CN101323904A

CN101323904A - 回转窑红土镍矿富集镍铁精矿的方法

Info

Publication number: CN101323904A
Application number: CNA2008100587373A
Authority: CN
Inventors: 郭伯章; 高永斌; 朱星荣; 李跃光; 张明仙
Original assignee: HONGHE HENGHAO MINING CO Ltd
Current assignee: HONGHE HENGHAO MINING CO Ltd
Priority date: 2008-07-28
Filing date: 2008-07-28
Publication date: 2008-12-17

Abstract

一种回转窑红土镍矿富集镍铁精矿的方法，将红土镍矿破碎与碳质还原剂和复合添加剂搅拌混合，用压球机或制球机制成球团，进入回转窑还原焙烧，利用回转窑前部余热进行球团干燥及预热，回转窑高温区距窑口9～10米处，高温区温度控制在1000～1300℃，焙烧时间为0.5～2小时，干燥球团进入窑口高温区还原焙烧，所得的焙烧料经水淬，湿法球磨后，采用磁场强度3000～5000高斯的磁选机进行选别，得到高品位的镍铁精矿；本发明实现镍铁同时回收，得到含镍铁品位高的精矿，镍品位为5～13％，回收率为85～93％；铁品位为30～75％，回收率为60～85％；工艺流程中余热的合理利用，达到节能减排，减少了对环境的污染。

Description

回转窑红土镍矿富集镍铁精矿的方法

技术领域

本发明属于有色金属冶金领域，尤其是一种回转窑红土镍矿富集镍铁精矿的方法。

背景技术

由于世界经济的复苏及不锈钢行业的巨大需求，全球对金属镍的需求不断增加，进而导致镍的价格持续上涨。2006年，LME的镍价格创出16年来的最高记录，达到了47500美元/吨。镍的生产投资也随之异常活跃。在这种情况下，如何把握好开发红土镍矿的经济性已显得十分重要。

世界陆地镍的储量约为4.7亿吨，其中39.4％以硫化矿形式存在，60.6％以氧化矿形式存在。硫化镍矿资源储量只占全球镍资源储量的40％，却提供了全部镍金属产量的60％。随着世界经济的高速发展，对镍的需求增加，价格上扬，而可经济利用的硫化镍矿资源却日益枯竭，人们对氧化镍矿的关注程度日益增加。氧化镍矿又称为红土镍矿。

红土镍矿的冶炼工艺一般分为火法，湿法及火湿法结合三类，火法冶炼工艺包括：干燥、焙烧/还原、冶炼、精炼等工序。当能耗较低时，经济规模的火法冶炼项目需要镍矿石的边界品位至少达到1.7％；能耗较高时，则需要镍矿石的边界品位至少达到2.1％。湿法冶炼主要是高压酸浸出；火湿法结合工艺主要是还原焙烧-常压氨浸及还原焙烧-选矿。

处理红土镍矿最大难点就是无法用最简单经济的方法进行镍的富聚。采用干燥预还原-电炉还原熔炼法处理红土镍矿生产镍铁有工艺成熟、流程短、操作简便、工艺适用性强、熔炼条件易于控制、金属回收率高等特点，但由于红土镍矿含水量极高，高昂的运输成本及后续处理成本使该法不适用。采用电炉还原熔炼红土镍矿生产镍铁也需进行回转窑干燥预还原的步骤，在此过程中添加部分助剂，进行相同的焙烧过程，再用廉价的磁选工艺选出镍铁精矿，精矿产率仅为原矿的15％～20％，80％以上的渣可抛弃，所得精矿品位与普通红土镍矿直接熔炼法相当，即大幅度降低运输成本，也同时大幅度降低冶炼成本，对大幅度提高镍铁产品镍品位也将相对的容易。现世界上唯一采用回转窑直接还原熔炼氧化镍的是日本大江山厂。用碳还原法使镍铁转变成金属态增强其磁性，再用磁选法进行富集，最大限度抛掉脉石矿物，减少后续工艺的矿石处理量，使后续工艺的设备投资和操作量大为减少，使生产成本大幅度降低，对进口物料而言，还可减少了在外投资成本及风险，也大幅度减少了运输成本。因此采取预处理措施对矿石中的镍铁进行预富集将成为红土镍矿开发成功的关键。

