CN101586188B - 红土矿两段焙烧选冶联合工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种红土矿两段焙烧选冶联合工艺，尤其是低品位氧化镍矿中镍、钴、铁的提取回收。将红土矿、添加剂和还原剂粉碎至粒度小于5mm，送入回转窑进行一段还原焙烧，控制焙烧温度使物料不结圈，小于软化温度，出窑后进入中频加热装置进行二段焙烧，控制温度使物料半熔化流出进入水淬池水淬，捞出磨细后进行磁选，去除非磁性杂质，得到磁选精矿即粗镍铁；粗镍铁采用常规的电炉精炼，得到镍铁产品。本工艺旨在处理红土矿，通过还原焙烧，使镍、钴、铁还原为单质，再通过磁选，使镍、钴随着铁一起被选出，产出粗镍铁，精炼后得到镍铁产品，工艺简单，成本低廉，回收率高，易于推广。

Description

红土矿两段焙烧选冶联合工艺

技术领域：

本发明涉及一种有色金属冶炼技术，是对红土矿采用火法冶金和选矿技术相结合的工艺生产镍铁以提取回收红土矿中的镍、钴、铁的工艺技术。

背景技术：

全球陆地镍资源约30％赋存于硫化矿，70％赋存于红土矿(氧化镍矿)中。目前全球镍产量只有约40％来源于红土矿。随着近年来世界上红土矿项目开发步伐的加快，预计到2012年全球镍产量中将有50％以上来源于红土矿。红土矿具有难选矿的特性，与硫化镍矿相比，红土矿供冶炼处理的矿石品位低，冶炼成本高，开发经济性相对较差。

处理氧化镍矿工艺主要分火法和湿法。火法主要为还原熔炼生产镍铁，或者还原熔炼生产镍锍。湿法主要为氨浸法、高压酸浸法。本发明采用回转窑进行一段焙烧后，物料进入中频加入装置或大倾角回转窑进行二段还原，使镍、钴几乎全部还原，铁部分还原，物料在半熔化状态下直接进入水淬池水淬，再经过磁选(包括重选)得到精矿粗镍铁，然后经过常规精炼得到产品镍铁。与常规冶炼镍铁工艺相比，常规的矿热炉冶炼需要较高的温度(1550℃左右)，主要消耗为电能，其生产成本较高。而本发明二段采用中频加热装置或特殊工艺回转窑，只需要加热到1400℃以下使物料软化流出，而不需要高温还原使液相和渣相分离，温度低时间短，从而节约了大量电能，降低了生产成本。回转窑还原焙烧后磁选的工艺只有日本的大江山冶炼厂采用，其主要能源消耗为煤，生产成本低，成为红土矿处理的先进工艺。但由于其采用一段回转窑焙烧，尽管利用计算机系统来自动控制，仍然无法彻底解决物料的结圈问题，故其生产情况并不十分连续和稳定。本发明通过两段焙烧彻底解决了回转窑的结圈问题，一段在物料软化温度前焙烧(约1100～1250℃)，二段使物料软化并可以流动(约1250～1400℃)。

红土矿的开发利用主要在于成本。只有控制低生产成本才能使生产更具有生命力。本发明采用两段焙烧法(严格说二段是介于焙烧和冶炼之间的状态)处理红土矿，技术工艺新颖独特，符合我国镍冶金的发展战略方向。其工艺适应性强，广泛适用于各种类型红土矿。工艺的产品镍铁广泛应用于不锈钢等行业，市场前景广阔。本发明项目对开发红土矿资源提供了新的发展方向，具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的就是针对上述现有技术的不足，提供一种综合提取镍、钴、铁的红土矿两段焙烧选冶联合工艺。

本发明的目的是通过以下方式实现的：

红土矿两段焙烧选冶联合工艺，包括以下顺序和步骤：

a、将含镍红土矿、还原剂和添加剂分别破碎至粒度小于5mm；

b、按重量百分比将破碎好的含镍红土矿加入1～5％的还原剂和5-10％的添加剂，混匀后制成颗粒或压球；

c、将颗粒或压球送入回转窑，在1100℃-1350℃的温度下进行一段还原焙烧，控制物料不软化使回转窑不结圈；

d、焙砂出窑后进入中频加热装置进行二段焙烧，焙烧温度控制在1300℃-1450℃，控制物料焙烧至半熔化状态，以均匀速度放出；

e、半熔化的物料进入水淬池水淬，捞出后磨矿至-200目的大于50％后筛分出≥100目的颗粒，再经重选，将大粒金属选出直接送入转炉精炼，余下的返回磨矿工序；

f、用磁选机对磨细的物料进行磁选，去除非磁性杂质，得到磁选精矿；

g、磁选后的精矿经过干燥后进入电炉脱硫，转炉精炼除杂获得符合标准的产品镍铁合金。

本发明的目的还可以通过以下方式实现：

步骤b中加入的还原剂为煤粉、焦炭粉、煤矸石、油页岩或它们的混合物，添加剂为萤石粉、氧化钙、石灰石或它们的混合物。

步骤d的中频加热装置选用回转窑或反射炉。

有益效果：本工艺旨在处理红土矿，通过二段还原焙烧，使镍、钴、铁还原为单质，再通过磁选，使镍、钴随着铁一起被选出，产出的精矿即为粗镍铁，经过常规电炉精炼后得到镍铁产品。工艺简单，成本低廉，回收率高，易于推广。

