[發明專利]一種蛇紋石種類礦物的綜合回收新工藝

無效

• 申請號: 201010584902.6
• 申請日: 2010-12-13
• 公開（公告）號: CN102010986A
• 公開（公告）日: 2011-04-13
• 發明（設計）人: 曲濤;楊斌;田陽;戴永年;劉洪湘;劉大春;徐寶強;楊部正;馬文會;郁青春;李一夫;熊恒;鄧勇;蔣文龍;陳秀敏;姚耀春;羅啟
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: C22B1/24
• 分類號: C22B1/24;C22B5/10;C22B5/04;C22B5/16;C22B26/22;C22B23/02
• 代理公司: 昆明今威專利代理有限公司 53115
• 代理人: 賽曉剛

技術領域

本發明屬于蛇紋石類礦物(包括紅土鎳礦)冶煉的技術領域，采用真空冶煉的方法，綜合回收礦物中的鎂、鐵、鎳、硅等，達到礦物綜合利用的目的。

背景技術

蛇紋石是一種含水的富鎂硅酸鹽礦物的總稱，如葉蛇紋石、利蛇紋石、纖蛇紋石等。它們的顏色一般常為綠色調，但也有淺灰、白色或黃色等。因為它們往往是青綠相間像蛇皮一樣，故此得名。其化學式為Mg₃(Fe，Ni)Si₂O₅(OH)₄，其中Fe呈+3價、Ni呈+2價，可替代部分鎂，紅土鎳礦也屬蛇紋石類礦物。目前該類礦物的主要冶煉方法有兩種：1、濕法工藝，多采用酸或堿對蛇紋石類礦物進行浸出，并得到氧化鎂和金屬鎳，也有得到硫化鎳的；2、火法工藝，多采用電爐還原生產鎳鐵，并將鎂、硅和部分鐵造渣處理。這些工藝中濕法工藝流程長，工藝復雜，但是火法工藝產生大量的爐渣，給環境造成了很大的負擔。

上個世紀以來國內外都曾對蛇紋石類礦物做了大量的研究，我國專利ZL200510010915.1公開了一種低品位紅土鎳礦堆浸提鎳鈷的方法。它是將礦石破碎，然后按不同粒度、不同比例混合均勻后入堆，按噴淋液酸度為5～18％，噴淋強度為15～30L/m²h的量進行噴淋和滴淋，收集噴淋和滴淋后的浸出液進行調配，使浸出液中的鎳離子濃度達2～4g/L，得含鎳鈷的浸出液。專利ZL?200710034750.0公開了一種從紅土鎳礦熔融還原制取鎳鐵合金工藝。該方法是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。該方法可適用于不同品味的紅土鎳礦，制得含鎳6～10％，含鐵85～90％的鎳鐵合金，鎳鐵收率大于85％，硫磷低于0.03％。中國專利ZL200610163834.X公開了一種轉底爐-電爐聯合法處理紅土鎳礦生產鎳鐵方法，該工藝包括紅土鎳礦經破碎、加入一定比例的碳質還原劑和復合添加劑與紅土鎳礦混工藝包括紅土鎳礦經破碎、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～小時，采用轉底爐進行快速還原，溫度控制在950～1300℃，時間15～40分鐘。還原焙燒后，采用電爐熔分，便得到高品位的鎳鐵。

本發明與上述工藝相比，其處理對象為以(Mg，Fe，Ni)₃Si₂O₅(OH)₄為主的蛇紋石類礦物(包括紅土鎳礦)，在真空條件下，采用兩步熱還原，綜合回收其中的鎂、鐵、鎳、硅，分別得到金屬鎂、鎳鐵和較純的二氧化硅，對環境友好，尚未見國內外的相關報道。

發明內容

本發明的目的在于：提供一種蛇紋石類礦物綜合回收的方法，在真空狀態下，通過一步碳熱還原，一步硅熱還原，使蛇紋石類礦物中的鎂、鐵、鎳分別以金屬鎂、鎳鐵的形式回收，硅得到較純的二氧化硅。

本發明從蛇紋石類礦物中綜合回收有價金屬的方法特征是：

第一步還原反應所使用的還原劑碳為煤或焦炭，第二步還原反應所使用的還原劑為第一步還原反應所得的金屬硅或合金中的硅，具體步驟如下：

(1)第一步還原反應：將干燥后的原料碳、煤或焦炭和金屬礦破碎并研磨至-200目；

(2)將上述原料以還原劑：氧化劑的摩爾比為1～5的比例混合，以5MPa～30MPa壓力制團；

(3)將制團后的原料裝入真空爐中，開啟真空系統，當爐內壓力小于50Pa后，升溫至650℃～900℃時保溫1小時；

(4)然后升溫至1400℃～1700℃時保溫0.5～4小時，關閉供熱系統；

(5)當真空爐內溫度＜200℃后，關閉真空泵，取出物料；

(6)第二步還原反應：所使用的還原劑為第一步還原反應所得的金屬硅或合

(7)金中的硅，以還原劑：氧化劑的摩爾比為1～5的比例混合，加熱過程重復第一步還原反應；

(8)第二步反應的爐渣經過磁選得到鎳鐵和二氧化硅。

所述蛇紋石類礦物是指：蛇紋石礦、紅土鎳礦等主要含硅酸鎂、氧化鐵及氧化鎳的礦物，其礦物成分為：2～50％Fe₂O₃、3～40％MgO、10～45％SiO₂、0.2～5％NiO。