[發明專利]一種紅土鎳礦循環硫化提取鎳鈷的方法

在審

• 申請號: 202111522791.0
• 申請日: 2021-12-13
• 公開（公告）號: CN114350977A
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發明（設計）人: 王親猛;李中臣;郭學益;田慶華;李棟;黃明星
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: C22B23/02
• 分類號: C22B23/02;C22B1/02
• 代理公司: 長沙朕揚知識產權代理事務所(普通合伙) 43213
• 代理人: 段紅玉

1.一種紅土鎳礦循環硫化提取鎳鈷的方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)將紅土鎳礦破碎后，在焙燒爐中進行焙燒，得焙燒產物；

(2)將焙燒產物與硫化劑1、還原劑1、渣型調質劑組成的爐料進行熔煉，得到低品位鎳锍、熔煉渣和高溫煙氣；其中所述低品位鎳锍進入吹煉工序，得到富鈷高品位鎳锍、吹煉渣和高溫煙氣；

(3)向所述吹煉渣中加入硫化劑2和還原劑2，再進行熔煉，得到富鈷鎳锍、硫化-還原渣和高溫煙氣；所述富鈷鎳锍返回吹煉工序。

2.根據權利要求1所述的紅土鎳礦循環硫化提取鎳鈷的方法，其特征在于，將步驟(2)和步驟(3)中產生的高溫煙氣進行收塵處理，收集后，噴吹至焙燒爐中對紅土鎳礦進行焙燒。

3.根據權利要求2所述的紅土鎳礦循環硫化提取鎳鈷的方法，其特征在于，經過收塵處理后的高溫煙氣的溫度為1100-1250℃；噴吹至焙燒爐內的高溫煙氣的成分包括CO、CO₂、SO₂和S₂，通入流量為標準大氣壓下每噸紅土鎳礦的3000-20000Nm³/h。

4.根據權利要求1所述的紅土鎳礦循環硫化提取鎳鈷的方法，其特征在于，所述焙燒產生的煙氣經收塵處理后，采用石灰石-石膏濕法煙氣脫硫工藝，產生硫化循環介質，所述硫化循環介質的主要成分是CaSO₄·2H₂O，所述硫化循環介質作為硫化劑1返回步驟(2)的熔煉工序；步驟(3)中，所述硫化-還原渣作為渣型調質劑返回步驟(2)的熔煉工序。

5.根據權利要求4所述的紅土鎳礦循環硫化提取鎳鈷的方法，其特征在于，步驟(2)中，所述硫化劑1包括所述硫化循環介質、硫化鈣、黃鐵礦、硫磺和含硫礦物中的一種或多種，所述硫化劑1的用量為焙燒產物質量的5-25％；還原劑1包括碳質類的固態還原劑，所述碳質類的固態還原劑包括焦炭、無煙煤、煙煤和生物質碳中的一種或多種，所述還原劑1的用量為焙燒產物質量的5-30％；所述渣型調質劑包括生石灰、石灰石以及步驟(3)中所得硫化-還原渣中的至少一種或多種，所述渣型調質劑的用量為焙燒產物質量的8-20％。

6.根據權利要求4所述的紅土鎳礦循環硫化提取鎳鈷的方法，其特征在于，步驟(3)中，硫化劑2包括所述硫化循環介質、硫化鈣、黃鐵礦、硫磺和含硫礦物的一種或多種，所述硫化劑2的用量為吹煉渣質量的5-20％；所述還原劑2主要選用還原性氣體，所述還原性氣體包括一氧化碳、天然氣、氫氣中的一種或多種，所述還原劑2的通入流量為標準大氣壓下每噸吹煉渣的3500-8500Nm³/h。

7.根據權利要求1-6中任一項所述的紅土鎳礦循環硫化提取鎳鈷的方法，其特征在于，所述焙燒的溫度為800-1050℃。

8.根據權利要求1-6中任一項所述的紅土鎳礦循環硫化提取鎳鈷的方法，其特征在于，步驟(2)中，所述熔煉時，通入富氧空氣，富氧空氣中氧氣的體積濃度為60-80％，富氧空氣的通入流量為標準大氣壓下每噸紅土鎳礦的4000-30000Nm³/h；熔煉溫度1400-1550℃，熔煉時間3-5h；所述吹煉工序中，鼓風量為15000-35000Nm³/h，吹煉溫度為1200-1250℃，加入的造渣劑的量為低品位鎳锍質量的15-40％；所述造渣劑包括石英。

9.根據權利要求1-6中任一項所述的紅土鎳礦循環硫化提取鎳鈷的方法，其特征在于，步驟(3)中，所述吹煉渣的熔煉溫度為1250-1350℃，熔煉時間為1-4h。

10.根據權利要求1-6中任一項所述的紅土鎳礦循環硫化提取鎳鈷的方法，其特征在于，步驟(1)中，所述紅土鎳礦包含質量含量為1.0-3.0％的鎳、0.02-0.15％的鈷、10-40％的鐵、5-35％的氧化鎂；

步驟(2)中，所述低品位鎳锍包含質量含量為8-25％的鎳，質量含量為0.2-1.2％的鈷；所述熔煉渣包含質量含量為0.05-0.30％的鎳，質量含量為0.01-0.05％的鈷；所述富鈷高品位鎳锍包含質量含量為60-85％的鎳，0.5-1.5％的鈷；吹煉渣包含質量含量為0.5-3％的鎳，0.15-1.2％的鈷；

步驟(3)中，所述富鈷鎳锍包含質量含量為15-25％的鎳，質量含量為1-8％的鈷；所述硫化-還原渣包含質量含量為0.05-0.3％的鎳，質量含量為0-0.05％的鈷。