[發(fā)明專(zhuān)利]一種氣基選擇性還原紅土鎳礦生產(chǎn)高品位鎳精礦的方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310369634.X
• 申請(qǐng)日: 2013-08-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103509936A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-01-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉守軍;杜文廣;上官炬;楊頌;張智聰;盧杰;高峰;陳津
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 太原理工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C22B1/02
• 分類(lèi)號(hào): C22B1/02;B03C1/015;C22B23/00
• 代理公司: 山西五維專(zhuān)利事務(wù)所(有限公司) 14105
• 代理人: 魏樹(shù)巍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種利用氣基還原低品位紅土鎳礦，經(jīng)磁化后的鎳礦借助傳統(tǒng)磁選方法生產(chǎn)高品位鎳精礦的方法。

背景技術(shù)

全球陸基鎳資源主要分為兩類(lèi)：風(fēng)化型紅土鎳礦床和巖漿型銅鎳硫化礦。紅土鎳礦儲(chǔ)量約為126億噸，占世界陸基鎳資源儲(chǔ)量的72%，平均品位為1.28%，礦產(chǎn)集中分布在赤道附近的熱帶和亞熱帶地區(qū)。硫化鎳礦儲(chǔ)量約為105億噸，平均鎳含量為0.58%，占世界鎳資源量的28%，共伴生礦產(chǎn)主要有金、銀、銅及鉑族元素等稀有貴金屬。而我國(guó)目前已查明的鎳礦儲(chǔ)量約為760萬(wàn)噸，占世界總儲(chǔ)量的5.9%。

全球鎳的消費(fèi)量?jī)H次于銅、鋁、鉛、鋅而居有色金屬第五位。隨著世界鋼鐵行業(yè)的快速發(fā)展，全球?qū)⒔?/3的精煉鎳用于制造不銹鋼和各種合金鋼，不銹鋼產(chǎn)量的迅速增長(zhǎng)，將直接刺激了全球鎳產(chǎn)量的急速上升。但是隨著全球經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，鎳的開(kāi)采量日益劇增，要滿足國(guó)際鎳消費(fèi)量的長(zhǎng)遠(yuǎn)需求，單純依靠硫化鎳礦擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模難以達(dá)到目的，而且可供開(kāi)發(fā)的硫化鎳礦資源又非常有限，開(kāi)采難度日益加深和保有儲(chǔ)量劇減，不可能對(duì)鎳資源供應(yīng)提供長(zhǎng)期保證，前景不容樂(lè)觀。

相比之下，紅土鎳礦鎳儲(chǔ)量卻極其豐富，而且具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

⑴礦床規(guī)模大，埋藏淺，適合露天開(kāi)采，采礦成本低；

⑵選冶工藝技術(shù)日趨成熟。對(duì)高硅鎂低鐵的高品位紅土礦通過(guò)有效的選冶技術(shù)可生產(chǎn)氧化鎳、硫鎳、鎳鐵合金等多種中間產(chǎn)品；

⑶礦床一般均靠近海域，便于運(yùn)輸；

⑷隨著西澳大利亞?wèn)|北部富鈷氧化鎳礦的開(kāi)發(fā)利用，全球鎳資源開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)快速地由硫化鎳礦轉(zhuǎn)向紅土鎳礦。

綜上所述，如何對(duì)儲(chǔ)量豐富的低品位紅土鎳礦實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)選別，對(duì)我國(guó)鋼鐵企業(yè)擺脫對(duì)國(guó)外鎳礦石的過(guò)度依賴，獲得市場(chǎng)的定價(jià)權(quán)具有重要意義。

紅土鎳礦屬弱磁性鐵礦石，鎳品位相對(duì)較低，鎳的浸染狀態(tài)復(fù)雜，常規(guī)選別方法很難滿足高爐冶煉對(duì)礦石成分的要求。基于此，國(guó)內(nèi)外研究人員對(duì)紅土鎳礦選別進(jìn)行了大量研究。國(guó)內(nèi)外紅土鎳礦的研究包括：加壓酸浸工藝（HPAL）、還原焙燒—氨浸工藝、生物浸出工藝、還原熔煉鎳鐵工藝、硫化熔煉鎳锍工藝以及還原焙燒—磁選法制備鎳鐵工藝等，但成功富集的報(bào)道很少。這些研究具體可分為兩類(lèi)：一是濕法工藝、二是火法工藝。前者處理成本較高，對(duì)設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，且對(duì)環(huán)境污染大；后者多采用固體碳還原磁化，由于操作溫度高，多在1200℃左右，存在鎳回收率低、能耗高、設(shè)備材質(zhì)與加工難度大、投資高等缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種成本低、無(wú)污染、能耗小、鎳回收率高的氣基選擇性還原紅土鎳礦，生產(chǎn)高品位鎳精礦的方法。

針對(duì)大量稟賦的低品位紅土鎳礦精加工，本發(fā)明提供了一種采用氣基還原磁化的方法，還原后的紅土鎳礦借助傳統(tǒng)磁選工藝選別得到高品位鎳精礦，可大大緩解我國(guó)鎳資源匱乏這一窘境，且通過(guò)較經(jīng)濟(jì)的手段得到較高品位的鎳精礦，為下一步不銹鋼等生產(chǎn)提供較好的原料，降低原料成本。

本發(fā)明所提供的一種氣基選擇性還原紅土鎳礦生產(chǎn)高品位鎳精礦的方法，是先將干燥的紅土鎳礦原礦經(jīng)干式研磨后，加入添加劑后置于帶有攪拌的反應(yīng)器中，升溫后通入還原氣體進(jìn)行反應(yīng)，使礦粉中非磁性或弱磁性的Fe₂O₃、NiO還原為磁性的Fe₃O₄、Fe、Ni；反應(yīng)磁化后的礦粉，經(jīng)濕式細(xì)磨、調(diào)漿后進(jìn)入磁選機(jī)，調(diào)節(jié)磁場(chǎng)強(qiáng)度進(jìn)行磁選；磁性礦物為鎳精礦，脫水后即得最終產(chǎn)品；非磁性礦物即為尾礦。其具體方法按下列步驟進(jìn)行：

⑴將干燥的紅土鎳礦原礦進(jìn)行干式研磨，使礦粉粒度≤2mm；

⑵粉碎后的礦粉中加入5～20wt%的添加劑，混合均勻后置于帶有攪拌的反應(yīng)器中，開(kāi)啟攪拌機(jī)，控制攪拌速度為10～50rpm；

⑶將反應(yīng)器中的礦粉加熱升溫至750～1000℃，按每小時(shí)每公斤礦粉需要140～240L還原氣體，再通入還原氣體，反應(yīng)60～240min，使礦粉中非磁性或弱磁性的Fe₂O₃、NiO還原為磁性的Fe₃O₄、Fe、Ni；然后停止攪拌、關(guān)閉還原氣，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下降至常溫；

⑷反應(yīng)磁化后的礦粉，經(jīng)濕式細(xì)磨、調(diào)漿后進(jìn)入磁選機(jī)，調(diào)節(jié)磁場(chǎng)強(qiáng)度為0.117～0.195T，進(jìn)行磁選；磁性礦物為鎳精礦，脫水后即得最終產(chǎn)品；非磁性礦物即為尾礦。

如上所述的添加劑為Na₂SO₄、CaO或S等。