[發(fā)明專利]一種含硫廢渣與紅土鎳礦聯(lián)合生產(chǎn)鎳锍的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310018932.4
• 申請日: 2013-01-18
• 公開（公告）號: CN103103352A
• 公開（公告）日: 2013-05-15
• 發(fā)明（設計）人: 魏永剛;王華;王煒;廖彬;唐瑞祥;李磊;李博;邱在軍
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: C22B4/06
• 分類號: C22B4/06;C22B23/02;C22B7/04;C22C1/02;C22C19/03
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技術領域

本發(fā)明提供一種含硫廢渣與紅土鎳礦聯(lián)合生產(chǎn)鎳锍的方法，屬于有色金屬冶金技術領域。

背景技術

紅土鎳礦冶煉常見工藝有火法、濕法和火濕法結合三種。濕法工藝按其浸出溶液的不同，可分為氨浸和加壓酸浸，其中，氨浸法工藝不適合處理含銅和含鈷高的紅土氧化鎳礦，加壓酸浸工藝一般適合處理低鎂含量的紅土氧化鎳礦，規(guī)模化生產(chǎn)面臨諸多的環(huán)保問題。火濕法結合工藝主要有還原焙燒-常壓氨浸、離析-還原焙燒-選礦等，可用于處理不同類型氧化鎳鐵，但目前工藝技術不夠穩(wěn)定，指標波動較大。

火法工藝按其熔煉及產(chǎn)出產(chǎn)品的不同，主要有電爐或鼓風爐還原熔煉生產(chǎn)鎳鐵、電爐或鼓風爐加硫化劑進行硫化熔煉生產(chǎn)鎳锍兩個工藝。劉大星在《有色金屬》（冶煉部分）報道了采用外加石膏為硫化劑的方法進行硫化熔煉得到鎳锍，鎳锍的成分可以通過還原劑（焦粉）和硫化劑（石膏）的加入量加以調整。得到的低鎳锍（通常含Ni+Co=20%～30%）再送到轉爐中吹煉成高鎳锍。

王煒等申請了直流電爐聯(lián)合處理紅土鎳礦的生產(chǎn)方法發(fā)明專利（申請?zhí)枺?01110434595.8），該工藝的基本技術方案為，將破碎為粒度10～80mm的紅土鎳礦加入其重量1%～16%的碳還原劑，進入回轉窯進行干燥、預還原，回轉窯尾氣CO含量控制在窯內物料總重的0.5%～1%，窯內溫度為700℃～1150℃，焙燒時間0.5～2.0h，再將預還原后熱物料直接送入直流礦熱電爐熔煉，產(chǎn)出鎳鐵或鎳锍。

傳統(tǒng)的鎳锍生產(chǎn)工藝是在生產(chǎn)鎳鐵工藝熔煉過程中，加入硫化劑，產(chǎn)出低鎳锍，再通過轉爐吹煉生產(chǎn)高鎳锍。鎳锍的成分可以通過還原劑和硫化劑的加入量加以調整。還原硫化熔煉的硫化劑可供選擇的有黃鐵礦(FeS₂)、石膏(CaSO₄·2H₂O)、硫磺等。

處理低品位紅土鎳礦時，利用硫酸將礦石中的鎳浸出制備出硫化鎳精礦，再利用氧壓浸出工藝處理硫化鎳精礦，溶液經(jīng)凈化、電解后即可獲得電解鎳。目前該工藝已經(jīng)在生產(chǎn)中得到廣泛應用，但該工藝在生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量高含S的工業(yè)廢渣（單質硫含量70～85%），這些廢渣如不進行無害化處理將帶來嚴重的環(huán)境污染問題。

發(fā)明內容

本發(fā)明在電爐熔煉的基礎上，充分利用紅土鎳礦濕法冶煉產(chǎn)出的廢渣含硫高的特點（廢渣典型成分見表1），以此廢渣為硫化劑，紅土鎳礦為原料，采用交流電爐或直流電爐硫化熔煉生產(chǎn)鎳锍，降低了生產(chǎn)成本，解決含硫廢渣的環(huán)境污染問題的同時，實現(xiàn)了廢棄物資源的綜合再利用。

表1?含硫廢渣元素組成

本發(fā)明通過以下技術方案實現(xiàn)：一種含硫廢渣與紅土鎳礦聯(lián)合生產(chǎn)鎳锍的方法，經(jīng)過下列步驟：

（1）將紅土鎳礦進行破碎至粒度為30mm～100mm，在500℃～1000℃下干燥2～6h，再以含硫廢渣與紅土鎳礦的質量比為1︰（20～40）、還原劑與紅土鎳礦的質量比為1︰（16～20），將含硫廢渣、還原劑和紅土鎳礦混合均勻；

（2）在交流電爐或直流電爐中，將步驟（1）所得混合物在1200℃～1400℃下熔煉20～60min后，上層為爐渣，下層即為鎳硫。

所得鎳锍產(chǎn)品中含鎳10%～18%、含硫20%～30%、鎳的回收率為85%～90%。

所述步驟（1）的紅土鎳礦經(jīng)破碎小于30mm的顆粒經(jīng)造粒到30mm～100mm后再進行干燥。

所述步驟（1）中的含硫廢渣為濕法處理硫化鎳精礦的浸出渣，其中含單質硫70～85%。

所述步驟（1）中的還原劑為煤、焦炭或碳黑固體中的一種或幾種。

所述步驟（2）熔煉過程中形成的煙氣中含有CO以及少量的SO₂氣體，其中CO經(jīng)燃燒處理、SO₂經(jīng)洗滌塔進行脫硫處理，使煙氣以CO₂排放。

采用交流電爐或直流電爐硫化熔煉時電爐操作技術條件為：爐頂溫度900～1200℃，爐頂壓力0～100Pa，爐底溫度<200℃，爐的水冷煙道進口煙氣溫度900℃～1200℃，進入煙囪煙氣溫度<600℃，排空氣體含塵量<100mg/Nm³，冷卻水出水溫度<55℃，熔煉時間為20～60min。

本發(fā)明利用工業(yè)廢渣含硫高的特點，同時采用電爐硫化熔煉，提供一種含硫廢渣與紅土鎳礦聯(lián)合生產(chǎn)鎳锍的方法，選擇紅土鎳礦濕法冶煉產(chǎn)出的含硫廢渣作為硫化劑原料，且原料的來源充足方便，本發(fā)明具有的有益效果和優(yōu)點是：