[發(fā)明專利]從火法煉鎳過程中提鈷的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011265169.1
• 申請日: 2020-11-12
• 公開（公告）號: CN112359227B
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陸金忠;尉克儉;黎敏;潘璐;李曉霞;劉愷;李海春;吳玲;李建輝;吳金財
• 申請（專利權(quán)）人: 中國恩菲工程技術(shù)有限公司
• 主分類號: C22B23/02
• 分類號: C22B23/02
• 代理公司: 北京康信知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11240
• 代理人: 白雪

本發(fā)明提供了一種從火法煉鎳過程中提鈷的方法。火法煉鎳過程包括對硫化鎳精礦進行鎳锍吹煉的步驟，在吹煉過程中，鎳锍中的含鐵量逐漸下降，提鈷的方法包括：將吹煉過程中鎳锍的含鐵量高于10～15wt％之前的吹煉渣排出，并返回至熔煉爐；將吹煉過程中鎳锍的含鐵量由10～15wt％下降至1～4wt％這一階段的吹煉渣排出并作為富鈷篩爐渣；將富鈷篩爐渣在還原劑的作用下進行還原焙燒，得到金屬化顆粒；將金屬化顆粒進行磨礦磁選，得到粗鎳鈷鐵。本發(fā)明采用“吹煉保鈷”，除了熔煉爐渣中鈷損失外，進入低鎳锍后的鈷盡可能多的進入高鎳锍和篩爐渣中，將篩爐渣開路出來作為處理原料，前期吹煉渣返回熔煉循環(huán)富集，從源頭保住了鈷的回收率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及金屬冶煉技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種從火法煉鎳過程中提鈷的方法。

背景技術(shù)

鈷因其良好的耐高溫、耐腐蝕、磁性性能被廣泛用于航空航天、電氣電子、機械、化學(xué)等工業(yè)領(lǐng)域，是重要的戰(zhàn)略資源之一。自然界中的鈷礦很少單獨存在，主要是伴生于鎳礦、銅礦、黃鐵礦和砷礦床中，其中鎳鈷硫化礦是一種典型的含鈷伴生礦，也稱硫化鎳精礦。目前，90％的硫化鎳精礦都是用火法處理，即熔池熔煉或閃速熔煉產(chǎn)出低鎳锍，采用轉(zhuǎn)爐吹煉富集成高鎳锍，再送去濕法精煉產(chǎn)生電鎳。為了簡化凈液工序，高鎳锍中盡量控制較低的鐵品位，但由于鈷與鐵的化學(xué)性質(zhì)較為相似，隨著吹煉過程鐵的深度脫除，鈷直收率也急劇降低。一般，高鎳锍含鈷在0.7～1.2％，轉(zhuǎn)爐吹煉后期渣中鈷的含量也達到了1％左右，甚至更高。因此，鈷的高效回收是目前鎳火法冶煉中的一個重要課題。

硫化鎳精礦中的鈷經(jīng)過熔煉富集到低鎳锍，低鎳锍轉(zhuǎn)爐吹煉，進一步富集到高鎳锍，轉(zhuǎn)爐吹煉渣單獨設(shè)貧化電爐貧化回收渣中的鎳和鈷。鈷的分配是進入熔煉渣約20％～30％，進入吹煉渣貧化電爐后的爐渣15％～30％，進入高鎳锍35％～50％。熔煉過程盡管渣含鎳鈷能夠降低到0.05％～0.1％以下，但是由于渣量太大，因此損失比例也比較高。由于硫化鈷的氧化順序排在鐵之前，在吹煉過程中隨著鎳锍中鐵氧化脫除到一定深度，鈷的氧化也會急劇增加。生產(chǎn)實踐表明：鎳锍中鐵含量低于10％～15％時，鎳锍中的鈷氧化進入爐渣的量會成倍升高。高鎳锍濕法浸出對含F(xiàn)e的要求越低越好，一般均要求1％～4％，對應(yīng)的高鎳锍含鈷約0.6～0.8％，很難進一步富集或提高。

由于鈷的資源比較匱乏，近年來隨著電池材料對鈷的需求，鈷的經(jīng)濟性也得到了體現(xiàn)，冶煉企業(yè)越來越重視原料中伴生鈷的回收。

從冶煉角度，能夠提升鈷回收率的方法只有在轉(zhuǎn)爐吹煉渣的處理上進行。目前，從鎳火法冶煉過程中回收鈷，主要包括以下幾種方式：

(1)生產(chǎn)富鈷低鎳锍含鐵45％～50％、含硫20％～24％，富鈷低鎳锍再進一步吹煉除鐵到15％～25％左右、含硫20％～22％，產(chǎn)出富鈷鎳锍粒化后進入濕法系統(tǒng)回收鈷。然而，該法處理對象為富鈷鎳锍，因其含鐵在15％～25％左右，后續(xù)濕法處理成本高，產(chǎn)生鐵渣量多。

(2)含鈷吹煉渣在鼓風(fēng)爐或電爐中經(jīng)還原硫化熔煉，獲得鈷合金或鈷锍；鈷合金經(jīng)磁選富集后加壓酸浸，使鈷進入溶液；鈷锍直接進入濕法流程處理。然而，如果是鈷合金，在理論上可行，但工業(yè)實踐中操作難度大，因為鈷合金中硫少，溫度需要高達1350～1400℃，如此高的溫度對于鼓風(fēng)爐來說，工業(yè)實踐不可行；如果利用電爐處理鈷合金，由于電爐是通過電極向渣層傳熱，爐渣熔點遠低于合金溫度，不符合電爐渣溫高的傳熱理念，爐底易凍結(jié)；且如果還原程度過深的話，會把SiO₂還原為單質(zhì)硅，在后續(xù)濕法處理階段形成硅膠，影響濕法的過濾效果。如果生產(chǎn)鈷锍，實際生產(chǎn)中主要是大量加入含硫物料生產(chǎn)低品位鎳锍，稀釋鈷合金，使操作容易實現(xiàn)，但富鈷鎳锍中鐵含量高達45％～50％，濕法處理時存在渣量大等因素，導(dǎo)致該方法沒有得到實際應(yīng)用。

(3)轉(zhuǎn)爐渣貧化后產(chǎn)出的富鈷锍與熔煉產(chǎn)出的鎳锍混合吹煉，但是，進入高鎳锍的鈷受到高鎳锍對鐵的要求，鈷的回收率難以再提高。