采用湿法提取镍技术，铁既耗酸，而后又必须除去，即增加成本又损失铁。

发明内容

本发明的目的是提供一种回转窑红土镍矿富集镍铁精矿的方法，该方法实现了镍铁的同时回收，得到含镍铁品位高的精矿。镍品位为5～13％，回收率为85～93％，铁品位为30～75％，铁回收率为60～85％。

实现本发明的步骤为：将红土镍矿破碎，与碳质还原剂和复合添加剂搅拌混合后，用压球机或制球机制成球团，当球团水分含量按重量％为12～18％时，进入回转窑还原焙烧，利用回转窑前部余热进行球团干燥及预热，干燥球团进入窑口高温区还原焙烧，所得的焙烧料经水淬，湿法球磨后，采用磁场强度3000～5000高斯的磁选机进行选别，便得到高品位的镍铁精矿。

所述作为原矿的红土镍矿含镍品位按重量％为1～2.5％，含铁8～25％，破碎至细度为-120目占60～70％；所述碳质还原剂按重量％为红土镍矿的5～20％，所述复合添加剂按重量％为红土镍矿的5～15％，制球团前加入搅拌的复合添加剂为氯化钠、氯化钙、石灰石、黄铁矿或萤石中的一种或几种同时使用；制成的球团直径为15～50mm。

回转窑焙烧所需能量主要由煤粉燃烧提供，回转窑高温区距窑口9～10米处，高温区温度控制在1000～1300℃，焙烧时间为0.5～2小时。

焙烧料出窑后经水淬，粗破，进入湿法球磨机球磨，控制球磨机磨料细度为-120目含量50～70％，入料粒度为-20mm；连续性出料，直接进入磁场强度3000～5000高斯的磁选机连续性磁选，控制磁选机入选矿浆浓度为20～40％。每小时取样分析，连续半年的验证实验达到的技术经济指标：镍品位达到5～13％，镍直收率80～87％，回收率达到85～93％，铁品位达到30～75％，铁回收率达到60～85％。

本发明与现有技术相比具有的优点：

1.本发明有流程简单，处理成本低，回收镍铁率高，操作简单，无环境污染等特点。

2.一般镍金属生产企业只重视镍的回收，而对不锈钢生产厂家而言，铁是必要的基料，处理红土镍矿时把铁抛弃是一种浪费。镍铁属同一系列元素，性质相似，铁比镍更容易被氧化及还原，镍铁的同时回收是本发明的另一特点。

3.本发明的另一特点是弃渣率高，大于原矿的75％，大幅度降低了后续火法及湿法冶炼成本。工艺流程所需能耗85％由煤提供，不消耗昂贵的电力。余热的合理的利用，充分达到节能减排的作用。未反应的可溶性辅料经水淬及制球环节得到循环使用，降低了辅料成本，减少了对环境的污染。

4.直接从原矿得到粗镍铁的高炉及电炉火法冶炼，能耗是最大的制约因素，电炉火法冶炼的前过程也必经过干燥，成团预还原的步骤，本发明只是在此过程中配入少量辅料，再用简易的磁选法进行有价元素与杂质的分离，为后续高温冶炼清除＞70％的大部分耗能杂质。

