專利名稱：從氧化鎳礦硅酸鎳礦回收鎳鈷的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種從氧化鎳、硅酸鎳礦中回收鎳、鈷的方法。屬礦物加工工程領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
由于鎳金屬的優(yōu)異性能，使鎳已成為國(guó)防工業(yè)和民用工業(yè)不可缺少的原料，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中具有極其重要的地位和作用。世界上已知的鎳礦床有三種類型即銅鎳硫化礦床、氧化鎳礦床及風(fēng)化殼硅酸鎳礦床。氧化鎳礦床是含鎳橄欖巖在熱帶或亞熱帶地區(qū)經(jīng)過大規(guī)模的長(zhǎng)期的風(fēng)化淋濾變質(zhì)而成的，是由鐵、鋁、硅等含水氧化物組成的疏松的粘土狀礦石。由于鐵的氧化，礦石呈紅色，所以被稱為紅土礦。紅土礦和硅酸鎳礦床占目前世界儲(chǔ)量的四分之三，但是目前鎳金屬主要由硫化鎳礦冶煉而成，約占60％。主要原因是從硫化鎳礦中提取鎳，可以使用簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)的機(jī)械選礦方法，而氧化鎳礦、硅酸鎳礦的選冶技術(shù)尚未過關(guān)，無法用常規(guī)選礦方法分選氧化鎳礦，尤其是硅酸鎳礦，利用難度大。我國(guó)的第二大鎳礦元江鎳礦屬硅酸鎳礦，已勘查清儲(chǔ)量為54萬噸左右，從50年代蘇聯(lián)幫助我們建設(shè)至今已有近60年的歷史，但至今未能很好的開發(fā)。
在當(dāng)前鎳市場(chǎng)需求強(qiáng)勁的情況下，世界鎳生產(chǎn)商和投資商紛紛看好在一些氧化鎳礦資源豐富的國(guó)家發(fā)展和增加鎳的生產(chǎn)來滿足鎳市場(chǎng)的需求。例如氧化鎳礦貯量最大的古巴，近幾年一直在進(jìn)行火法處理Saprolite礦的招商引資工作，以增加3～5萬t鎳的年生產(chǎn)能力。氧化鎳礦資源質(zhì)量最好(含鎳品最高)的國(guó)家新喀里多尼亞，世界幾個(gè)大的鎳生產(chǎn)商都在那里進(jìn)行一些新建和擴(kuò)建工程以增加8～12萬t的年生產(chǎn)能力。菲律賓、印度尼西亞也有一些鎳生產(chǎn)商和投資商在那里尋求發(fā)展。截至2003年底，我國(guó)鎳資源保有儲(chǔ)量(金屬)不到700萬t，在現(xiàn)有采礦技術(shù)條件下，可供開采的就更低了。而且我國(guó)鎳礦以貧礦為主，又集中在少數(shù)幾個(gè)省區(qū)。據(jù)地勘資料表明，甘肅金川礦區(qū)是全國(guó)最大的硫化銅鎳礦床，占全國(guó)保有儲(chǔ)量的70％；其次是新疆，鎳金屬儲(chǔ)量在86萬t左右；居第三位的是云南的金平和元江，鎳礦儲(chǔ)量不到70萬t，而元江鎳礦是硅酸鎳礦，選冶難度大。陜西的煎茶嶺居第四位，鎳金礦儲(chǔ)量在20萬t左右，但以貧礦為主，品位在1％以上的富礦不到4萬t。此外，四川的舟巴鎳礦(民采，亂采濫挖)、貴州遵義附近鉬鎳礦、梵凈山硫化銅鎳礦，廣西桂北地區(qū)也發(fā)現(xiàn)鎳礦點(diǎn)，但勘察程度非常低，難以計(jì)算儲(chǔ)量。隨著勘探工作深入開展，有可能發(fā)現(xiàn)貯量較大、質(zhì)量較好的氧化鎳礦資源。
公知的氧化鎳礦、硅酸鎳礦采用的基本處理方法有以下四種鎳鐵熔煉、造硫熔煉、還原焙燒-氨浸出、高壓硫酸浸出。
采用鎳鐵熔煉的工廠主要有法國(guó)鎳公司的新喀里多尼亞多尼安博冶煉廠、哥倫比亞塞羅馬托莎廠、日本住友公司的八戶冶煉廠。產(chǎn)出的產(chǎn)品中鎳質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20～30％，鎳回收率為90～95％，鈷不能回收。該工藝首先將礦石破碎到50～150mm，然后送干燥窯干燥到礦石既不黏結(jié)又不太粉化，再送煅燒回轉(zhuǎn)窯，在700℃溫度下，干燥、預(yù)熱和煅燒，產(chǎn)出焙砂；在焙砂加入電爐后，再加入10～30mm的揮發(fā)性煤，經(jīng)過1000℃的還原熔煉，產(chǎn)出粗鎳鐵合金；粗鎳鐵合金再經(jīng)過吹煉產(chǎn)出成品鎳鐵合金。