附图说明

附图：红土矿两段焙烧选冶联合工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例作进一步的详细说明

红土矿两段焙烧选冶联合工艺，包括以下顺序和步骤：

a、将含镍红土矿、还原剂和添加剂分别破碎至粒度小于5mm；

b、按重量百分比将破碎好的含镍红土矿加入1～5％的还原剂和5-10％的添加剂，混匀后制成颗粒或压球；

c、将颗粒或压球送入回转窑，在1100℃-1350℃的温度下进行一段还原焙烧，控制物料不软化使回转窑不结圈；

d、焙砂出窑后进入中频加热装置进行二段焙烧，焙烧温度控制在1300℃-1450℃，控制物料焙烧至半熔化状态，以均匀速度放出；

e、半熔化的物料进入水淬池水淬，捞出后磨矿至-200目的大于50％后筛分出≥100目的颗粒，再经重选，将大粒金属选出直接送入转炉精炼，余下的返回磨矿工序；

f、用磁选机对磨细的物料进行磁选，去除非磁性杂质，得到磁选精矿；

g、磁选后的精矿经过干燥后进入电炉脱硫，转炉精炼除杂获得符合标准的产品镍铁合金。

实施例1

a、将红土矿、莹石、煤破碎至-3mm；

b、按红土矿重量百分比加入5％煤粉，5％莹石粉混匀；

c、送入回转窑，控制高温区焙烧温度1100℃，高温区焙烧时间30min，控制物料不软化使回转窑不结圈；

d、出窑后焙砂进入中频加热装置进行二段焙烧，使物料中镍、钴充分还原，铁部分还原，控制温度1300℃使物料软化流出；

e、物料经过水淬池水淬后，捞出磨矿至粒度为-200目80％；

f、用磁选机在2000奥斯特的磁场强度下选出精矿，产率为20％，镍回收率为95％；

g、磁选后的精矿(粗镍铁)，经过干燥后采用常规的电炉脱硫、转炉精炼，获得含镍20％的镍铁合金。

实施例2

a、将红土矿、氧化钙、焦煤粉破碎至-2mm；

b、按红土矿重量百分比加入5％煤粉，10％氧化钙混匀后用圆盘制粒机制成直径10～15mm的球团；

c、送入回转窑，控制高温区焙烧温度1250℃，高温区焙烧时间60min；

d、出窑后焙砂进入中频加热装置进行二段焙烧，使物料中镍、钴充分还原，铁部分还原，控制温度1400℃使物料软化流出；

e、物料经过水淬池水淬后，捞出后粗磨至-5mm，采用跳汰选出金属颗粒进入步骤g，尾矿经过细磨至粒度为-200目75％；

f、用磁选机在2000奥斯特的磁场强度下选出精矿，产率为20％，镍回收率为95％；

g、磁选后的精矿(粗镍铁)，经过干燥后采用常规的电炉脱硫、转炉精炼，获得含镍20％的镍铁合金。

实施例3

a、将红土矿、石灰石、莹石、油页岩破碎至-3mm；

b、按红土矿重量百分比加入5％油页岩，5％石灰石和2.5％莹石粉混匀后用对辊压球机制成直径10～15mm的球团；

c、送入回转窑，控制高温区焙烧温度1350℃，高温区焙烧时间30min；

d、出窑后焙砂进入矿热炉进行二段焙烧，使物料中镍、钴充分还原，铁部分还原，控制温度1450℃使物料软化后，通过下料翻板将焙砂放出；

e、物料经过水淬池水淬后，捞出磨矿至粒度为-200目75％；

f、用磁选机在2000奥斯特的磁场强度下选出精矿，产率为20％，镍回收率为95％；

g、磁选后的精矿(粗镍铁)，经过干燥后采用常规的电炉脱硫、转炉精炼，获得含镍20％的镍铁合金。

Claims (3)

1.一种红土矿生产镍铁工艺，其特征在于，包括以下顺序和步骤：

a、将含镍红土矿、还原剂和添加剂分别破碎至粒度小于5mm；

b、按重量百分比将破碎好的含镍红土矿加入1～5％的还原剂和5-10％的萤石粉、氧化钙、石灰石或它们的混合物，混匀后制成颗粒或压球；

c、将颗粒或压球送入回转窑，在1100℃-1350℃的温度下进行一段还原焙烧，控制物料不软化使回转窑不结圈；

d、焙砂出窑后进入中频加热装置进行二段焙烧，焙烧温度控制在1300℃-1450℃，控制物料焙烧至半熔化状态，以均匀速度放出；

e、半熔化的物料进入水淬池水淬，捞出后磨矿至-200目的大于50％后筛分出≥150目的颗粒，再经重选，将大粒金属选出直接送入转炉精炼，余下的返回磨矿工序；

f、用磁选机对磨细的物料进行磁选，去除非磁性杂质，得到磁选精矿；

g、磁选后的精矿经过干燥后进入电炉脱硫，转炉精炼除杂获得符合标准的产品镍铁合金。

2.按照权利要求1所述的红土矿生产镍铁工艺，其特征在于，步骤b中加入的还原剂为煤粉、焦炭粉、煤矸石、油页岩或它们的混合物。

3.按照权利要求1所述的红土矿生产镍铁工艺，其特征在于，步骤d的中频加热装置选用回转窑或反射炉。

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