專利名稱:不同類型紅土鎳礦的還原-磨選處理方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明屬于有色金屬冶金領(lǐng)域。涉及不同類型紅土鎳礦的還原-磨選處理方法。
背景技術(shù):
公知的開發(fā)紅土鎳礦工藝粗分為火法、濕法及火濕法結(jié)合三類?;鸱ㄒ睙捁に?,主要是生產(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,主要是還原焙燒-常壓氨浸及離析-還原焙燒-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(%)SiO27.31、Al2O36.11、TFe4.77、CaO3.29、MnO0.44、NiO0.9I、FeO0.72,P0.44。采用選擇還原工藝,生產(chǎn)了含Ni2.85~5.02%、Cr≤1.05%、C0.013%~5.28%、P0.034%~0.098%的爐料級(jí)鎳鐵。該工藝存在的問(wèn)題是由于鎳品位較低,采用電爐冶煉,能耗較高,相應(yīng)生產(chǎn)成本也就高;如果鎳品位在1.2以上,采用該方法,成本就會(huì)低一些。
劉大星在《有色金屬》(冶煉部分)2002年第3期報(bào)道了針對(duì)不同類型的鎳紅土礦可以有不同的處理工藝。硅鎂鎳礦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)到較高的溫度,爐內(nèi)的氣氛也比較容易控制,爐料需預(yù)先經(jīng)過(guò)干燥脫水,干燥和預(yù)熱一般采用回轉(zhuǎn)窯。在電爐還原熔煉的過(guò)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,鐵的還原程度通過(guò)還原劑焦碳的加入量加以調(diào)整。得到的鎳鐵成分為(%)Ni+Co 25~45;C 0.02~0.06;S 0.02~0.05;Si0.02~1.5;P 0.01~003;Fe 55~75。此外硅鎂鎳礦也可以采用外加硫化劑的方法進(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,鎳锍的成分可以通過(guò)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。
李建華在《濕法冶金》2004年23卷第4期簡(jiǎn)述了加壓酸浸出紅土鎳礦的實(shí)驗(yàn),其過(guò)程如下在250~270℃,4~5MPa的高溫高壓條件下,用稀硫酸將鎳、鉆等有價(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、鉆選擇性進(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(guò)的精煉工藝配套產(chǎn)出最終產(chǎn)品。該文還介紹了硫化焙燒處理紅土鎳礦的實(shí)驗(yàn)將礦石加入硫化劑,于700℃下硫化焙燒,F(xiàn)e2(SO4)3分解,鐵不生成硫酸鹽,而鎳生成硫酸鹽,可用水浸出,鎳轉(zhuǎn)入溶液。水熱法處理紅土鎳礦在礦石中加入適量的硫磺,制備成含硫礦漿。含硫礦漿先在硫化反應(yīng)器中硫化(230~240℃,2.7~3.4MPa,蒸汽加熱3h),然后在氧化反應(yīng)器中氧化(200℃,2.8MPa,空氣氧化)2h,鎳溶于礦漿中,可用鐵粉置換鎳。
加拿大法恩.哈巴希在《國(guó)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(jià)鐵離子水化沉淀鐵氧化物并產(chǎn)生酸。在250℃和4000kPa時(shí)用襯有耐酸磚的垂直高壓釜從位于莫阿(Moa)的庫(kù)班紅土中回收鎳。加壓酸浸紅土鎳礦,具有浸出率高、時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn),缺點(diǎn)是設(shè)備投資大、設(shè)備要求高;對(duì)含鎂高的礦耗酸高,對(duì)處理出低品位的紅土鎳礦,成本高,因此加壓酸浸,對(duì)原料要求高,酸浸工藝適合于處理低鎂含量的氧化鎳礦,礦石中鎂含量過(guò)高會(huì)增加酸的消耗提高操作成本,對(duì)工藝過(guò)程也會(huì)帶來(lái)影響。
