CN102015542A - 由金属氢氧化物和金属碳酸盐前体制备预助熔的金属氧化物的方法 - Google Patents

由金属氢氧化物和金属碳酸盐前体制备预助熔的金属氧化物的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102015542A
CN102015542A CN200980113184XA CN200980113184A CN102015542A CN 102015542 A CN102015542 A CN 102015542A CN 200980113184X A CN200980113184X A CN 200980113184XA CN 200980113184 A CN200980113184 A CN 200980113184A CN 102015542 A CN102015542 A CN 102015542A
Authority
CN
China
Prior art keywords
metal oxide
advance
fluxing
metal
nickel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN200980113184XA
Other languages
English (en)
Inventor
G·E·奥斯博恩
A·瓦赫德
S·W·马库森
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Vale Canada Ltd
Original Assignee
Vale Canada Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vale Canada Ltd filed Critical Vale Canada Ltd
Publication of CN102015542A publication Critical patent/CN102015542A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B13/00—Oxygen; Ozone; Oxides or hydroxides in general
    • C01B13/14—Methods for preparing oxides or hydroxides in general
    • C01B13/18—Methods for preparing oxides or hydroxides in general by thermal decomposition of compounds, e.g. of salts or hydroxides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G51/00—Compounds of cobalt
    • C01G51/04—Oxides; Hydroxides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G53/00—Compounds of nickel
    • C01G53/04—Oxides; Hydroxides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B1/00—Preliminary treatment of ores or scrap
    • C22B1/14—Agglomerating; Briquetting; Binding; Granulating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B1/00—Preliminary treatment of ores or scrap
    • C22B1/14—Agglomerating; Briquetting; Binding; Granulating
    • C22B1/24—Binding; Briquetting ; Granulating
    • C22B1/2406—Binding; Briquetting ; Granulating pelletizing
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B23/00—Obtaining nickel or cobalt
    • C22B23/02—Obtaining nickel or cobalt by dry processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B23/00—Obtaining nickel or cobalt