鎳造硫熔煉生產(chǎn)工藝是在生產(chǎn)鎳鐵熔煉工藝的1500～1600℃熔煉過程中，加入硫磺，產(chǎn)出低鎳硫，再通過轉(zhuǎn)爐吹煉生產(chǎn)高鎳硫。生產(chǎn)高鎳硫的主要工廠有法國(guó)鎳公司的新喀里多尼亞多尼安博冶煉廠、印度尼西亞的蘇拉威西·梭羅阿科冶煉廠。高鎳硫產(chǎn)品一般鎳質(zhì)量分?jǐn)?shù)為79％，硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)為19.5％。全流程鎳回收率約70％。
還原焙燒氨浸出工藝是將紅土礦干燥、磨碎，在600～700℃溫度下還原焙燒，使鎳、鈷和部分鐵還原成合金，然后再4級(jí)逆流氨浸，利用鎳和鈷可與氨形成配和物的特性，使鎳、鈷等有價(jià)金屬進(jìn)入浸出液。浸出液經(jīng)硫化沉淀，沉淀母液再除鐵、蒸氨，產(chǎn)出堿式硫酸鎳，堿式硫酸鎳再經(jīng)煅燒轉(zhuǎn)化成氧化鎳，也可以經(jīng)還原生產(chǎn)鎳粉。到目前為止，世界上采用該工藝處理紅土礦的僅有澳大利亞QNI公司的雅布魯精煉廠和古巴的尼加羅冶煉廠。一般生產(chǎn)的鎳塊中鎳質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)90％，全流程鎳的回收率達(dá)到75～80％。與火法冶煉流程相比，鈷可以部分回收，回收率約40～50％。
高壓酸浸工藝是在250～270℃，4～5MPa的高溫高壓條件下，用稀硫酸將鎳、鈷等有價(jià)金屬與鐵、鋁礦物一起溶解，在隨后的反應(yīng)中，控制一定的pH值等條件，使鐵、鋁和硅等雜質(zhì)元素水解進(jìn)入渣中，鎳、鈷選擇性進(jìn)入溶液。浸出液用硫化氫還原中和、沉淀，產(chǎn)出高質(zhì)量的鎳鈷硫化物。鎳鈷硫化物通過傳統(tǒng)的精煉工藝配套產(chǎn)出最終產(chǎn)品。最早的加壓酸浸冶煉廠是古巴的毛阿冶煉廠，其設(shè)計(jì)年處理礦石200萬t，產(chǎn)品為鎳鈷硫化物，鎳鈷產(chǎn)量分別為2.27萬t和2000t，鎳、鈷回收率分別達(dá)到90％～95％和80％～90％，高于氨浸流程和火法流程。加壓酸浸的金屬回收率高，但是近年來投產(chǎn)的采用加壓酸浸工藝的工廠并沒有達(dá)到預(yù)期的理想效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種從氧化鎳礦、硅酸鎳礦中回收鎳、鈷等有價(jià)礦物的方法。針對(duì)氧化鎳礦、硅酸鎳礦特性，采用氯化離析焙燒-磁選工藝對(duì)物料進(jìn)行處理，可得鎳品位為5～15％，回收率為80～85％；鈷品位為0.3～1.7％，回收率為70～80％的鎳鈷混合精礦。
發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)1.原礦處理將原礦氧化鎳礦或硅酸鎳礦進(jìn)行破磨至-200目占80～90wt％，加入原礦重量5～15％的焦炭粉(保證下一步離析焙燒處理爐內(nèi)的弱還原氣氛)、10～30％的氯化劑、0.1～1.0％的助劑，制成粒徑5～15mm球團(tuán)，然后進(jìn)行干燥，干燥至含水分＜5～10wt％，所述氯化劑包括氯化鈉(NaCl)或氯化鈣(CaCl2)中的一種，所述助劑包括氯化銅(CuCl)、氯化氨(NH4Cl)、P551、MOP、二甲基硫代氨基甲酸銅中的一種或幾種，用調(diào)整焦炭粉配比保證下一步離析焙燒處理爐內(nèi)的弱還原氣氛；2.離析焙燒處理干燥后球團(tuán)進(jìn)入離析回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行焙燒，為了使?fàn)t料達(dá)到離析所要求的溫度，采用燃燒煤粉的方式提供所需的熱量，并用逆流式焙燒方式(物料加入方向與燃料加入方向相反)進(jìn)行，控制離析回轉(zhuǎn)窯高溫帶溫度為1000～1300℃，窯尾溫度為400～600℃，回轉(zhuǎn)窯轉(zhuǎn)速0.75～2轉(zhuǎn)/分鐘，物料在爐內(nèi)停留時(shí)間1～2小時(shí)，可得鎳鈷鐵合金彌散分布的離析產(chǎn)品，離析產(chǎn)品出爐后水淬；3.