何煥華在《中國(guó)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(Oyama Smelter)使用該工藝。過(guò)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,焙燒礦磨細(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%的能耗由煤提供(噸礦耗煤160~180kg)。與電爐熔煉(80%能耗為電能,噸礦電耗560~600kW·h)相比,前者能耗僅為后者的30%左右。該工藝的主要問(wèn)題是粉煤與礦石有效混合及還原焙燒溫度的穩(wěn)定控制,常因這些問(wèn)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燒-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任何類型的氧化鎳礦,且能耗及加工成本較低的方法。
日本E.C桑切斯等人在《國(guó)外選礦快報(bào)》1998年第9期公開了含有石英、磁鐵礦和其它雜質(zhì)的硅鎂鎳礦在一臺(tái)行星齒輪式球磨機(jī)中研磨,磨后的礦石在濃度為0.5mol/L的HCI溶液中于297K溫度下浸出。礦石進(jìn)行干磨使硅鎂鎳礦結(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(dòng)力活化的硅鎂鎳礦導(dǎo)致在H,21溶液中鑊和鎳的高浸取率。約80%的Mg和Ni被提取出來(lái),而只有約20%的Si被提取。短時(shí)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。
徐有生公知了一項(xiàng)一種處理氧化鎳礦的新方法的專利(申請(qǐng)?zhí)?0103023.6),本發(fā)明涉及一種處理難選氧化鎳礦(適合于處理難選氧化銅礦)的新方法。采用微波能加熱硫化、選礦,精礦混入含Ni>3.5%的氧化鎳富礦進(jìn)入等離子體(N氣載流)熔煉爐熔煉,一步直接獲取含Ni>52%的高冰鎳,一次性獲取含Ni<0.08%的拋渣,從而為開發(fā)利用大量低品位氧化鎳礦開辟了一條新路。其工藝流程短、綜合能耗低、金屬直收率高、無(wú)環(huán)境污染、經(jīng)濟(jì)效益顯著。
張昱等人公知了一項(xiàng)從氧化鎳礦硅酸鎳礦回收鎳鈷的方法專利(申請(qǐng)?zhí)?00610010774.8),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。
李智才申請(qǐng)了一種處理低鐵氧化鎳礦的常壓浸出方法專利(申請(qǐng)?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鎳礦濕磨,要求粒度≤0.8mm,然后進(jìn)行液固分離,要求濾渣含水率為20%~35%;向?yàn)V渣中加入濃硫酸,加入量為干礦量的70~90%,酸解干燥后將物料存放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,溶液溫度90~100℃,浸出時(shí)間2~3小時(shí);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。本發(fā)明方法改變了氧化鎳礦浸出沉鐵過(guò)程的機(jī)理,因而在相同硫酸消耗的條件下,金屬鎳的回收率提高5%左右,浸出沉鐵礦漿過(guò)濾速度提高5倍以上。