    • C22B23/02—Obtaining nickel or cobalt by dry processes
    • C22B23/021—Obtaining nickel or cobalt by dry processes by reduction in solid state, e.g. by segregation processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B5/00—General methods of reducing to metals
    • C22B5/02—Dry methods smelting of sulfides or formation of mattes
    • C22B5/10—Dry methods smelting of sulfides or formation of mattes by solid carbonaceous reducing agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/50—Agglomerated particles
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B23/00—Obtaining nickel or cobalt
    • C22B23/04—Obtaining nickel or cobalt by wet processes
    • C22B23/0453—Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/29—Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • Y10T428/2982—Particulate matter [e.g., sphere, flake, etc.]
    • Y10T428/2989—Microcapsule with solid core [includes liposome]

Abstract

由金属盐制备预助熔的金属氧化物的方法，所述金属盐选自氢氧化镍、氢氧化钴、混合的镍-钴氢氧化物、碳酸镍、碳酸钴、混合的镍-钴碳酸盐及其组合，所述方法包括：提供与粘合剂掺混，掺混入助熔剂添加剂以形成造渣混合物的至少一种造渣的氧化物与金属盐的混合物，所述金属盐选自氢氧化镍、氢氧化钴、混合的镍-钴氢氧化物、碳酸镍、碳酸钴、混合的镍-钴碳酸盐及其组合；使造渣的混合物形成预助熔的聚结物；煅烧预助熔的聚结物，以产生预助熔的金属氧化物。提供一种聚结物，所述聚结物包括金属盐、造渣的氧化物和助熔剂添加剂，所述金属盐选自氢氧化镍、氢氧化钴、混合的镍-钴氢氧化物、碳酸镍、碳酸钴、混合的镍-钴碳酸盐及其组合。提供一种聚结物，所述聚结物包括金属氧化物和熔渣，所述金属氧化物选自氧化镍和氧化钴，其中金属氧化物包封在熔渣内。

Description

由金属氢氧化物和金属碳酸盐前体制备预助熔的金属氧化物的方法
相关申请的交叉参考
本申请要求2008年2月8日提交的美国临时申请号61/027,058和2008年4月16日提交的美国临时申请号61/045,311的优先权，这些申请的内容通过引用而分别整体结合到本文中。
背景
技术领域
用于将金属氢氧化物和金属碳酸盐转化成金属氧化物的技术。
相关技术的描述
传统上已经通过热冶术和湿法冶金术，从硫化物和氧化物源回收镍和钴，且热冶处理通常应用于源原料(矿石或浓缩物)，而湿法冶金方法用于金属精炼的最后步骤。最近10-15年的趋势已经证明增加了湿法冶金术在直接处理含原料的镍/钴源中的应用。这些将通常从酸浸提开始，接着进行溶液纯化步骤，导致中间体(氢氧化物、硫化物、碳酸盐)的产生，该中间体将按需要进一步湿法冶金精炼，或通过电解冶炼导致最终金属产品的制备。
更多最近的开发已经证明热冶方法应用于用于制备最终产品的精炼湿法冶金溶液或中间体。热冶技术通常包括干燥、煅烧/还原和制备镍铁合金或硫化镍物质的电炉冶炼，该镍铁合金或硫化镍物质可进一步处理以回收纯化的镍。热冶技术通常应用于腐岩。湿法冶金术更通常应用于褐铁矿红土(limonitic laterites)。这些技术包括Caron法、在高温和高压下用硫酸高压酸浸提(HPAL)和常压浸提例如在大气温度和压力下用硫酸堆积浸提。在浸提之后，将浸提液合适地中和，以去除杂质例如Fe和Al，然后接着沉淀混合的Ni/Co中间体例如氢氧化物、碳酸盐或硫化物，或溶液经过溶剂提取或离子交换，用于进一步去除杂质(例如锰)和/或将镍与钴分离。可由酸性硫酸镍溶液制备氢氧化镍。该酸性硫酸镍溶液作为溶剂提取或离子交换处理的洗脱液、汽提溶液或萃余液制备。可使氢氧化镍经过进一步处理，例如转化成氧化镍。
