[發明專利]一種紅土鎳礦濕法冶煉尾礦無害化的方法

有效

• 申請號: 201310435553.5
• 申請日: 2013-09-23
• 公開（公告）號: CN103468958A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 陳啟松
• 申請（專利權）人: 陳啟松
• 主分類號: C22B7/00
• 分類號: C22B7/00;C22B3/06;C22B3/46;C22B23/00
• 代理公司: 浙江英普律師事務所 33238
• 代理人: 陳小良

技術領域

本發明涉及一種化學處理方法，具體是指一種在紅土鎳礦濕法冶煉過程中產生的尾礦進行資源化、無害化的處理方法。

背景技術

我國鋼鐵年產量已連續多年居世界第一，成為名副其實的世界鋼鐵大國。我國是一個鎳資源相對貧乏的國家，相當大部分依賴進口。傳統的從硫化鎳礦中提取鎳金屬已有近百年歷史，工藝成熟，但經百年開采，地球上硫化鎳礦資源日漸枯竭，因此用氧化鎳礦（俗稱：紅土鎳礦）提取鎳金屬正逐步成為世界提取鎳金屬的主流。

我國作為世界鎳礦與鎳金屬進口的第一大國，針對從鎳礦中提取鎳金屬不同工藝的特點，研究并探索一條適合我國國情的鎳金屬生產發展道路，建議政府有關部門制定相應的戰略與策略，對確保我國不銹鋼與特鋼產業持續健康發展必須的鎳資源供應具有重大現實意義。

用紅土鎳礦提取鎳金屬有二種主要工藝，即濕法冶煉，火法冶煉。

目前我國新設工業項目已實行環保評估一票否決制度，因此首先從環保與循環經濟方面進行比較：

濕法冶煉：一般紅土鎳礦含Ni在0.8～3.0%之間，含Co在0.02～0.3%之間，濕法冶煉僅提取其中的Ni和Co，其余近97%部分包含含量較高的Fe（占總量的10～45%%）和少量的Cr全部作為固體廢棄物廢棄，需建專門場地堆集；濕法冶煉采用液態酸或氨作為Ni、Co的浸出劑，使用后除部分回收利用外，其余均以液態經處理后排放江河或匯入廢液潭；某些濕法冶煉中還會產生大量的CO2氣體排放。由于生產中產生的固體、液體、氣體廢棄物不能被循環利用，從而對環境造成極大危害，屬三廢全排放，因此，在我國沒有發展前途。

火法冶煉：無論是電爐還是高爐，生產中產生的固體爐渣因已經高溫煅燒，經干燥研磨即成為低強度的水泥，是水泥生產廠家生產標準水泥時最佳的填充劑，也是磚瓦廠生產磚瓦的優質原料，可100%得到循環使用；另外，高爐生產中使用的冷卻水，可建封閉冷卻水池循環使用；高爐沖渣水也可沉淀后循環使用。因此火法冶煉產生的固體、液體廢棄物幾乎全部得到循環回收利用，在三廢中徹底解決了二廢，因此是我國鎳金屬提煉工業發展的方向。但無論是電爐還是高爐，對生產中產生的CO2排放尚沒有徹底解決的辦法，國際上也沒有解決此難題的報導。由于紅土鎳礦與一般鐵礦相比硫含量較低，因此生產中SO2排放較一般生鐵冶煉大大減少，但火法冶煉中對余熱的回收利用，對粉塵的回收利用則是重點。其中電爐占地面積小，較易處理；高爐則相對工程與投資量較大。我們應密切結合我國的實際，加速研究、制定整套火法冶煉鎳鐵的符合環保生產和循環經濟需要的設備、標準和工藝是當務之急。

電爐冶煉：主要以電為主要能源。一般人都認為電能清潔、方便，冶煉時不排放CO2，符合環保。我們應了解，如果所用的電是核電、風電、太陽能電，這觀點當然不錯。但事實是我國電爐冶煉絕大部分使用煤電，發電過程中產生大量CO2與廢氣，煤燃燒經鍋爐將水變成高溫、高壓蒸汽以氣體能帶動氣輪機轉動形成機械能，汽輪機的機械能再帶動發電機轉動形成電能。能量的形式每轉換一次，效率就降低一次；加之電能遠距離輸送的損耗，因此經層層損耗，電能至用戶電爐時每消耗一度電發出的熱量遠低于將發這一度電的煤炭直接投入高爐產生的熱量。因為投入高爐的焦炭是直接燃燒不經能量轉換而效率高。由于用電能和電爐冶煉同高爐相比必須達到同樣的溫度才能出鐵水，因此用電能與電爐冶煉耗電轉化為電煤的用量將高于用高爐用焦炭的用量，推而論之，用電能經電爐冶煉排放CO2總量將超過高爐冶煉。其次，高爐冶煉時以焦炭為能源，而將煤煉成焦炭過程可從煤中提取幾百種化工原料，公認是最經濟合理綜合利用煤資源的有效途徑。最后，電力生產投資大，焦炭生產投入少。因此，高爐生產鎳鐵比電爐生產在能源消耗與環保上更勝一籌。

從不同工藝的產品質量、價格與市場需求比較，濕法冶煉：能分別提煉出含量99.9%的鎳和鈷金屬，這是濕法冶煉最大的優勢。其產品純鎳是電鍍、電池、化工催化設備與特種不銹鋼特鋼的主要原料；純鈷是耐高強、高溫、高耐磨特鋼的主要原料。

濕法冶煉在我國歷史比較長，占我國鎳金屬產量比例較高。但純鎳的年產量已遠超過以上用途的年市場需求量。因此，目前相當大部分被轉用于300系列含鎳不銹鋼的冶煉。這真是高射炮打蚊子，有大材小用之嫌。由于濕法冶煉生產工藝投資大，周期長，工藝復雜，成本較高而售價較高，使不銹鋼與特鋼生產企業對其是又愛又恨。愛其純度高，使用方便，產品質量有保證；恨其價格太高，使產品成本上升盈利降低，減少市場競爭能力，但這種狀態一時尚難以改變。