[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

本發明基于硫化介質循環，提出了一種紅土鎳礦循環硫化提取鎳鈷的方法，包括以下步驟：(1)紅土鎳礦破碎后焙燒，得焙燒產物；(2)焙燒產物與硫化劑1(循環硫化介質)、還原劑1、渣型調質劑組成爐料進行熔煉，得低品位鎳锍，實現鎳鈷富集；對低品位鎳锍進行吹煉，得富鈷高品位鎳锍，然后再通過濕法分離提取鎳鈷；(3)向熱態吹煉渣中加入硫化劑2和還原劑2，進行再熔煉得到富鈷鎳锍，返回吹煉工序；(4)將冶煉系統產生的高溫煙氣收集，對紅土鎳礦焙燒，焙燒后煙氣經乳化脫硫制備循環硫化介質，返回冶煉系統。本發明通過紅土鎳礦循環硫化提取鎳鈷，具有鎳鈷回收率高、硫循環利用、碳減排及實現高溫煙氣余熱利用的優點，過程低碳環保。

技術領域

本發明屬于冶金工程技術領域，尤其涉及一種紅土鎳礦循環硫化提取鎳鈷的方法。

背景技術

鎳是重要的戰略金屬，廣泛應用于不銹鋼、合金及新能源等領域。目前，隨著新能源產業快速發展，動力電池需求急劇增長，而硫酸鎳、硫酸鈷作為新能源產業鏈中的關鍵原料，迫切需要鎳鈷以合成三元材料，因此鎳鈷資源的綜合提取，可以緩解國內鎳、鈷的供需矛盾，對推動我國新能源產業健康可持續性發展具有重要的戰略意義。

截止2020年底，全球陸基鎳礦資源基礎儲量約為9400萬噸，主要分布于印度尼西亞、澳大利亞、巴西、俄羅斯、古巴等國。在已探明的陸基鎳礦資源中，平均鎳含量在0.5％及以上鎳資源量約3億噸，其中硫化型鎳礦占40％左右，其余60％約為紅土型鎳礦資源。由于近年來高品位硫化鎳礦的持續枯竭，豐富的紅土鎳礦資源變得非常重要。紅土鎳礦物相結構復雜，主要分為褐鐵礦型、黏土型、腐植土型，傳統選冶方法難以有效富集鎳；目前處理方法主要包括：火法處理工藝、濕法處理工藝、火法-濕法聯合處理工藝及其他工藝。

現有的RKEF工藝采用碳還原生產鎳鐵合金，原料中鈷未有效利用，過程能耗高、碳排放量大，產品僅適用于不銹鋼生產，無法直接與新能源產業鏈銜接；高壓浸出處理紅土鎳礦，投資大，產生大量濕法酸性渣，屬于危廢，處置困難。因此，開發一種新流程、高收率從紅土鎳礦中提取鎳鈷的工藝，具有重要科學意義和價值。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，克服以上背景技術中提到的不足和缺陷，提供一種紅土鎳礦循環硫化提取鎳鈷的方法，該方法工藝易于操作、原料適應性較強、鎳鈷回收率高，可降低傳統工藝能耗，生產環保，并可實現硫資源的循環利用及減少碳排放，綠色低碳、經濟環保。

為解決上述技術問題，本發明提出的技術方案為：

一種紅土鎳礦循環硫化提取鎳鈷的方法，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，其中鎳鈷富集進入低品位鎳鏡；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。

上述方法中，步驟(1)包括以下具體步驟：將紅土鎳礦破碎后，通過皮帶裝置將其運送至焙燒爐進行焙燒，焙燒溫度優選主要依賴于高溫煙氣自身帶來的熱量，得焙燒產物。

步驟(2)包括以下具體步驟：將焙燒產物(熱態焙燒產物)、硫化劑1、還原劑1、渣型調質劑組成的爐料通過加料裝置加入至熔池熔煉爐內，通過噴槍向爐內噴入富氧空氣，保證爐內在一定氣氛和熔煉溫度下進行熔煉，熔煉后得到產物低品位鎳锍、熔煉渣和高溫煙氣，其中低品位鎳锍通過溜槽加入至吹煉爐中，再加入造渣劑，進行吹煉工序，得到富鈷高品位鎳锍、吹煉渣和高溫煙氣；鎳鈷得到進一步富集，富鈷高品位鎳锍可再通過濕法分離提取鎳鈷；熔煉渣通過渣口排出，由于含鎳、鈷含量很低，經濟價值低，冷卻后可用以建材原料；高溫煙氣均優選通過收塵裝置收塵處理后，再經收集噴吹至焙燒爐。