[發明專利]鎳鐵的生產

無效

• 申請號: 200680006001.0
• 申請日: 2006-02-23
• 公開（公告）號: CN101133170A
• 公開（公告）日: 2008-02-27
• 發明（設計）人: 阿列克謝·杜阿爾特;劉后元;伊萬·拉奇夫
• 申請（專利權）人: BHP比利通SSM技術有限公司
• 主分類號: C22B1/02
• 分類號: C22B1/02;C22B1/16;C22B23/00;C21B15/00;C22B5/12
• 代理公司: 北京英賽嘉華知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 王達佐;韓克飛

發明領域

一般而言，本發明涉及通過造粒、煅燒和還原的組合從混合的鎳鐵氫氧化物中生產鎳鐵的新方法。特別地，本發明提供了一種新方法，該方法包括鎳鐵氫氧化物的造粒，將所述球粒煅燒以產生鎳鐵氧化物的多孔球粒，還原以產生新的鎳鐵產品。可將該鎳鐵產品進一步熔煉以制造高品質的鎳鐵產品。本方法特別適于鎳鐵氫氧化物沉淀，通過諸如紅土礦石的加壓酸浸、常壓攪拌浸提和/或堆攤浸提或者鎳硫化物礦石的氧化浸提等方法，然后通過離子交換回收鎳，從來源于含鎳礦體的酸性產物溶液中產生所述鎳鐵氫氧化物沉淀。

發明背景

鎳鈷紅土礦通常在同一礦床中含有被過渡區分開的氧化型礦石-褐鐵礦以及硅酸鹽型礦石-腐泥土這兩層。為了使通過工業化生產過程處理腐泥土或褐鐵礦的設備尺寸最小化，優選高品位的褐鐵礦和腐泥土。這樣導致某些礦床中的低品位礦石和過渡區礦石被當作廢物丟棄。

通常用包括焙燒和電冶煉技術在內的火法冶金方法處理鎳含量較高的腐泥土以產生鎳鐵。對鎳含量較低的褐鐵礦、腐泥土以及過渡區中的褐鐵礦/腐泥土混合物中而言，能耗以及高的鐵/鎳礦石比使得該處理路線對于這些礦石過于昂貴。

鎳鈷含量高的褐鐵礦在工業上通常通過高壓酸浸方法用濕法冶金方法處理或通過火法冶金方法與濕法冶金方法的結合，如Caron還原焙燒-碳酸銨浸提方法處理。

由于沒有有效的方法進行選礦，上述方法通常需要“原礦”處理。其缺點在于，礦石中含有價金屬含量低的礦物部分會顯著地降低了處理后礦石的整體質量并增加回收成本。

處理腐泥土以生產鎳鐵的常規處理方法包括干燥步驟，然后是還原焙燒步驟以將鎳氧化物部分轉化成鎳，并在電爐中進行熔煉。由于總礦石(total?ore)對鎳的比例通常為40比1，這是一種高能耗方法，并且大部分的能量消耗在熔化爐渣上。它需要高品位的腐泥土源以使其具有經濟性。它的另一個缺點是混入鎳鐵內的在礦石中的任何鈷的經濟價值沒有被實現。

此方法的改進是從鎳中間產品中直接生產鎳鐵，消除了用于熔化大于95％的礦石的能量需求。

本發明的預期特征是提供更簡單、更低能耗以及更低投資的方法，該方法克服或至少減輕與現有技術相關的一種或多種困難。

在澳大利亞Cawse工廠中，鎳氫氧化物商業上作為中間體鎳化合物來進行生產。在Cawse方法中，對紅土鎳礦石進行高壓硫酸浸提以提取鎳和鈷以及其它雜質。部分中和后，從浸出液中分離廢礦石和一些雜質，并且通過用氧化鎂進一步中和以沉淀出混合的鎳鈷氫氧化物。

現有技術還描述了通過類似的方法生產鎳氫氧化物中間體。例如，其可以作為中間體從浸出液中生產出，所述浸出液來自高壓或常壓酸浸紅土或二者結合、紅土或鎳硫化物礦石或濃縮物的堆攤浸提或硫化物礦石或濃縮物的高壓或常壓浸提。文獻中還教導，可以從酸性硫酸鎳溶液中產生鎳氫氧化物，該酸性硫酸鎳溶液作為洗出液、解吸溶液(strip?solution)或萃余液是從對先前所述方法的浸出液或浸出漿液進行溶劑萃取或離子交換處理中得到的。

BHP比利通SSM技術有限公司的國際申請PCT/AU2005/001360公開了通過濕法冶金和火法冶金方法相結合生產鎳鐵或鎳锍的方法。在此說明書中公開的方法中，鎳和鐵在離子交換過程中被選擇性吸附在樹脂上，用硫酸將其從該樹脂上洗脫，并且中和洗出液以沉淀混合的鎳鐵氫氧化物產物。然后將混合的鎳鐵氫氧化物產物直接還原以生產鎳鐵或鎳锍產品。

上述包括在本說明書中的對文件、文章等等的論述，其目的只是為本發明提供背景。并不暗示或表明任意或全部這些內容構成現有技術基礎的一部分或是優先權日前本發明相關領域的公知常識。

發明概述

一般而言，本發明提供了從混合的鎳鐵氫氧化物產物中生產鎳鐵產品的方法。該方法適用于處理多種含鎳礦石，并尤其適用于處理那些被認為用常規方法無法利用的紅土礦石。在一個實施方案中，本發明適用于下述方法：將所述紅土礦石進行堆攤浸提，隨后進行離子交換過程，其中首先用硫酸浸提鎳，然后將鎳以含有鎳、鈷和鐵的產物溶液的形式進行回收。在本發明的優選方式中，從離子交換過程的洗出液中回收所述混合的鎳鐵氫氧化物產物。

在本發明的第一實施方案中，提供了包括下述步驟的方法：

a)提供混合的鎳鐵氫氧化物產物；

b)將所述混合的鎳鐵氫氧化物產物造粒以產生鎳鐵氫氧化物球粒；

c)煅燒該鎳鐵氫氧化物球粒以產生混合的鎳鐵氧化物球粒；以及

d)在高溫下用一種或多種還原氣體還原該鎳鐵氧化物球粒以產生鎳鐵球粒。