專利名稱：一種從紅土鎳礦中富集鎳及聯(lián)產(chǎn)鐵紅的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及有色金屬冶金領(lǐng)域，特別是涉及火濕法結(jié)合工藝處理紅土鎳礦的方法。
技術(shù)背景公知的紅土鎳礦開發(fā)工藝粗分為火法、濕法及火濕法結(jié)合三類?；鸱ㄒ睙捁に嚕饕巧a(chǎn)粒鎳、熔煉鎳鐵和熔煉鎳锍。濕法冶煉工藝，主要是加壓酸浸。火濕法結(jié)合工藝，主要是還原倍l常壓氨皿離析-還原悟f選礦。莫叔遲等人在《有色金屬》(冶煉部分)1994年第1期公知了用含鎳較低的紅土礦作原料，其 試驗(yàn)所用低鎳礦的化學(xué)成分為(%): Si02 7. 31、 A1203 6.11、 TFe 4. 77、 Ca03. 29、 MnOO. 44、 NiOO. 91、 FeOO. 72， P0. 44。采用選擇還原工藝，生產(chǎn)了含Ni2. 85 5. 02%、 Cr《l. 05%、 CO. 013%~5. 28%、 P 0.034% 0.098%的爐料級鎳鐵。該工藝存在的問題是由于鎳品位較低，采用電爐冶煉，會嫩較高， 相應(yīng)^成本也就高；如果鎳品位在1.2以上，采用該方法，成本就會低一些。劉大星在《有色金屬》(冶煉部分)2002年第3期報道了針對不同類型的鎳紅土礦可以有不同 的處理工藝。硅^ir通常采用火法冶金工藝。處理鎳紅土礦的火法冶金有2種'熔煉方法， 一種是 用鼓風(fēng)爐或電爐還原熔煉得到鎳鐵，采用電爐熔煉可以達(dá)至嗽高的溫度，爐內(nèi)的氣氛也比較容易 控制，爐料需預(yù)先經(jīng)過^P燥l^7jC， ^P燥和預(yù)熱一i^用回轉(zhuǎn)窯。在電爐還原熔煉的過程中幾乎所 有的鎳和鉆的氧化物都被還原成金屬，而鐵則不必全部還原成金屬鐵，鐵的還原禾號M51還原劑 焦碳的加入量加以調(diào)整。得到的鎳 分為(%): Ni+Co 25 45; C 0.02 0.06; S 0.02 0.05; Si 0. 02 1. 5; P 0. 01 0 03; Fe 55 75。此外硅^ir也可以采用夕卜加硫化劑的方法進(jìn)行硫化 熔煉得到鎳锍，石膏是最常用的硫化劑。造锍熔煉一般在鼓風(fēng)爐中進(jìn)行，也可以用電爐，鎳锍的 成分可以ilil還原劑(焦粉)和硫化劑(石膏)的加入量加以調(diào)整。得到的低鎳锍(通常含 Ni+Co=20% 30%)再送到轉(zhuǎn)爐中吹煉成高鎳锍。何煥華在《中國有色冶金》2004年第6期闡述了火法濕法相結(jié)合的工藝處理氧化鎳的工廠， 目前世界上只有日本冶金(Nippon Yakim)公司的大江山冶煉廠(0yama Smelter)使用該工藝。過程 為原礦磨細(xì)與粉煤混合制團(tuán)(是否加離析氯化劑需進(jìn)一步核實(shí))，團(tuán)礦干燥后高溫還原焙^燒， 悟燒礦磨細(xì)漿化后進(jìn)行選礦(重選和磁選)產(chǎn)出鎳鐵合金產(chǎn)品。該工藝的最大特點(diǎn)是生產(chǎn)成本低，85%的能耗由煤鵬(噸礦耗煤160 180kg)。與電爐熔煉(80%倉雜為電能，噸礦電耗560 600 kW h)相比，前者會嫩僅為后者的30%左右。該工藝的主要問題是^h煤與礦石有效混合及還原焙 燒m的穩(wěn)定控制，常因這些問題使技術(shù)指標(biāo)不穩(wěn)定。但從節(jié)能、低成本和適于處理低品位氧化 鎳礦資源的角度出發(fā)，該工藝值得進(jìn)一步研究完善和推廣。俄羅斯的研究人員也研究了離析焙l 浮選(或磁選)工藝處理烏拉爾氧化鎳礦，認(rèn)為它是目前唯一能處理{對可類型的氧化鎳礦，且能 耗及加工成本較低的方法。