WO 2006/089358描述了由混合的镍铁氢氧化物产物制备铁镍合金的方法，包括提供混合的镍铁氢氧化物产物；将混合的镍铁氢氧化物产物制成小丸，以制备镍铁氢氧化物小丸；煅烧镍铁氢氧化物小丸，以制备混合的镍铁氧化物小丸；并用一种或多种还原气体在高温下还原镍铁氧化物小丸，以制备镍铁小丸。如其中所述，混合的镍铁氢氧化物产物将一般呈湿饼形式，并将混合的镍铁氢氧化物产物制成小丸，将湿饼干燥和用有机粘合材料和水制成小丸。其中讨论的有机粘合材料是″纤维素溶液、淀粉或当温度超过500℃时破坏的其它粘性有机烃聚合物″。制成小丸的镍铁氢氧化物产物首先在约100℃-120℃干燥，然后在约800℃-1300℃在氧化条件下煅烧，以使镍铁氢氧化物小丸转化成基本上不含硫的镍铁氧化物小丸。也参见WO 2008/022381。
概述
提供用于制备预助熔的(prefluxed)金属氧化物的方法，包括提供造渣的氧化物和金属盐，该金属盐选自氢氧化镍、氢氧化钴、混合的镍-钴氢氧化物、碳酸镍、碳酸钴及其组合，混合金属盐与粘合剂，掺混入助熔剂(flux)添加剂以形成造渣的混合物，任选加入水，使混合物形成聚结物(agglomerates)，干燥聚结物，并煅烧干燥的聚结物，以制备预助熔的氧化镍和/或氧化钴。
也提供用于制备金属氧化物的方法，包括提供含金属盐的红土浸提液沉淀物，该金属盐选自氢氧化镍、氢氧化钴、混合的镍-钴氢氧化物、碳酸镍、碳酸钴、混合的镍-钴碳酸盐及其组合，掺混沉淀物与粘合剂，掺混入助熔剂添加剂，以形成造渣的混合物，且至少一种造渣的氧化物在沉淀物中，使混合物形成聚结物，并煅烧聚结物，以制备预助熔的金属氧化物，该金属氧化物选自氧化镍、氧化钴及其组合。
也提供一种聚结物，该聚结物包含金属盐，该金属盐选自氢氧化镍、氢氧化钴、混合的镍-钴氢氧化物、碳酸镍、碳酸钴、混合的镍-钴碳酸盐及其组合；造渣的氧化物和助熔剂添加剂。助熔剂添加剂可选自SiO2/CaO、SiO2/Al2O3及其组合。
也提供一种聚结物，该聚结物包含选自氧化镍和氧化钴的金属氧化物和熔渣，其中金属氧化物包封在熔渣内。
附图简述
图1是按照本公开的一个实施方案制备和使用预助熔的金属氧化物的方法流程图。
图2是按照本公开的另一个实施方案制备和使用预助熔的氧化镍的方法流程图。
图3是按照本公开的还另一个实施方案制备和使用预助熔的氧化镍的方法流程图。
图4是MgO-CaO-SiO2系统的液相线表面，其显示助熔剂添加剂对按照本公开的一个实施方案的熔渣组成的影响。
图5A和5B是描绘按照本公开的另一个实施方案的氢氧化镍聚结物和转化的氧化镍聚结物外观的图。
图6是MgO-Al2O3-SiO2系统的液相线表面，其显示助熔剂添加剂对按照本公开的一个实施方案的熔渣组成的影响。
优选实施方案的详述
按照本公开制备氧化镍或氧化钴的预助熔金属氧化物聚结物，其非常适用于进一步加工成用于例如制备不锈钢或超合金的镍或钴。本文制备的金属氧化物聚结物是粘合的且具有低脆性，因此避免已知是危险的细微雾化的金属氧化物粉末。本公开允许由半纯化的浸提液制备镍或钴金属，而不用广泛和昂贵的精炼，并允许拒绝有害的杂质进入熔渣/气体，和将镍和/或钴回收至副产物流。本文的方法可应用于含镍和/或钴的任何半纯化的浸提液，其中已经去除对预定的镍或钴用途有害的杂质金属例如Cu、Zn、Mn。本发明方法通过在聚结阶段而不是在还原阶段掺加助熔剂，来增加与镍或钴使用有关的操作效率，因此简化还原熔炼或熔炉的操作。当用于本文时，″小丸″、″挤出物″、″块状物″、″粒状物″和″颗粒″可互换使用，虽然可能各自可具有不同的形状、密度和/或尺寸。术语″聚结物″将包括小丸、挤出物、块状物、粒状物和颗粒，但不限于此。术语″挤出物″将包括由挤出处理得到的任何产物。
阐述本公开方法的一个实施方案的流程图见图1所示。一般而言，金属盐产物可以是呈滤饼形式的氢氧化镍产物(NHP)、氢氧化钴产物(CHP)或两者(MHP)、碳酸镍产物(NCP)、碳酸钴产物(CCP)或两者(MCP)，其至少部分干燥，并与一种或多种粘合剂和一种或多种助熔剂掺混。得到的混合物然后经过聚结，任选干燥和煅烧。结果是预助熔的金属氧化物，其可以经过进一步的精炼例如还原和熔化或熔炼。在下面更详细地描述该方法。除非另有具体说明，″金属盐″将表示任何或所有的氢氧化镍、氢氧化钴或两者(MHP)、碳酸镍、碳酸钴或两者(MCP)。