王煒等人申請(qǐng)了一種氧化鎳礦的處理新方法的專利(申請(qǐng)?zhí)?00610010935.3)一種氧化鎳礦的處理新方法。本發(fā)明涉及一種氧化鎳礦的處理工藝技術(shù),是綜合了化工冶金和選礦技術(shù)的處理氧化鎳礦新工藝方法。本工藝過(guò)程為,將礦石破碎、磨礦成礦漿,磁選出強(qiáng)磁性礦物;礦漿加溫并加入濃硫酸浸出,然后加入硫化劑進(jìn)行化學(xué)反應(yīng),產(chǎn)出沉淀的硫化鎳;將所有的固、液產(chǎn)物送入浮選設(shè)備,浮選出硫化鎳精礦。本方法工藝簡(jiǎn)單,生產(chǎn)成本低,可大大提高氧化鎳礦的浸出率,有效利用有限的資源,解決了浸得出來(lái)而難以過(guò)濾的技術(shù)難題,并可有利保護(hù)環(huán)境。
曹國(guó)華申請(qǐng)了低品位紅土鎳礦堆浸提鎳鈷的方法專利(申請(qǐng)?zhí)?00510010915.1),本發(fā)明提供一種低品位紅土鎳礦堆浸提鎳鈷的方法,它將礦石進(jìn)行破碎,控制礦石平均粒度小于2cm;將100目-1.5cm的礦石直接入堆,同時(shí)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;按噴淋液酸度為5-18%,噴淋強(qiáng)度為15-30L/m2.h的量進(jìn)行噴淋和滴淋;收集噴淋和滴淋后的浸出液進(jìn)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。其生產(chǎn)規(guī)??纱罂尚?,礦物資源利用范圍廣,工藝路徑簡(jiǎn)單,流程短,投資小,能耗低,不污染環(huán)境,鎳、鈷浸出率高,操作簡(jiǎn)便,生產(chǎn)成本低,為低品位紅土鎳礦的開發(fā)利用提供了極為有效且經(jīng)濟(jì)實(shí)用的途徑。
國(guó)內(nèi)外對(duì)紅土鎳礦開發(fā)技術(shù)的研究工作十分活躍,由于上述方法存在各種各樣的問(wèn)題,致使紅土鎳礦,特別是低品位的紅土鎳礦沒有得到有效利用。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種還原-磨選處理不同類型紅土鎳礦的方法,并得到含鎳品位高的物料,具有流程短、操作簡(jiǎn)單、環(huán)境友好、收率高、成本低、節(jié)能、原料適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明不同類型紅土鎳礦的還原-磨選處理方法以按下步驟完成其特征在于將紅土鎳礦破磨,加入碳質(zhì)原料、復(fù)合添加劑混磨,用球蛋成型機(jī)制成球團(tuán),干燥,采用回轉(zhuǎn)窯還原焙燒后,進(jìn)行粗破,然后進(jìn)行濕法球磨后,采用搖床進(jìn)行重選,重選獲得的鎳精礦采用3000~5000高斯的磁選機(jī)進(jìn)行選別,便得到高品位的鎳鐵混合精礦。
所述的復(fù)合添加劑為氯化鈉,生石灰和鐵粉,所述的回轉(zhuǎn)窯還原焙燒的溫度控制在950~1300℃,時(shí)間1~4h,所述的濕法球磨時(shí)的礦漿濃度40~70%,球磨時(shí)間1-3h。
所述的紅土鎳礦破磨到-120目占90%,所述的碳質(zhì)原料為原礦重量2-10%的,所述的復(fù)合添加劑為原礦重量4-10%,所述的球團(tuán)為15-20mm,所述的干燥在200~400℃,4~6小時(shí)。
紅土鎳礦破磨到-120目占90%、加入原礦重量2-10%的碳質(zhì)原料、4-10%的復(fù)合添加劑混磨,用球蛋成型機(jī)制成15-20mm球團(tuán),在200~400℃干燥4~6h,采用回轉(zhuǎn)窯還原焙燒,溫度控制在950~1300℃,時(shí)間1~4h。還原焙燒后,進(jìn)行粗破,然后進(jìn)行濕法球磨,礦漿濃度40~70%,球磨時(shí)間1-3h,球磨后,采用搖床進(jìn)行重選,重選獲得的鎳精礦采用3000~5000高斯的磁選機(jī)進(jìn)行選別,便得到高品位的鎳鐵混合精礦。
達(dá)到的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)①.鎳品位7~15%;②.鎳直收率75~85%;③.鎳回收率90~95%。