李智才申請了一種處理低鐵氧化輒的常壓浸出方法專利(申請?zhí)?00610046808.9)， 一種 處理低鐵氧化鎳礦的常壓浸出方法，工藝流程為首先將氧化W濕磨，要求粒度《0.8mm，然后 進(jìn)行液固分離，要求熗齡水率為20% 35%;向滄渣中加入濃硫酸，加入量為干礦量的70~90%， ,千燥后將物料存放1 5天，進(jìn)行浸出沉鐵，要求加料速度<5克/升 分，液固比2 4，溶 液離90 10(TC，浸出時間2 3小時；中和劑加入量為干礦量的10 14%，控制溶液pH值2. 5 3. 5;然后按常規(guī)方法進(jìn)行液固分離得到浸出液和浸出沉鐵渣。曹國華申請了低品位紅土Hr堆浸Jill鈷的方法專利(申請?zhí)?00510010915.1),發(fā)明提供 一種低品位紅土W堆浸提鎳鈷的方法，它將礦石進(jìn)行破碎，控制礦石平均粒度小于2cm;將IOO 目-l. 5cm的礦石直接入堆，同時將粒徑小于100目和粒徑大于1. 5cm的礦石按0. 5-0. 8 : 1的質(zhì)量 比混合均勻后入堆；按噴^^酸度為5-18%,噴淋強(qiáng)度為15-30L/m2.h的皿行噴淋和滴淋；收 集噴淋和滴淋后的浸出M行調(diào)配，使浸出液中的鎳離子濃度達(dá)2-4g/L，得含鎳鈷的浸出液。加拿大法恩.哈巴希在《國外金屬選礦》1998年第19期介紹了在高溫和壓力下用硫酸浸出含鎳 紅土礦。雖然含有大量紅土的三氧化鐵溶解在硫酸中，但是在高溫下三價鐵離子水化沉淀鐵氧化 物并產(chǎn)生酸。在250'C和4 OOOkPa時用襯有耐酸磚的垂直高壓釜從位于莫阿(Moa)的庫班紅土中回 收鎳。加壓酸浸紅土鎳礦，具有浸出率高、時間短等優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)是設(shè)紐資大、設(shè)備要求高；對含鎂高的礦耗酸高，對處理出低品位的紅土w，成本高，因此加壓酸浸，對原茅頓求高，酸 浸工ss合于處理低鎂含量的氧化鎳礦，礦石中^^量過高會增加酸的消，高操作成本，對工藝過程也會帶來影響。日本E.C桑切斯等人在《國外選礦'附艮》1998年第9期公開了含有石英、磁鐵礦和其它雜質(zhì)的硅,MT在一臺行星齒輪式球磨機(jī)中研磨，磨后的礦石在濃度為O. 5mol/L的HCI溶液中于297K溫 度下浸出。礦石進(jìn)行干磨使硅liW結(jié)構(gòu)從晶質(zhì)變?yōu)榉蔷з|(zhì)，而二氧化硅和磁鐵礦保特晶質(zhì)不變。 這種動力活化的硅^ir導(dǎo)致在HCI溶液中鎂和鎳的高浸取率。約80X的Mg和Ni被提取出來，而只 有約20X的Si被提取。短時間磨礦可以有效地從礦石中提取Mg和Ni，而抑制了Si的提取。國內(nèi)夕卜對紅土W開發(fā)技術(shù)的研究工作十分活躍。硫酸常壓浸出工藝適合于處理氧化鎂含量 低褐鐵礦含量高的氧化鎳礦，礦石中氧化鎂含量過高會增加酸的消耗，提高生產(chǎn)成本，隨之產(chǎn)生 大量的硫麟和少量的硫酸亞鐵，給后續(xù)處理增加困難，同時污染環(huán)境，對工藝過程也會帶來影 響。高壓酸浸工藝可處理品位1.2%以上的褐鐵礦和腐泥土， 一般鎂要低于5%，鎳鈷回收率大于 90%，主要消耗成本是硫酸的消耗，需要保持殘麟保證浸出率，同時設(shè)紐資大、維護(hù)費(fèi)用也高。 火法電爐冶煉紅土鎳礦僅電^1尤約占操作成本的50%，再加上氧化W熔煉前的T^燥、；)^燒預(yù)處理 工藝的燃料消耗，操作成本中的倉統(tǒng)成本可能要占65%以上，因此需要消耗大量的電能，對原茅被 鎂比例有要求，倉統(tǒng)高，投資大。