5.采用焙烧磁选富集镍铁精矿工艺生产镍铁，对国内镍氧化矿的冶炼技术进步具有重要意义。镍铁产品在未来不锈钢生产工业将占据重要的地位。镍铁产品生产作为未来恒昊公司发展目标及新的利润增长点，资源来源的保证是至关重要的。东南亚国家将出台禁止原矿出口的新法规，焙烧磁选富集镍铁精矿工艺正为国内解决资源问题规避新法规带来的不便找到了解决方案。就环保而言，国家对环保问题越来越重视，电炉还原熔炼法处理红土镍矿生产镍铁将产生大量渣料，处理此类渣料也需付出不菲的成本，而把渣料留于矿产地作为回填土使用，同时能解决矿产地及冶炼厂的渣料问题，促成双赢局面。

6.本发明中的所有使用的水及粉尘全部进行收集处理或做循环利用。

附图说明

图1是本发明的工艺流程图。

具体实施方式

实施例1

1)印度尼西亚红土镍矿成分如下(各组分为重量％)：Ni 1.67％，Co 0.019％，MgO 15.83％，Fe₂O₃ 15.83％，SiO₂ 52.09％，Al₂O₃ 2.99％，Cr₂O₃ 0.39％，

2)实施的工艺条件：印度尼西亚红土镍矿120吨，雷蒙破碎到-120目占70％，加入原矿重量10％碳质还原剂，5％氯化钠，5％石灰石粉，0.5％黄铁矿粉，搅拌均匀后加入水，进入压球机压制成直径50mm的球团，进入回转窑，高温区温度控制在1150～1200℃焙烧1.5小时，焙烧好的物料经水淬，粗破后，控制磨料细度为-120目含量50～70％进入球磨机处理，随后采用磁选机连续性磁选。控制磁选机入选矿浆浓度为20～40％，连续性磁选系统每天处理5～10吨焙烧料，每小时取样分析。在上述工艺条件，得到高品位镍铁精矿：镍品位为5～13％，镍直收80～87％，镍回收率为85～93％，铁品位为30～75％，铁回收率为70～85％。

实施例2

1)印度尼西亚红土镍矿成分如下(各组分为重量％)：Ni 1.12％，Co 0.017％，MgO 15.83％，Fe₂O₃ 20.83％，SiO₂ 52.09％，Al₂O₃ 2.99％，Cr₂O₃ 0.39％；

2)实施的工艺条件：印度尼西亚红土镍矿30吨，雷蒙破碎到-120目＞60％，加入原矿重量5％碳质还原剂，10％氯化钠，5％石灰石粉，搅拌均匀后加入水，进入压球机压制成40mm的球团，进入回转窑，温度控制在1150℃左右焙烧1小时，焙烧好的物料经水淬，粗破后，控制磨料细度为-120目含量50～70％进入球磨机处理，随后采用磁选机连续性磁选。控制磁选机入选矿浆浓度为20～40％，连续性磁选系统每天处理5～10吨焙烧料，每小时取样分析。在上述工艺条件，得到高品位镍铁精矿：平均镍品位为7.26％，镍直收87％，镍回收率为92.6％，铁品位为42.5％，铁回收率为85％。

实施例3

1)印度尼西亚红土镍矿成分如下(各组分为重量％)：Ni 1.67％，Co 0.019％，MgO 15.83％，Fe₂O₃ 15.83％，SiO₂ 52.09％，Al₂O₃ 2.99％，Cr₂O₃ 0.39％；

2)实施的工艺条件：印度尼西亚红土镍矿20吨，雷蒙破碎到-120目＞60％，加入原矿重量5％碳质还原剂，5％氯化钠，2％石灰石粉，0.5％黄铁矿粉，0.5％萤石，搅拌均匀后加入水，进入压球机压制成50mm的球团，进入回转窑，高温区温度控制在1200℃左右焙烧2小时，焙烧好的物料经水淬，粗破后，控制磨料细度为-120目含量50～70％进入球磨机处理，随后采用磁选机连续性磁选。控制磁选机入选矿浆浓度为20～40％，连续性磁选系统每天处理5吨焙烧料，每小时取样分析。在上述工艺条件，得到高品位镍铁精矿：平均镍品位为5.3％，镍直收82％，镍回收率为88％，铁品位为30.5％，铁回收率为87％。