磁選處理水淬后的離析產(chǎn)品破碎磨礦至-200目占75～95wt％后進(jìn)入磁場(chǎng)強(qiáng)度為1500～3000高斯的磁選機(jī)選別，當(dāng)原礦鎳品位為0.8～2％，鈷品位為0.08～0.15％時(shí)，離析焙燒-磁選后可得鎳品位為5～15％，回收率為80～85％；鈷品位為0.3～1.7％，回收率為70～80％的鎳鈷混合精礦；4.尾氣處理對(duì)離析焙燒處理回轉(zhuǎn)窯尾氣進(jìn)行煙塵收集和尾氣酸霧凈化處理，煙塵收集后返回制團(tuán)，尾氣經(jīng)酸霧凈化處理后達(dá)標(biāo)排放。
與公知技術(shù)相比本發(fā)明具有的有點(diǎn)及積極效果(1)本發(fā)明流程簡(jiǎn)單易行，投資周期短，見效快。
(2)本發(fā)明與公知技術(shù)相比，較全面的回收了鎳、鈷等有價(jià)金屬，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益。
(3)本發(fā)明在回收有價(jià)金屬的同時(shí)，注意環(huán)境的保護(hù)，基本做到了無尾排放。
四

圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。
五、實(shí)施例實(shí)施例1元江硅酸鎳礦，原礦含鎳品位1.2％，鈷品位0.08～0.1％。將原礦破碎到-3mm-0mm，再用雷蒙磨磨至-200目占80～90wt％，加入粒度為-3mm-0mm的焦炭粉12.5wt％、氯化劑CaCl225wt％、助劑MOP 0.5wt％混勻團(tuán)球，制成粒徑8-15mm的球團(tuán)，在空氣中涼干至水分＜8％，加入高溫帶溫度為1000～1200℃，窯尾溫度為400～500℃的離析回轉(zhuǎn)窯中離析焙燒，回轉(zhuǎn)窯轉(zhuǎn)速1.2轉(zhuǎn)/分鐘，焙燒時(shí)間1-1.2小時(shí)，焙燒燃料為粉煤，焙燒方式為逆流式焙燒，焙燒產(chǎn)品卸入水池中水淬，水淬產(chǎn)品撈出經(jīng)破碎后磨礦，磨礦細(xì)度為-200目占75～78wt％，用磁場(chǎng)強(qiáng)度H＝2800±50高斯的磁選機(jī)分選，磁性產(chǎn)品即為鎳鈷混合精礦，混合精礦鎳品位11.5％，回收率84.5％，鈷品位0.56％，回收率78.5％。
實(shí)施例2菲律賓紅土鎳礦，礦樣取自菲律賓，原礦中含鎳品位1.28％，鈷品位0.041％。將原礦破碎到-3mm-0mm，再用雷蒙磨磨至-200目占80～90wt％，加入粒度為-3mm-0mm的焦炭粉10wt％、氯化劑(NaCl)30wt％、助劑(二甲基硫代氨基甲酸銅)0.6wt％混勻團(tuán)球，粒級(jí)5-10mm，在空氣中涼干至水分＜3～5％，加入高溫帶溫度為1000～1200℃窯尾溫度為400～500℃的離析回轉(zhuǎn)窯中離析焙燒，回轉(zhuǎn)窯轉(zhuǎn)速1轉(zhuǎn)/分鐘，焙燒時(shí)間1.5-2小時(shí)，焙燒燃料為粉煤，焙燒方式為逆流式焙燒，焙燒產(chǎn)品卸入水池中水淬，水淬產(chǎn)品撈出經(jīng)破碎后磨礦，磨礦細(xì)度為-200目占90wt％，用磁場(chǎng)強(qiáng)度H＝2000±50高斯的磁選機(jī)分選，磁性產(chǎn)品即為鎳鈷混合精礦，混合精礦鎳品位為6.44％，回收率為82.03％，鈷品位為0.19％，回收率為71.14％。
實(shí)施例3漢源鈷鎳礦，原礦含鎳品位0.14％，鈷品位0.25％。