還原;)^燒一氨浸工藝可處理1.5%以下的高鎂紅土鎳礦，冶煉 回收率85%，鈷回收率低，倉統(tǒng)較高。同傳統(tǒng)濕法浸出方法相比，本發(fā)明能夠提供一種從紅土鎳礦中富集鎳和聯(lián)產(chǎn)鐵紅的方法具有 原料來源廣、^效率高、鎳回收率高、成本低、資源利用率高等特點(diǎn)。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是,一種轉(zhuǎn)底爐還原含碳^i:W球團(tuán)、磁選獲得初級鎳鐵粉、 加壓氧浸初級鎳粉、氫氧化鈉沉鎳富集鎳的新技術(shù)。本發(fā)明具有原料來源廣、生產(chǎn)效率高、鎳回 收率高、成本低、資源利用率高，點(diǎn)。本發(fā)明技術(shù)在還原過程中，所需倉激9TO由煤Jli共，不消 耗昂貴的電力，而且艦?zāi)ミx工序就可得到初級鎳鐵粉。此外，在加壓氧浸過程中，通過控制酸 用量，可使初級鎳鐵粉中鐵轉(zhuǎn)化為鐵紅，鎳轉(zhuǎn)化為硫,，Mi!31濾實(shí)現(xiàn)鎳和鐵有效分離。本發(fā)明按以下步驟完成紅土W自至lJ-200目占60 80%、加入原礦重量2-8%的 還原 齊U、 3-10%的添加劑生石灰混磨，用球蛋成型機(jī)制成15-20ram球團(tuán)，在200 400。C千燥4 6h，采 用轉(zhuǎn)底爐進(jìn)行快速還原，a^控制在1000 1400°C，時間15 40min。還原焙燒后，進(jìn)fim破， 然后進(jìn)行濕法球磨，礦漿濃度40 7W。，球磨時間30 90min，球磨后，采用1000 3000高斯的 磁選t腿纟灘別，得到含鎳大于4%的初級鎳鐵粉。采用加壓氧浸初級鎳鐵粉，斜牛為液固比為3: 1 8: 1、酸用量為初級鎳鐵粉重量的25 50%、浸出溫度120 180°C、浸出壓力L0 1.8MPa、 浸出時間120 180min。氧浸結(jié)束后，進(jìn)行過濾湘洗滌，分別得到鐵紅和硫M溶液。采用氫氧化 鈉沉鎳，獲得氫氧化鎳。在此工藝斜牛下達(dá)到的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)氫氧化鎳產(chǎn)品含鎳可達(dá)到30 40%， 鎳直收率達(dá)到70 75%，鐵紅含鐵62 68%，鐵收率可70 75%達(dá)到。同傳統(tǒng)濕法浸出方法相比，本發(fā)明能夠提供一種從紅土鎳礦中富集鎳和聯(lián)產(chǎn)鐵紅的方法具有 原料來源廣、生產(chǎn)效率高、鎳回收率高、成本低、資源利用率高執(zhí)寺點(diǎn)。本發(fā)明只需加入還原劑、 添加劑經(jīng)混磨，制團(tuán)，干燥，焙燒，進(jìn)行磁選，可得到初級鎳鐵粉。采用加壓氧浸初級鎳鐵粉， 經(jīng)過濾和洗滌，可得到鐵紅和硫酸鎳溶液。最后采用氫氧化鈉沉鎳，可得到氫氧化鎳，實(shí)現(xiàn)了鎳 的富集。本發(fā)明對紅土鎳礦原料的成分沒有要求，不管鎂高、鐵高還是硅高，以及原料鎳品位高 或低，均可采用本發(fā)明進(jìn)行處理，均可實(shí)現(xiàn)鎳的富集及聯(lián)產(chǎn)鐵紅。在此工藝條件下達(dá)到的技術(shù)經(jīng) 濟(jì)指標(biāo)氫氧化鎳產(chǎn)品含鎳可達(dá)到30 40%，鎳直收率達(dá)到70 75%，鐵紅含鐵62 68%，鐵收率 可70 75%達(dá)到。因而，本發(fā)明為處理不同類型紅土W提供了一種新的方法，具有重要的應(yīng)用和 推廣前景。