实施例4

1)菲律宾红土镍矿成分如下(各组分为重量％)：Ni 1.46％，Co 0.035％，MgO 24.78％，Fe₂O₃ 12.93％，SiO₂ 35.36％，Al₂O3 2.99％，Cr₂O₃ 0.26％；

2)实施的工艺条件：菲律宾红土镍矿30吨，雷蒙破碎到-120目＞60％，加入原矿重量20％碳质还原剂，10％氯化钠，2％石灰石粉，0.5％黄铁矿粉，搅拌均匀后加入水，进入压球机压制成20mm的球团，进入回转窑，温度控制在1150～1200℃焙烧1.5小时，焙烧好的物料经水淬，粗破后，控制磨料细度为-120目含量50～70％进入球磨机处理，随后采用磁选机连续性磁选。控制磁选机入选矿浆浓度为20～40％，连续性磁选系统每天处理3-5吨焙烧料，每小时取样分析。在上述工艺条件，得到高品位镍铁精矿：平均镍品位为5～10％，镍直收率为75～82％，镍回收率为85～90％，铁品位为30～75％，铁回收率为70～85％。

以上实施例1～4中球磨机工艺参数控制为：入料细度-20mm，磨机磨料细度为-120目含量50～70％。

实施例5

采用磁场强度3000～5000高斯的磁选机进行选别，下表列出了几组磁选的数据(各组分为重量％)：

注：二次磁选镍平均回收率为5％左右，对于焙烧好的物料，第一次磁选已基本把可回收的镍铁回收，第二次磁选所得到的品位低的精矿，可混入原矿制球再回收；对于焙烧一般的物料，二次磁选镍精矿品位都高，可作为精矿使用。

Claims

1、一种回转窑红土镍矿富集镍铁精矿的方法，其特征在于将红土镍矿破碎，与碳质还原剂和复合添加剂搅拌混合后，用压球机或制球机制成球团，球团水分含量按重量％为12～18％，进入回转窑还原焙烧，利用回转窑前部余热进行球团干燥及预热，干燥球团进入窑口高温区还原焙烧，所得的焙烧料经水淬，湿法球磨后，采用磁场强度3000～5000高斯的磁选机进行选别，得到高品位的镍铁精矿。

2、根据权利要求1所述的回转窑红土镍矿富集镍铁精矿的方法，其特征在于作为原矿的红土镍矿按重量％含镍品位1～2.5％，含铁8～25％，破碎至细度为-120目占60～70％。

3、根据权利要求1所述的回转窑红土镍矿富集镍铁精矿的方法，其特征在于所述碳质还原剂按重量％为红土镍矿的5～20％。

4、根据权利要求1所述的回转窑红土镍矿富集镍铁精矿的方法，其特征在于所述复合添加剂按重量％为红土镍矿的5～15％。

5、根据权利要求1所述的回转窑红土镍矿富集镍铁精矿的方法，其特征在于制球前加入搅拌的复合添加剂为氯化钠、氯化钙、石灰石、黄铁矿或萤石中的一种或几种同时使用；球团直径为15～50mm。

6、根据权利要求1所述的回转窑红土镍矿富集镍铁精矿的方法，其特征在于回转窑焙烧所需能量由煤粉燃烧提供，回转窑高温区距窑口9～10米处，高温区温度控制在1000～1300℃，焙烧时间为0.5～2小时。

7、根据权利要求1所述的回转窑红土镍矿富集镍铁精矿的方法，其特征在于焙烧料出窑后经水淬，粗破，进入湿法球磨机球磨，控制球磨机磨料细度为-120目含量50～70％，入料粒度为-20mm。

8、根据权利要求1所述的回转窑红土镍矿富集镍铁精矿的方法，其特征在于采用磁场强度3000～5000高斯的磁选机进行两次连续性磁选，控制磁选机入选矿浆浓度为20～40％。