本發(fā)明屬于冶金領(lǐng)域，具體而言，本發(fā)明涉及紅土鎳礦處理方法。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)的處理紅土鎳礦提取鎳的方法多采用硫酸等溶劑浸出的方法進(jìn)行提取。該方法多存在工藝流程長(zhǎng)，成本高，能耗大的缺陷。雖然相關(guān)技術(shù)中也有在上述溶劑浸出法的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)的工藝，以克服上述缺陷，但是效果不理想。因此關(guān)于紅土鎳礦的處理仍存在進(jìn)一步改進(jìn)的需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決上述技術(shù)問(wèn)題之一。為此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出一種紅土鎳礦處理方法，利用該方法可以方便快速地對(duì)紅土鎳礦中的鎳進(jìn)行提取，同時(shí)可以提高從紅土鎳礦中提取鎳的效率。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的紅土鎳礦處理方法包括：在多級(jí)流態(tài)化反應(yīng)其中使紅土鎳礦與一氧化碳接觸并進(jìn)行還原反應(yīng)和羰化反應(yīng)，以便得到第一混合氣體和含有四氧化三鐵的殘?jiān)?；將所述第一混合氣體進(jìn)行冷卻處理，以便分離得到液態(tài)羰基鎳和第二混合氣體；將所述液態(tài)羰基鎳進(jìn)行分解處理，以便獲得一氧化碳和鎳，其中，所述第一混合氣體為一氧化碳、二氧化碳以及羰基鎳的混合氣體，所述第二混合氣體為一氧化碳和二氧化碳。

本發(fā)明上述實(shí)施例的紅土鎳礦處理方法采用流化床并巧妙地控制反應(yīng)條件，使紅土鎳礦中的氧化鎳發(fā)生還原和羰化反應(yīng)得到氣態(tài)形式的羰基鎳，進(jìn)一步將氣態(tài)形式的羰基鎳進(jìn)行冷卻和分解即可獲得單質(zhì)鎳。上述方法工藝流程短、能耗低、鎳提取效率可以得到顯著提高。

根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的紅土鎳礦處理方法中，在流化床中使紅土鎳礦與一氧化碳接觸并進(jìn)行還原反應(yīng)和羰化反應(yīng)之前，還可以進(jìn)一步包括：將所述紅土鎳礦進(jìn)行干燥處理；將經(jīng)過(guò)干燥處理的所述紅土鎳礦加熱至1000攝氏度；以及將所述一氧化碳加熱至1000攝氏度并加壓至5～30mpa。由此可以進(jìn)一步提高還原反應(yīng)和羰化反應(yīng)效率。

根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的紅土鎳礦處理方法中，將所述第一混合氣體進(jìn)行冷卻處理之前，進(jìn)一步包括：將所述第一混合氣體進(jìn)行除塵處理，以及將收集的粉塵返回至所述流化床進(jìn)行所述還原反應(yīng)和羰化反應(yīng)。由此可以進(jìn)一步提高鎳純度。

根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的紅土鎳礦處理方法還可以進(jìn)一步包括：將所述第二混合氣體進(jìn)行變壓吸附和堿液清洗，以便獲得純凈的一氧化碳；以及將所述純凈的一氧化碳用于所述還原反應(yīng)和羰化反應(yīng)。由此可以進(jìn)一步節(jié)省能耗。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述紅土鎳礦為褐鐵礦型紅土鎳礦。由此可以進(jìn)一步提高鎳提取率。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述流化床為多級(jí)流化床。由此可以方便達(dá)到反應(yīng)所需條件，以便進(jìn)一步提高反應(yīng)效率。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述干燥處理是在200～400攝氏度下進(jìn)行，由此可以進(jìn)一步提高干燥效率。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述還原反應(yīng)和羰化反應(yīng)是在210～230攝氏度的溫度下以及5～30mpa的壓力下進(jìn)行的。由此可以使氧化鎳與一氧化碳發(fā)生還原反應(yīng)和羰化反應(yīng)，并提高反應(yīng)效率。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述冷卻處理是將經(jīng)過(guò)除塵處理的所述混合氣體降溫至43攝氏度以下而完成的。由此可以分離得到液態(tài)羰基鎳和氣態(tài)的含一氧化碳和二氧化碳的混合氣體。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述分解處理是在300～350℃溫度以及0.05mpa壓力下進(jìn)行的。由此可以進(jìn)一步提高鎳產(chǎn)率和純度。

本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過(guò)本發(fā)明的實(shí)踐了解到。

附圖說(shuō)明

本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的紅土鎳礦處理方法流程示意圖。

圖2是根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的紅土鎳礦處理方法流程示意圖。

具體實(shí)施方式

下面首先參考圖1描述本發(fā)明實(shí)施例的紅土鎳礦處理方法。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的紅土鎳礦處理方法包括：

s100：還原反應(yīng)和羰化反應(yīng)

根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，首先在流化床中使紅土鎳礦與一氧化碳接觸并進(jìn)行還原反應(yīng)和羰化反應(yīng)，以便得到第一混合氣體和含有四氧化三鐵的殘?jiān)?。其中，第一混合氣體為一氧化碳、二氧化碳以及羰基鎳的混合氣體。