圖1是本發(fā)明的工藝流程圖。具體實(shí) 式實(shí)施例1:1. 頓紅土W原料的化學(xué)成分如下Ni 0. 84 1.10%、 Mgl9. 25 23.92%、 Fe 9. 47 11. 01%， Co 0. 024 0. 028%、 A10. 050 0. 07(E、 Sil5. 04 20. 78%。2. 工藝條件紅土鎳礦5000g破磨到-200目占7氙、加入原礦重量5%的碳質(zhì)原料、7%的添加 劑生石灰混磨，用球蛋成型機(jī)制成15-20咖球團(tuán)，在250。C干燥4h，采用轉(zhuǎn)底爐快速，溫度控制 在1350。C,時間30min。還原后，進(jìn)fi^且破，然后進(jìn)fi^顯法球磨，礦漿濃度60%，球磨時間30min， 球磨后，采用2000高斯的鵬t/iat瑰別，得到含鎳4.5%的初級鎳鐵粉。采用加壓氧浸初級鎳鐵 粉，割牛為液固比為3: 1、鵬量為初級鎳粉重量的4氙、浸出鵬16(TC、浸出壓力1.5MPa、 浸出時間160min。氧浸結(jié)束后，進(jìn)行過濾和洗滌，分別得到鐵紅和硫,溶液。采用氫氧化鈉沉 鎳，獲得氫氧化鎳。在lttT藝^f牛下達(dá)到的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)氫氧化鎳產(chǎn)品含鎳可達(dá)到35.81%， 4臬 直收率達(dá)到72. 81%,鐵紅含鐵65. 02%,鐵收率可72.16%。實(shí)施例2:1. 鐵質(zhì)紅土鎳礦原料的化學(xué)成分如下Ni 1.11 1. 23%、 Mg8. 04 10. 12%、 Fe 22.14 25.99%， Co 0. 070 0. 081%、 A14. 07 4. 88%、 SilO. 44 13. 37%。2. 工藝條件紅土鎳礦8000g破磨到-200目占65%、加入原礦重量3%的碳質(zhì)原料、5%的添加 劑生石灰混磨，用球蛋成型機(jī)制成15-20mm球團(tuán)，在25(TC千燥4h，采用轉(zhuǎn)底爐快速，鵬控制 在138(TC，時間20min。還原后，進(jìn)fil且破，然后進(jìn)行濕法球磨，礦漿濃度70%，球磨時間60min， 球磨后，采用1500高斯的磁選纟腿行選別，得到含鎳4.72%的初級鎳鐵粉。采用加壓氧浸初級鎳 鐵粉，斜牛為液固比為4: 1、鵬量為初級鎳粉重量的3(F。、浸出 鵬170。C、浸出壓力L8MPa、 浸出時間180min。氧浸結(jié)束后，進(jìn)行過濾和洗滌，分別得到鐵紅和硫,溶液。采用氫氧化鈉沉 鎳，獲得氫氧化鎳。在虹藝割牛下達(dá)到的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)氫氧化鎳產(chǎn)品含鎳可超」32.47%，鎳 直收率達(dá)到70.08%，鐵紅含鐵66.89%，鐵收率可75.32%。實(shí)施例3:1. 鎂質(zhì)紅土鎳礦和鐵質(zhì)紅土鎳礦混合礦原料的化學(xué)成分如下Ni 1. 02 1. 22%、 Mgl2. 02 16.01%、 Fe 7.06 9.55%， Co 0. 048 0. 067%、 A2. 070 3.18%、 Sil4. 37 18.48%。2. 工藝^#:紅土鎳礦20000g破磨到-200目占72%、加入原礦重量4%的碳質(zhì)原料、6%的添加 劑生石灰混磨，用球蛋成型機(jī)制成15-20mm球團(tuán)，在25(TC干燥4h，采用轉(zhuǎn)底爐快速，鵬控制 在136(TC，時間40min。還原后，進(jìn)fil且破，然后進(jìn)行濕法球磨，礦漿濃度5TO，球磨時間90min， 球磨后，采用2500高斯的鵬t腿行選別，得到含鎳4.67%的初級鎳鐵粉。采用加壓氧浸初級鎳 鐵粉，割牛為液固比為4: 1、,量為初級鎳粉重量的35%、浸出 150°〇、浸出壓力L7MPa、 浸出時間120min。氧浸結(jié)束后，進(jìn)行過濾和洗滌，分別得到鐵紅和硫,溶液。采用氫氧化鈉沉 鎳，獲得氫氧化鎳。在虹藝斜牛下達(dá)至啲技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)氫氧化鎳產(chǎn)品含鎳可達(dá)到36.94%，鎳 直收率達(dá)到73.71%，鐵紅含鐵64.01%，鐵收率可77.70%。
