[發明專利]一種鎳鈷多金屬氧化礦還原富集和回收鎳鈷的方法

有效

• 申請號: 202010054219.5
• 申請日: 2020-01-17
• 公開（公告）號: CN111172384B
• 公開（公告）日: 2022-08-09
• 發明（設計）人: 蔣訓雄;趙峰;張登高;蔣偉;汪勝東;馮林永;李達
• 申請（專利權）人: 礦冶科技集團有限公司;中國大洋礦產資源研究開發協會
• 主分類號: C22B1/02
• 分類號: C22B1/02;C22B3/08;C22B3/10;C22B3/14;C22B23/00;C22B47/00;B03B7/00;B03C1/30
• 代理公司: 北京凱特來知識產權代理有限公司 11260
• 代理人: 鄭立明;李闖

本發明公開了一種鎳鈷多金屬氧化礦還原富集和回收鎳鈷的方法，包括：將鎳鈷多金屬氧化礦破碎、細磨后，與碳質還原劑、金屬化助劑和水混合均勻，制成生球團；將生球團進行干燥預熱處理后，轉入內襯為碳質耐火材料或含碳復合耐火材料的還原設備中，并在900～1250℃下進行還原焙燒，得到金屬化球團；將金屬化球團冷卻、破碎、細磨，然后進行磁選或重選分離，得到鎳鈷混合精礦和中礦；對所述中礦進行掃選，得到掃選精礦和掃選尾礦；所述掃選精礦返回進行制團。本發明還原焙燒得到的金屬化球團易于破碎、磨礦，選礦得到的細粒鎳鈷混合精礦可直接用于酸浸或氨浸提取鎳、鈷、銅等金屬，工藝簡單，能耗低，焙燒料不粘爐襯，設備易于實現。

技術領域

本發明涉及鎳鈷多金屬氧化礦選礦與冶金技術領域，尤其涉及一種鎳鈷多金屬氧化礦還原富集和回收鎳鈷的方法。

背景技術

鎳和鈷是鋰電池、高性能合金的重要原料。海底多金屬結核、海底富鈷結殼、鈷土礦、紅土鎳礦都是富含鎳鈷的鎳鈷多金屬氧化礦，是鎳鈷的重要來源。此類礦石的特點是多金屬伴生、品位低，除含有鎳、鈷、銅外，還含有大量鐵和錳等元素，由于礦物嵌布特征復雜，直接選礦難以分離富集鎳、鈷、銅，一般是直接采用冶金工藝處理，主要方法有：高溫高壓浸出法、配加還原劑常壓浸出法、還原焙燒——浸出法、熔煉法等工藝。但是直接冶煉需要投入大量還原劑和冶煉助劑，成本較高，處理量大，經濟性差。

鎳鈷多金屬氧化礦中的鎳、鈷、銅、鐵等較易于被炭、一氧化碳、氫氣等還原為金屬，但在還原焙燒溫度較低時，雖然鎳、鈷、銅、鐵可以被還原成金屬，但難以從渣相中游離出來和聚集長大，一般選礦方法難以從還原焙砂中分離富集金屬，仍然需要將全部還原焙砂進行濕法浸出以回收其中的鎳鈷銅及錳，無法實現錳的預先分離，如還原焙燒——氨浸工藝和還原焙燒——酸浸工藝。而直接高溫還原熔煉，或者先還原焙燒然后電爐熔分，雖然容易得到含鎳鈷銅的合金和含錳的爐渣，但出爐冷卻后的合金和爐渣質地堅硬，后續的破碎和磨礦難度大、成本高，不利于分別進行濕法浸出。

發明內容

針對現有技術中的上述不足之處，本發明提供了一種鎳鈷多金屬氧化礦還原富集和回收鎳鈷的方法，不僅鎳、鈷等被還原成的金屬可以從渣相中游離出來并聚集長大，而且還原焙燒得到的金屬化球團易于破碎、磨礦，選礦得到的鎳鈷混合精礦可直接用于酸浸或氨浸提取鎳、鈷等金屬，工藝簡單，能耗低，焙燒料不粘爐襯，設備易于實現。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種鎳鈷多金屬氧化礦還原富集和回收鎳鈷的方法，包括以下步驟：

步驟1、制團：將鎳鈷多金屬氧化礦破碎、細磨后，與碳質還原劑和水混合均勻，并制成生球團；

步驟2、金屬化還原焙燒：將步驟1制成的生球團進行干燥預熱處理后，轉入內襯為碳質耐火材料或含碳復合耐火材料的還原設備中，并在900～1250℃下進行還原焙燒，從而得到金屬化球團；

步驟3、選礦分離：將步驟2得到的金屬化球團冷卻、破碎、細磨，然后進行磁選或重選分離，從而得到鎳鈷混合精礦和中礦；

步驟4、掃選：對步驟3得到的中礦進行掃選，從而得到掃選精礦和掃選尾礦；所述掃選精礦返回步驟1進行制團。

優選地，還包括：步驟5、將步驟3得到的鎳鈷混合精礦，用硫酸溶液或鹽酸溶液或氨性溶液進行漿化、浸出，然后凈化、分離回收鎳和鈷。

優選地，所述掃選尾礦為富錳渣，富錳渣用于進一步冶煉提取錳。

優選地，所述鎳鈷多金屬氧化礦為海底多金屬結核、海底富鈷結殼中的一種或兩種的混合物；步驟1中，鎳鈷多金屬氧化礦破碎、細磨至粒度為1mm以下。

優選地，步驟1中，所述碳質還原劑為煤、焦炭、生物質燃料中的一種或幾種的混合物；碳質還原劑的加入量為鎳鈷多金屬氧化礦總質量的5％～25％。