與現(xiàn)有的技術(shù)相比具有的優(yōu)點(diǎn)同其它處理紅土鎳礦的方法比較,本發(fā)明技術(shù)其工藝流程短、操作簡(jiǎn)單、生產(chǎn)周期短、生產(chǎn)效率高、鎳直收和回收率高、成本低、環(huán)境友好。硫酸常壓浸出工藝適合于處理低鎂含量的氧化鎳礦,礦石中鎂含量過(guò)高會(huì)增加酸的消耗提高操作成本,隨之產(chǎn)生大量的硫酸鎂和少量的硫酸亞鐵,給后續(xù)處理增加困難,同時(shí)污染環(huán)境,對(duì)工藝過(guò)程也會(huì)帶來(lái)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,需要保持殘酸來(lái)保證浸出率?;鸱姞t冶煉紅土鎳礦僅電耗就約占操作成本的50%,再加上氧化鎳礦熔煉前的干燥、焙燒預(yù)處理工藝的燃料消耗,操作成本中的能耗成本可能要占65%以上,因此需要消耗大量的電能,對(duì)原料硅鎂比例有要求,能耗高,投資大。還原焙燒一氨浸工藝可處理1.5%以下的高鎂紅土礦,冶煉回收率85%,鈷回收率低,能耗較高,屬于即將淘汰的工藝。
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)行重選和磁選,即可得到高含鎳品位高的物料。此外,本發(fā)明專利對(duì)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,均可采用本專利技術(shù)進(jìn)行處理獲得高品位的鎳物料。本發(fā)明的碳質(zhì)原料是還原劑,還原作用;添加添劑的作用是降低還原溫度,提高還原進(jìn)度,促進(jìn)鎳鐵晶粒長(zhǎng)大;濕法球磨的作用是把把長(zhǎng)大的鎳鐵晶粒與脈石解離,為重選創(chuàng)造條件,便于鎳鐵與其它脈石達(dá)到有效分離;重選的作用是使脈石與鎳鐵分離提高品位;磁選的作用是進(jìn)一步把鎳品位提高。本專利摒去了傳統(tǒng)硫酸堆浸、高壓酸浸、氨浸存在的難以克服的污染大、流程長(zhǎng)、成本高、回收率低等缺點(diǎn)。因而,本發(fā)明為處理大量不同類型紅土鎳礦提供了一種新的方法,具有良好的應(yīng)用和推廣前景。
圖1是本發(fā)明的工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例11).鎂質(zhì)紅土鎳礦原料的化學(xué)成分如下Ni 0.81~1.02%、Mg20.30~24.10%、Fe8.01~10.18%,Co 0.021~0.030%、Al0.040~0.070%、Si16.07~19.72%;2).工藝條件紅土鎳礦1000g破磨到-120目占90%、加入原礦重量3%的碳質(zhì)原料、6%的復(fù)合添加劑(氯化鈉3%,生石灰2%和鐵粉1%)混磨,用球蛋成型機(jī)制成15-20mm球團(tuán),在300℃干燥5h,采用回轉(zhuǎn)窯還原焙燒,溫度控制在1250℃,時(shí)間3h。還原焙燒后,進(jìn)行粗破,然后進(jìn)行濕法球磨,礦漿濃度50%,球磨時(shí)間2h,球磨后,采用搖床進(jìn)行重選,重選獲得的鎳精礦采用2500高斯的磁選機(jī)進(jìn)行選別,便得到高品位的鎳鐵混合精礦。在此工藝條件下,鎳品位達(dá)到11.18%,鎳直收率達(dá)到78.02%,鎳回收率92.88%。
實(shí)施例21).鐵質(zhì)紅土鎳礦原料的化學(xué)成分如下Ni 1.16~1.25%、Mg 8.54~9.04%、Fe20.49~24.07%,Co 0.061~0.082%、Al 3.21~4.05%、Si 12.01~15.96%;2).工藝條件紅土鎳礦4000g破磨到-120目占90%、加入原礦重量5%的碳質(zhì)原料、8%的復(fù)合添加劑混磨(氯化鈉4%、生石灰3.5%和鐵粉0.5%),用球蛋成型機(jī)制成15-20mm球團(tuán),在300℃干燥5h,采用回轉(zhuǎn)窯還原焙燒,溫度控制在1250℃,時(shí)間3h。還原焙燒后,進(jìn)行粗破,然后進(jìn)行濕法球磨,礦漿濃度60%,球磨時(shí)間3h,球磨后,采用搖床進(jìn)行重選,重選獲得的鎳精礦采用4500高斯的磁選機(jī)進(jìn)行選別,便得到高品位的鎳鐵混合精礦。在此工藝條件下,鎳品位達(dá)到9.04%,鎳直收率達(dá)到81.64%,鎳回收率93.81%。
