[發明專利]一種紅土鎳礦的熱壓轉化法

無效

• 申請號: 200910094101.9
• 申請日: 2009-02-17
• 公開（公告）號: CN101481756A
• 公開（公告）日: 2009-07-15
• 發明（設計）人: 李存兄;魏昶;樊剛
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: C22B3/44
• 分類號: C22B3/44;C22B23/00
• 代理公司: 昆明今威專利代理有限公司
• 代理人: 趙 云

技術領域

本發明涉及一種紅土鎳礦的熱壓轉化法，更具體的說，是一種紅土鎳礦礦物分離的預處理方法。

技術背景

鎳作為一種重要的戰略金屬，廣泛用于不銹鋼、高溫合金、催化、二次電池、燃料電池等關鍵材料和高新技術領域。隨著這些行業，特別是占鎳用途65％的不銹鋼需求增長強勁，致使鎳需求激增，進口依賴程度大。按地質成因劃分，鎳礦床主要分為兩大類：巖漿型硫化鎳礦床和風化型紅土鎳礦床。世界陸基鎳的儲量約為4.7億t，其中39.4％以硫化礦形式存在，60.6％以氧化礦形式存在。隨著地球上硫化鎳礦的日趨枯竭，從氧化鎳礦生產鎳的比例在迅速提高。

紅土鎳礦是由含鎳的巖石風化、浸淋、蝕變、富集而成的，是由鐵、鋁、硅等含水氧化物組成的疏松粘土狀礦石。紅土鎳礦的可采部分一般由三層組成：褐鐵礦層、過渡層和腐植土層，其組成和特點如表1所示。

表1?紅土鎳礦的分布、組成及特點

位于礦床上部的褐鐵礦型紅土鎳礦其鐵高、鎳低，硅、鎂較低，但鈷含量較高，目前主要采用濕法冶金工藝處理這種礦石；位于礦床下部的硅鎂鎳礦其硅、鎂含量較高，鐵、鈷含量較低，鎳含量較高，通常采用火法冶金工藝處理；處于中間過渡的礦石可以采用火法冶金，也可以采用濕法冶金工藝。

紅土鎳礦的火法冶金處理工藝按其產出的產品不同分為還原熔煉生產鎳鐵的工藝和還原硫化熔煉生產鎳锍的工藝。

在鎳鐵生產工藝中，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又不太粉化，再送煅燒回轉窯，在700℃溫度下，干燥、預熱和煅燒，產出焙砂；在焙砂加入電爐后，再加入10～30mm的揮發性煤，經過1000℃的還原熔煉，產出粗鎳鐵合金；粗鎳鐵合金再經過吹煉產出成品鎳鐵合金。采用該法生產鎳鐵合金的工廠主要有法國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。產出的產品中鎳質量分數為20％～30％，鎳回收率為90％～95％，鈷不能回收。在此工藝基礎上，國內研究學者開發了多種用紅土鎳礦生產鎳鐵合金的工藝。由朱德慶等人申請的名稱為《紅土鎳礦熔融還原制取鎳鐵合金工藝》，申請號為200710034750.0的專利中公開了一種紅土鎳礦熔融還原制取鎳鐵合金工藝，其實現方法是：首先將紅土鎳礦中的氧化鎳和赤鐵礦預還原轉化為金屬鎳和金屬鐵或四氧化三鐵，然后利用濕式磁選，使鎳鐵大幅度富集的同時，脈石及硫、磷等有害元素被脫除，最后將預還原得到的鎳鐵精礦進行熔融還原制備鎳鐵合金。可生產鎳6～10％，鐵85～90％的鎳鐵合金，鎳鐵收率大于85％，硫磷低于0.03％。由邱冠周等人申請的名稱為《低品位紅土鎳礦綜合利用工藝》，申請號為200710035281.4的專利中公開了一種低品位紅土鎳礦綜合利用工藝，其實現方法是：原礦經過破碎篩分，再經磨礦后加入焦粉或煤粉加水造球，生球再加入到燒結機上點火進行燒結；球團燒結礦冷卻、破碎后加入到電爐或鼓風爐內，加入焦粉進行初還原，使部分鎳和少量鐵被還原，得到高鎳合金，再進入終還原爐還原鐵，得到鐵水。可生產鎳鐵合金及普通生鐵兩種產品，得到的鎳鐵合金含鎳4％～8％，含鐵88％～92％，鎳回收率80.0％～85％，硫磷低于0.04％；生鐵含鐵92％～95％，鐵回收率40％～50％。由汪云華等人申請的名稱為《一種轉底爐—電爐聯合法處理紅土鎳礦生產鎳鐵方法》，申請號為200610163834.X的專利中公開了一種轉底爐—電爐聯合法處理紅土鎳礦生產鎳鐵的方法，工藝步驟包括紅土鎳礦經破磨、加入一定比例的碳質還原劑和復合添加劑與紅土鎳礦混磨，用球蛋成型機制成球團，在200～400℃干燥4～6h，采用轉底爐進行快速還原，溫度控制在950～1300℃，時間15～40min。還原焙燒后，采用電爐熔分，便得到高品位的鎳鐵。由章宇申請的名稱為《以紅土鎳礦為原料用隧道窯直接還原鎳鐵的方法》，申請號為200710072147.1的專利中公開了一種以紅土鎳礦為原料用隧道窯直接還原鎳鐵的方法，工藝步驟包括選取紅土鎳礦為原料，將紅土鎳礦和還原劑按照重量比為1:0.25～0.55的配比裝入還原罐中之后放入隧道窯中，還原罐經預熱烘干、加熱還原、冷卻、出窯，再經過破碎、磁選、壓塊，得到合格的直接還原鎳鐵。