[發明專利]處理提釩尾渣和紅土鎳礦的系統與方法

在審

• 申請號: 201710184245.8
• 申請日: 2017-03-24
• 公開（公告）號: CN106755989A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 宋文臣;王靜靜;李紅科;曹志成;汪勤亞;吳道洪
• 申請（專利權）人: 江蘇省冶金設計院有限公司
• 主分類號: C22B1/248
• 分類號: C22B1/248;C22B1/02;C21B3/06;C22B23/02
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙)11201
• 代理人: 趙天月

技術領域

本發明屬于金屬冶煉領域，具體而言，本發明涉及處理提釩尾渣和紅土鎳礦的系統與方法。

背景技術

攀鋼釩鈦磁鐵礦在高爐中冶煉得到含釩生鐵，再通過選擇性氧化鐵水使釩氧化后進入爐渣，得到V₂O₅含量為14wt％～22wt％的釩渣，上述釩渣經氧化焙燒、濕法浸出后得到浸出渣，即提釩尾渣。提釩尾渣是釩渣經過氧化鈉化焙燒、酸浸等工序將釩氧化物提取出來后產生的固體廢棄物，全國釩企業每年大約排放提釩尾渣約30萬噸，而且隨著釩企業產能的不斷擴大，提釩尾渣的排放量也將逐漸提高，如此多的廢渣常年堆積，不但占用了大量土地，而且會造成環境污染。

鎳作為一種重要的戰略金屬，具有良好的機械強度、延展性和化學穩定性。世界上可開采的鎳資源有兩類，一類是硫化礦，另一類是紅土鎳礦。由于硫化礦提取工藝成熟，60％的鎳產量來源于硫化礦，而世界近期可供開發的硫化礦資源已經不多，加之硫化礦資源勘探周期和建設周期均較長，開發和利用相對比較困難，而紅土鎳礦資源豐富，采礦成本低，選冶工藝趨于成熟，可生產氧化鎳、硫鎳、鎳鐵等多種中間產品，礦源靠海，便于運輸，但現有紅土鎳礦鎳的回收率低。

因此，如何有效處理提釩尾渣和紅土鎳礦成為亟待解決的問題。

發明內容

本發明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。為此，本發明的一個目的在于提出一種處理提釩尾渣和紅土鎳礦的系統與方法。該系統可以實現紅土鎳礦中鎳的有效回收，且所得的鎳鐵合金具有較高的品質，鎳的含量不低于5.1wt％，鐵的含量不低于90.3wt％，鎳的回收率不低于90％，不僅解決了紅土鎳礦鎳回收率低的問題，而且從根本上解決提釩尾渣利用率低和長期堆存的難題。

在本發明的一個方面，本發明提出了一種處理提釩尾渣和紅土鎳礦的系統，根據本發明的實施例，該系統包括：

混合裝置，所述混合裝置具有提釩尾渣入口、紅土鎳礦入口、還原劑入口、含鈣添加劑入口和混合物料出口；

成型裝置，所述成型裝置具有混合物料入口和混合球團出口，所述混合物料入口與所述混合物料出口相連；

還原焙燒裝置，所述還原焙燒裝置具有混合球團入口和金屬化球團出口，所述混合球團入口與所述混合球團出口相連；

磨礦-磁選裝置，所述磨礦-磁選裝置具有金屬化球團入口、低鎳鐵粉出口和第一尾渣出口，所述金屬化球團入口與所述金屬化球團出口相連；

熔分裝置，所述熔分裝置具有低鎳鐵粉入口、鎳鐵合金出口和第二尾渣出口，所述低鎳鐵粉入口與所述低鎳鐵粉出口相連。

根據本發明實施例的處理提釩尾渣和紅土鎳礦的系統通過將提釩尾渣與紅土鎳礦、還原劑和含鈣添加劑進行混合、成型、還原焙燒、磨礦磁選和熔分處理，一方面，提釩尾渣中的氧化鈉和氧化鉀可以催化還原劑的氣化，從而促進鎳的還原；另一方面，提釩尾渣中的氧化鈉和氧化鉀可以作為還原焙燒處理過程中的助熔劑，同時氧化鈉和氧化鉀可以從橄欖石中置換出氧化鎳(Na₂O+2NiO·SiO₂＝Na₂O·SiO₂+2NiO，K₂O+2NiO·SiO₂＝K₂O·SiO₂+2NiO)，使得氧化鎳具有較高的活性，從而降低還原焙燒處理的溫度，降低系統的能耗，并且可以進一步促進金屬鎳的還原；再一方面，含鈣添加劑可進一步催化還原劑氣化，促進鎳的還原，提高鎳的回收率，而且含鈣添加劑可以作為助熔劑，提高含鎳硅酸鹽的反應活性，優化金屬鎳鐵顆粒的聚集長大的條件，便于鎳鐵顆粒的回收，并有利于雜質的脫除，提高所得鎳鐵合金產品的質量。另外發明人通過大量實驗意外發現，提釩尾渣中的鐵可以明顯促進紅土鎳礦中鎳的回收，從而進一步提高鎳鐵產品的品質，使得鎳鐵合金中鎳的含量不低于5.1wt％，鐵的含量不低于90.3wt％，鎳的回收率不低于90％。由此，采用該系統不僅有效解決了紅土鎳礦鎳回收率低的問題，而且從根本上解決提釩尾渣利用率低和長期堆存的難題。

另外，根據本發明上述實施例的處理提釩尾渣和紅土鎳礦的系統，還可以具有如下附加的技術特征：

在本發明的一些實施例中，所述成型裝置為圓盤造球機或對輥壓球機。由此，有利于提高混合物料成型處理的效率，同時可得到機械強度滿足還原焙燒處理條件的混合球團。