實(shí)施例31).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%、Mg 12.02~16.01%、Fe 7.06~9.55%,Co 0.043~0.051%、Al 1.66~2.87%、Si 14.37~18.48%;2).工藝條件紅土鎳礦5000g破磨到-120目占90%、加入原礦重量4%的碳質(zhì)原料、10%的復(fù)合添加劑混磨(氯化鈉5%、生石灰4%和鐵粉1%),用球蛋成型機(jī)制成15-20mm球團(tuán),在250℃干燥6h,采用回轉(zhuǎn)窯還原焙燒,溫度控制在1300℃,時(shí)間2h。還原焙燒后,進(jìn)行粗破,然后進(jìn)行濕法球磨,礦漿濃度65%,球磨時(shí)間2.5h,球磨后,采用搖床進(jìn)行重選,重選獲得的鎳精礦采用3000高斯的磁選機(jī)進(jìn)行選別,便得到高品位的鎳鐵混合精礦。在此工藝條件下,鎳品位達(dá)到10.85%,鎳直收率達(dá)到83.26%,鎳回收率94.30%。
權(quán)利要求
1.不同類型紅土鎳礦的還原-磨選處理方法,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、復(fù)合添加劑混磨,用球蛋成型機(jī)制成球團(tuán),干燥,采用回轉(zhuǎn)窯還原焙燒后,進(jìn)行粗破,然后進(jìn)行濕法球磨后,采用搖床進(jìn)行重選,重選獲得的鎳精礦采用3000~5000高斯的磁選機(jī)進(jìn)行選別,便得到高品位的鎳鐵混合精礦。
2.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的不同類型紅土鎳礦的還原-磨選處理方法,其特征在于,所述的復(fù)合添加劑為氯化鈉,生石灰和鐵粉,所述的回轉(zhuǎn)窯還原焙燒的溫度控制在950~1300℃,時(shí)間1~4h,所述的濕法球磨時(shí)的礦漿濃度40~70%,球磨時(shí)間1-3h。
3.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的不同類型紅土鎳礦的還原-磨選處理方法,其特征在于,所述的紅土鎳礦破磨到-120目占90%,所述的碳質(zhì)原料為原礦重量2-10%的,所述的復(fù)合添加劑為原礦重量4-10%,所述的球團(tuán)為15-20mm,所述的干燥在200~400℃,4~6小時(shí)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種從紅上鎳礦中回收鎳的技術(shù),紅土鎳礦經(jīng)破碎和磨細(xì)、按一定比例,加入碳質(zhì)還原劑、復(fù)合添加劑與紅土鎳礦混磨,用球蛋成型機(jī)制成球團(tuán)15~20mm,在200~400℃干燥4~6h,采用回轉(zhuǎn)窯還原焙燒,溫度控制在950~1300℃。還原焙燒后,進(jìn)行粗破,然后按一定礦漿配比,進(jìn)行濕法球磨后,采用搖床進(jìn)行重選,重選獲得的鎳精礦采用3000~5000高斯的磁選機(jī)再進(jìn)行選別,便得到高品位的鎳鐵混合精礦,其含鎳可達(dá)到7~15%。本發(fā)明技術(shù)具有原料適應(yīng)性強(qiáng)、工藝流程短、環(huán)境友好,以煤作為主要能源,不用昂貴的電力作為能源等特點(diǎn),為處理不同類型的紅土鎳礦提供了一種新的方法,具有良好的應(yīng)用和推廣前景。
文檔編號(hào)B03B13/00GK101073790SQ20061016383
公開日2007年11月21日 申請(qǐng)日期2006年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月22日
發(fā)明者汪云華, 范興祥, 顧華祥, 朱紹武, 周世平, 李季, 周利民, 吳曉峰, 關(guān)曉偉, 趙家春 申請(qǐng)人:昆明貴金屬研究所