps de frittage, le ratio du produit de frittage, la perte de masse et les températures du gaz de dégagement et du lit de fusion, augmentent avec une augmentation d’addition de charbon. On a analysé les échantillons frittés en utilisant la XRD, la microscopie à balayage d’électrons (SEM) et la spectroscopie à dispersion d’énergie (EDS). Les résultats démontrent que l’olivine (Mg,Fe)₂SiO₄ et le spinelle MgFe₂O₄ sont les principales phases de liaison lors du frittage.

Keywords:

• Nickel laterite
• Ferronickel making
• Dehydrating
• Sintering

The authors are especially grateful to Jingguang Corp. Ltd, Sichuan, China, for the financial support.