根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，在流化床中，首先紅土鎳礦中的鐵被一氧化碳還原最終生成四氧化三鐵，氧化鎳被還原生成鎳單質(zhì)，進(jìn)一步地，鎳單質(zhì)繼續(xù)與一氧化碳發(fā)生羰化反應(yīng)，生成氣態(tài)形式的羰基鎳。

具體地還原反應(yīng)式為：

feo·oh→fe2o3+h2o

nio+co→ni+co2

fe2o3+cofe3o4+co2

羰化反應(yīng)式：

ni+4co→ni(co)4。

由此通過(guò)采用本發(fā)明的上述方法首先將紅土鎳礦中鎳與大部分的鐵進(jìn)行了分離，進(jìn)而提取得到鎳。

根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的處理紅土鎳礦方法適用的紅土鎳礦的類型并不受特別限制，例如可以為褐鐵礦型紅土鎳礦。由于褐鐵礦型紅土鎳礦的含水量約為30％，其中鎳大部分以氧化鎳的形式存在，而氧化鎳可以直接發(fā)生還原反應(yīng)和羰化反應(yīng)。因此采用該類紅土鎳礦提取鎳可以顯著提高鎳提取率。

根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，上述用于還原反應(yīng)和羰化反應(yīng)的流化床可以為多級(jí)流化床。該多級(jí)流化床的耐壓強(qiáng)度更大，更加方便控制和達(dá)到還原反應(yīng)和羰化反應(yīng)所需要的條件。根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，還原反應(yīng)和羰化反應(yīng)可以在600～900攝氏度的溫度下以及5～20mpa的壓力下進(jìn)行的。由此可以進(jìn)一步提高還原反應(yīng)和羰化反應(yīng)效率，提高鎳提取率。

根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，為了進(jìn)一步提高紅土鎳礦處理效率，上述紅土鎳礦的處理方法還可以包括下列步驟：在流化床中使紅土鎳礦與一氧化碳接觸并進(jìn)行還原反應(yīng)和羰化反應(yīng)之前，將紅土鎳礦進(jìn)行干燥處理；并將經(jīng)過(guò)干燥處理的紅土鎳礦加熱至1000攝氏度；以及將一氧化碳加熱至1000攝氏度并加壓至5～30mpa。由此將待處理的紅土鎳礦和一氧化碳預(yù)先達(dá)到還原反應(yīng)和羰化反應(yīng)所需的溫度和壓力，進(jìn)而可以顯著提高反應(yīng)效率，提高紅土鎳礦的處理效率。

根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，干燥處理可以在200～400攝氏度下進(jìn)行。由此可以進(jìn)一步提高干燥效率。經(jīng)過(guò)干燥處理后的紅土鎳礦的含水量在2重量％，進(jìn)而可以提高反應(yīng)效率。

s200：冷卻處理

將上述含有一氧化碳、二氧化碳以及羰基鎳的第一混合氣體進(jìn)行冷卻處理，以便分離得到液態(tài)羰基鎳和第二混合氣體；其中，第二混合氣體為一氧化碳和二氧化碳。由此可以分離得到純度較高的羰基鎳，進(jìn)而可以顯著提高終產(chǎn)品鎳的純度。

根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，冷卻處理是將經(jīng)過(guò)除塵處理的混合氣體降溫至43攝氏度以下而完成的。

根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，為了進(jìn)一步提高終產(chǎn)品鎳的純度，上述實(shí)施例的紅土鎳礦處理方法中，將第一混合氣體進(jìn)行冷卻處理之前，還可以進(jìn)一步包括：將第一混合氣體進(jìn)行除塵處理，以及將收集的粉塵返回至流化床進(jìn)行還原反應(yīng)和羰化反應(yīng)。由此可以將氣體中的殘余粉塵進(jìn)行分離后再提取，進(jìn)而提高第二混合氣體的純度和避免資源浪費(fèi)。

根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，進(jìn)一步包括將第二混合氣體進(jìn)行變壓吸附和堿液清洗，以便獲得純凈的一氧化碳；以及將純凈的一氧化碳用于還原反應(yīng)和羰化反應(yīng)。由此可以提高資源利用率，節(jié)省能耗。s300：分解處理

將液態(tài)羰基鎳進(jìn)行分解處理，以便獲得一氧化碳和鎳。進(jìn)而通過(guò)分解處理可以簡(jiǎn)單方便快速地獲得產(chǎn)品鎳。根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，分解處理可以在300～350℃溫度以及0.05mpa壓力下進(jìn)行的。由此可以提高分解效率，提高鎳的產(chǎn)率。

本發(fā)明上述實(shí)施例的紅土鎳礦處理方法，工藝流程短、且容易操作、能耗低，較傳統(tǒng)的浸出提取法可顯著提高紅土鎳礦處理效率和鎳提取率。

下面參考具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行描述，需要說(shuō)明的是，這些實(shí)施例僅僅是描述性的，而不以任何方式限制本發(fā)明。

在本說(shuō)明書(shū)的描述中，參考術(shù)語(yǔ)“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說(shuō)明書(shū)中，對(duì)上述術(shù)語(yǔ)的示意性表述不一定指的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任何的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。

盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，可以理解的是，上述實(shí)施例是示例性的，不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。