[發明專利]一種處理低品位紅土鎳礦的方法及其選礦方法

在審

• 申請號: 201610265292.0
• 申請日: 2016-04-26
• 公開（公告）號: CN107309079A
• 公開（公告）日: 2017-11-03
• 發明（設計）人: 米建國;程建國
• 申請（專利權）人: 上海鑫和鎳業科技有限公司
• 主分類號: B03B9/00
• 分類號: B03B9/00;B03D1/008;B03D1/014;C22B1/02;C22B1/26;B03D101/02;B03D101/04;B03D103/02
• 代理公司: 北京北翔知識產權代理有限公司11285
• 代理人: 鐘守期,張廣育

技術領域

本發明屬于有色金屬冶金領域，具體涉及一種處理低品位紅土鎳礦的方法及其選礦方法。

背景技術

紅土鎳礦是含鎳橄欖巖在熱帶或亞熱帶地區經長期風化而成的一種礦產資源，主要分布在赤道地區的熱帶國家。

世界上紅土鎳礦的處理工藝歸納起來有三類：火法工藝、濕法工藝和火濕法結合工藝，現分別介紹如下：

1.火法工藝

1)回轉窯干燥預還原-電爐熔煉鎳鐵工藝

回轉窯干燥預還原-電爐熔煉鎳鐵工藝是目前國內外處理紅土鎳礦的主流工藝(簡稱RKEF工藝)，該工藝生產的鎳鐵產品主要用于不銹鋼生產，在國外已有數十家工廠生產，例如中色投資的緬甸達貢山項目。

該工藝的主體流程為：

(1)將紅土鎳礦破碎篩分到50～150mm，然后送干燥窯干燥，使礦石既不粘結也不太粉化；

(2)添加還原劑配料，送入煅燒回轉窯，在700℃溫度下干燥和預還原；

(3)還原后焙砂送入礦熱電爐，在1550～1600℃高溫下還原熔煉產出含鎳約8％的粗鎳鐵；

(4)再經LF精煉爐吹煉富集產出含鎳20～25％的高品位鎳鐵。

鎳鐵工藝的主要優點是流程短，工藝成熟，可實現大規模生產；生產的高品位鎳鐵可用于中高檔不銹鋼生產；可處理各種類型高品位的紅土鎳礦。主要缺點是投資大；生產過程中需大量的焦炭和電，能源消耗大，綜合能耗高，成本高；對原礦品位要求高，一般要求＞2％的原礦品位。

2)鎳锍工藝

該工藝的主體流程為：

(1)先將紅土鎳礦經過干燥脫去游離水和結晶水；

(2)然后添加硫磺、硫精礦或石膏等硫化劑，再加還原劑、助熔劑等輔助原料，在鼓風爐內1600℃高溫下，紅土鎳礦與硫化劑發生硫化反應，產出含鎳約12％左右的低冰鎳；

(3)再經過轉爐錘煉成高冰鎳。

鎳硫工藝的主要優點是技術難度小，市場門檻低，目前仍是國內小型工廠處理紅土鎳的主要方法。主要缺點是現有設備生產商無法生產低冰鎳的大型鼓風爐設備，導致鎳锍無法大規模生產；該設備及工藝流程產生二氧化硫等有害氣體，環境污染嚴重；需要大量優質焦炭，能耗高。

3)小高爐還原熔煉工藝

小高爐還原熔煉工藝與傳統高爐煉鐵工藝原理基本一致：將破碎后的紅土鎳礦配料燒結，燒結礦配礦進小高爐熔煉，產出爐渣和含鎳生鐵。與高爐煉鐵不同點是操作條件和原輔料配比不同，高爐煉鐵渣量少，紅土鎳礦小高爐渣量大。

小高爐還原熔煉工藝的主要優點是市場門檻低，可以利用閑置的現有高爐煉鐵的淘汰設備，適宜處理含鐵高的褐鐵礦型的紅土鎳礦。主要缺點是高爐體積利用率低，需用優質焦炭作燃料，且焦炭消耗量大，能耗高；產品含鎳低，只有3～5％，硫磷等雜質含量高，通常只能用于低品質不銹鋼；在冶煉過程中排放大量有害含氟氣體。隨著國家環保政策的落實，目前國內的小高爐還原熔煉工藝已基本強制停產。

2.濕法工藝

1)還原焙燒氨浸工藝

還原焙燒氨浸工藝又稱Caron工藝，該工藝先將礦物加還原劑進行還原焙燒，然后進行氨浸。其中氨浸過程為采用NH₃及CO₂使焙燒礦中的鎳和鈷鎳氨和鈷氨絡合物進入溶液。該工藝主要處理含MgO大于10％，含鎳1％左右的且賦存狀態不太復雜的紅土鎳礦。主要優點是試劑可循環使用，消耗量小，能綜合回收鎳和鈷。主要缺點是鎳、鈷浸出率低，只適合處理表層的褐鐵礦型紅土鎳礦，對于處理硅鎂鎳型以及含鈷高的紅土鎳礦均不適用。正是由于這些缺點，該工藝的發展受到很大限制。

2)高壓酸浸工藝

高壓酸浸工藝又稱HPAL工藝，是目前國際上濕法處理的主流工藝，例如中冶投資的巴布亞新幾內亞的瑞木項目。該工藝的基本過程為：

(1)紅土鎳礦經過破碎制漿后進入高壓釜經高壓(4～5MPa)、高溫(230～260℃)硫酸浸出；

(2)浸出后進行固液分離，對浸出液進行中和、除鐵；

(3)除鐵后通過萃取進行鎳鈷分離，再根據不同需要進一步冶煉得到不同的鎳鈷產品。

該工藝的主要優點是操作成本低，能耗小，無廢氣排放，可實現鈷的綜合回收。主要缺點是投資高，硫酸消耗大，對設備和材料的要求比較嚴格；由于鎂等雜質對于耗酸影響較大，而工藝經濟指標主要受硫酸消耗量的影響，所以對原礦含鎂的要求較高，一般適應處理含鎂小于5％的紅土鎳礦。

3)常壓酸浸工藝