將原礦破碎到-3mm-0mm，再用雷蒙磨磨至-200目占80～90wt％，加入粒度為-3mm-0mm的焦炭粉5wt％、氯化劑(CaCl2)23wt％、助劑(CuCl∶NH4Cl＝1∶1)1wt％混勻團(tuán)球，粒級(jí)8-15mm，在空氣中涼干至水分＜3～5％，加入高溫帶溫度為1000～1300℃窯尾溫度為500～600℃的離析回轉(zhuǎn)窯中離析焙燒，回轉(zhuǎn)窯轉(zhuǎn)速2轉(zhuǎn)/分鐘，焙燒時(shí)間1-1.5小時(shí)，焙燒燃料為粉煤，焙燒方式為逆流式焙燒，焙燒產(chǎn)品卸入水池中水淬，水淬產(chǎn)品撈出經(jīng)破碎后磨礦，磨礦細(xì)度為-200目占95wt％，用磁場(chǎng)強(qiáng)度H＝1800±50高斯的磁選機(jī)分選，磁性產(chǎn)品即為鎳鈷混合精礦I，精礦鎳品位2.12％，回收率66.62％，鈷品位3.5％，回收率66.03％；再用磁場(chǎng)強(qiáng)度H＝3000高斯的磁選機(jī)掃選，得到磁性產(chǎn)品鎳鈷混合精礦II，精礦鎳品位0.72％，回收率4.67％，鈷品位1.12％，回收率4.07％，鈷總回收率70.1％，鎳總回收率71.29％。
權(quán)利要求
1.一種從氧化鎳礦硅酸鎳礦中回收鎳鈷的方法，其特征在于將原礦氧化鎳礦或硅酸鎳礦進(jìn)行破磨，加入原礦重量5～15％的焦炭粉、10～30％的氯化劑、0.1～1.0％的助劑制團(tuán)，干燥，干燥后球團(tuán)進(jìn)入離析回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行焙燒，控制離析回轉(zhuǎn)窯高溫帶溫度為1000～1300℃，窯尾溫度為400～600℃，回轉(zhuǎn)窯轉(zhuǎn)速0.75～2轉(zhuǎn)/分鐘，焙燒時(shí)間1～2小時(shí)，得鎳鈷鐵合金離析產(chǎn)品，經(jīng)水淬后的離析產(chǎn)品進(jìn)入磁場(chǎng)強(qiáng)度為1500～3000高斯的磁選機(jī)選別，得鎳鈷混合精礦。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從氧化鎳礦硅酸鎳礦中回收鎳鈷的方法，其特征在于原礦含鎳品位1.2％，鈷品位0.08～0.1％或鎳品位1.28％，鈷品位0.041％或鎳品位0.14％，鈷品位0.25％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種從氧化鎳礦硅酸鎳礦中回收鎳鈷的方法，其特征在于所述氯化劑為氯化鈉或氯化鈣中的一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的一種從氧化鎳礦硅酸鎳礦中回收鎳鈷的方法，其特征在于所述助劑包括氯化銅、氯化氨、P551、MOP、二甲基硫代氨基甲酸銅中的一種或幾種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的一種從氧化鎳礦硅酸鎳礦中回收鎳鈷的方法，其特征在于原礦氧化鎳礦或硅酸鎳礦破磨至-200目占80～90wt％，制成粒徑5～15mm球團(tuán)，干燥至含水分＜5～10wt％。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的一種從氧化鎳礦硅酸鎳礦中回收鎳鈷的方法，其特征在于經(jīng)水淬后的離析產(chǎn)品破碎磨礦至-200目占75～95wt％后入磁選機(jī)選別。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種從氧化鎳礦硅酸鎳礦中回收鎳鈷的方法，將原礦氧化鎳礦、硅酸鎳礦破磨至－200目占80～90wt％，加入原礦重量5～15％的焦炭粉、10～30％的氯化劑、0.1～1.0％的助劑，制成粒徑5～15mm球團(tuán)，再采用氯化離析焙燒－磁選工藝對(duì)物料進(jìn)行處理，控制離析回轉(zhuǎn)窯高溫帶溫度為1000～1300℃，窯尾溫度為400～600℃，回轉(zhuǎn)窯轉(zhuǎn)速0.75～2轉(zhuǎn)/分鐘，時(shí)間1～2小時(shí)，離析焙燒后產(chǎn)品進(jìn)入磁場(chǎng)強(qiáng)度為1500～3000高斯的磁選機(jī)選別，最后可得鎳品位為5～15％，回收率為80～85％；鈷品位為0.3～1.7％，回收率為70～80％的鎳鈷混合精礦。
文檔編號(hào)C22B23/00GK1827799SQ20061001077
公開日2006年9月6日 申請(qǐng)日期2006年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月24日
發(fā)明者張昱, 陳曉鳴 申請(qǐng)人:張昱