權(quán)利要求
1.一種從紅土鎳礦中富集鎳及聯(lián)產(chǎn)鐵紅的方法，其特征在于按以下步驟完成將紅土鎳礦破磨，加入碳質(zhì)原料、添加劑混磨，用球蛋成型機(jī)制成球團(tuán)，干燥，采用轉(zhuǎn)底爐進(jìn)行快速還原，還原焙燒后，進(jìn)行粗破，然后進(jìn)行濕法球磨后，采用1000～3000高斯的磁選機(jī)進(jìn)行選別，便得到含鎳大于4％的初級鎳鐵粉，然后采用加壓氧浸初級鎳鐵粉，氧浸結(jié)束后，進(jìn)行過濾和洗滌，分別得到鐵紅和硫酸鎳溶液，采用氫氧化鈉沉鎳，獲得氫氧化鎳。
2、 根據(jù)權(quán)利要求書1所述的從紅土鎳礦中富集鎳及聯(lián)產(chǎn)鐵紅的方法，其特征在于，所述的添 加劑為生石灰，所述的轉(zhuǎn)底爐還原的溫度控制在100(Tl40(rC，時間15 40min，戶皿的濕法球磨 時的礦漿濃度40 70%，球磨時間30-90min。
3、 根據(jù)權(quán)利要求書i所述的從紅土fir中富集鎳及聯(lián)產(chǎn)鐵紅的方法，其特征在于，所述的紅土鎳礦破磨到-200目占60 80%，所述的麵原料為原礦重量2 8%，戶艦的復(fù)合添加齊偽原礦重量 的3 10%，所述的球團(tuán)為15 20mm，所述的干燥在20(T400。C下，4 6小時。
4、 根據(jù)權(quán)利要求書1所述的一種從紅土鎳礦中富集鎳及聯(lián)產(chǎn)鐵紅的方法，其特征在于，所述的采用加壓氧浸初級鎳鐵粉，割牛為液固比為3:廣8: 1、鵬量為初級鎳粉重量的25 5TO、浸出溫度120 180°C、浸出壓力1. 0 1. 8MPa、浸出時間120 180min。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種從紅土鎳礦中富集鎳及聯(lián)產(chǎn)鐵紅的方法，紅土鎳礦破磨、加入碳質(zhì)還原劑和添加劑生石灰混磨，用球蛋成型機(jī)制成球團(tuán)，干燥；轉(zhuǎn)底爐進(jìn)行高溫快速還原球團(tuán)，還原后，進(jìn)行破碎，濕法球磨，采用磁選機(jī)進(jìn)行選別，得到含鎳大于4％的初級鎳鐵粉；采用加壓氧浸初級鎳鐵粉，氧浸結(jié)束后，進(jìn)行過濾和洗滌，分別得到鐵紅和硫酸鎳溶液；采用氫氧化鈉沉鎳，獲得氫氧化鎳。在此工藝條件下氫氧化鎳產(chǎn)品含鎳可達(dá)到30～40％，鎳直收率達(dá)到70～75％，鐵紅含鐵62～68％，鐵收率可70～75％達(dá)到。本發(fā)明具有原料來源廣、工序簡單、生產(chǎn)效率高、鎳回收率高、成本低、資源利用率高等特點(diǎn)，具有重要的應(yīng)用和推廣價值。
文檔編號C22B1/14GK101230422SQ20081005808
公開日2008年7月30日 申請日期2008年2月2日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月2日
發(fā)明者關(guān)曉偉, 吳曉峰, 吳躍東, 昝林寒, 李柏榆, 汪云華, 童偉峰, 范興祥, 趙家春, 郭亞琴 申請人:貴研鉑業(yè)股份有限公司