任何已知的浸提方法或浸提溶液纯化方法可用于提供用于本发明方法的金属盐，只要该金属盐不包含对金属产物的预定的最终用途有害的杂质。例如，可以通过各种湿法冶金浸提法，由红土矿制备NHP沉淀物、CHP沉淀物、NCP沉淀物、CCP沉淀物。在一种情况，用于制备纯化的氢氧化镍沉淀物的方法开始用具有杂质的含镍的浸提液，该杂质包括锰、铜、锌、铁和钴中的至少一种。优选在有限的氧进入条件下，在常压下，用至少一种碱(例如但不限于氧化钙、氢氧化钙、氧化镁)处理含镍的浸提液，以形成含混合的氢氧化物沉淀和低镍贫溶液(barren solution)的浆状物。然后使浆状物增稠，以形成混合的氢氧化物沉淀物滤饼，并洗涤滤饼，以除去夹带的贫溶液。然后使洗涤的混合的氢氧化物滤饼与酸(例如但不限于硫酸)接触，以溶解在滤饼中包含的镍和其它金属，以产生比在含镍的浸提溶液中更高镍浓度的浓的含镍溶液。然后，用有机酸提取剂使更高镍浓度的溶液经过溶剂提取，以从含镍的溶液中除去除镍以外的金属，并形成纯化镍溶液的溶剂提取余液。然后用合适的碱(例如但不限于氧化镁)处理该纯化的镍溶液，以形成纯化的氢氧化镍沉淀物浆状物。浆状物中的镍通常作为氢氧化镍和碱性硫酸镍存在。然后使浆状物增稠，以形成氢氧化镍沉淀物滤饼，并洗涤滤饼，以除去夹带的贫溶液。应该理解，本领域的技术人员已知的任何方法可用于提供结合本公开使用的金属盐。
NHP、CHP、NCP或CCP沉淀物，不管如何制备，均可以干燥至将允许加入液体粘合剂而不会变得太流动的水平。或者，当掺混金属盐沉淀物与干燥添加剂时，沉淀物应该充分干燥，以变成自由流动的粉末，适用于干粉掺混。水分水平的选择将取决于使用的聚结方法。沉淀物可压力过滤或真空过滤，以产生相对低含水量的滤饼，并干燥成自由流动的粉末，例如干燥至水分含量为约15％-约30％重量、约18％-约28％重量、约20％-约25％重量或约20％重量。优选避免湿金属盐滤饼的硬化，这可以在沉淀之后通过迅速干燥沉淀物而实现。合适的干燥温度可以是例如约90℃-约110℃。在干燥之后，沉淀物应该打碎或研磨，以产生最大粒度例如-10目。在一个实施方案中，在锤磨机中研磨沉淀物至小于约200目可便于制粒。也可以利用其它尺寸的筛目。
在该阶段，可将粘合剂加至干燥的沉淀物。在一个实施方案中，粘合剂例如水解淀粉、糖蜜、糖、羧甲基纤维素或纤维素的水溶液与沉淀物掺混。这些是相对低温的粘合剂，可按NHP、CHP、NCP或CCP的约2％-约10％重量(干基)的浓度加入。图2阐述了利用水解淀粉的方法。中温粘合剂的实例是甘油三醋酸酯或聚乙二醇，可按金属盐的约2％-约5％重量(干基)的浓度加入。考虑低温粘合剂可单独使用，或与中温粘合剂组合使用至总浓度为金属盐(干基)的约15％，优选10％重量。类似地，中温粘合剂可以单独使用或与低温粘合剂组合使用。粘合剂水溶液的浓度以在水中的干粘合剂计，可以为约5-约80％。在另一个实施方案中，是干燥粉末的一种或多种粘合剂可与金属盐沉淀物掺混。此类粉末粘合剂的实例为膨润土、木质素、瓜尔胶和预胶化淀粉。图3阐述了利用膨润土的方法。粉末粘合剂的浓度基于金属盐(干基)计可以是约2％-约10％重量。例如，约3％-约6％的单独或组合的各粉末粘合剂。在另一个实施方案中，如上所述的粘合剂组合水溶液与干粉粘合剂组合，以形成与金属盐沉淀物的掺混物。使用粘合剂，以帮助聚结，并给由这些掺混物形成的聚结物或小丸提供适当的湿强度(green strength)。
在上述粘合剂之前或之后或与上述粘合剂同时，按足以与存在于金属盐沉淀物中的造渣氧化物例如MgO、CaO一起形成熔渣的量，将助熔剂加至金属盐沉淀物。在一个实施方案中，助熔剂是硅石和石灰的精细粉碎的混合物或其其它商业上可得到的形式，其与造渣的氧化物组合，形成流动的熔渣。使用显示熔渣系统液相线表面的图，例如图4所示的图，选择助熔剂混合物。在图4中，制备NHP熔渣的成分的组成位于接近圆环区域，助熔剂用于调节熔渣组成至如箭头所示的其中液相线温度低于1400℃的区域。在聚结物中形成的熔渣应该具有与煅烧温度和与熔化的镍接触的最终熔炼温度相容的熔化范围。应该使助熔剂加入适合建立低软化温度，以提供金属氧化物颗粒和熔渣的良好粘附，且液相线温度符合熔炼操作。因此，在一个实施方案中，助熔剂的加入应该优选溶解所有存在的MgO，并提供低固相线温度，优选1350℃或以下，该温度在金属盐聚结物的煅烧期间提供良好的熔渣结合。在一个实施方案中，助熔剂加入与NHP沉淀物给料的Mg含量成比例，并足以形成测定为约10％-约25％重量MgO，且更优选约20％重量MgO的熔渣。在一个实施方案中，助溶剂是碾磨的SiO2/CaO，以按约1.9-约2.2份SiO2对1份CaO的比率形成流动性熔渣。例如，约2∶1质量比。在另一个实施方案中，约2-约2.5份SiO2对约1份Al2O3比例的碾磨的SiO2/Al2O3助熔剂可用于在MgO-Al2O3-SiO2系统中按例如2.3∶1比例形成熔渣。使用显示熔渣系统液相线表面的图，例如图6所示的图，选择助熔剂混合物。在图6中，制备NHP熔渣的成分的组成位于接近圆环区域，助熔剂用于调节熔渣组成至如箭头所示的其中液相线温度低于1500℃的区域。应该理解，可以利用实现同样功能的其它助熔剂或适合所需最终熔渣组成的助熔剂。
使金属盐/粘合剂/助熔剂混合物形成聚结物，该聚结物可任选干燥，以发展成足够强度用于处理。聚结方法取决于最终煅烧材料的需要尺寸，且可以选自制粒、挤出、微粒化、销钉混合、压块或喷雾干燥。可加入水，以在聚结之前降低金属盐/粘合剂/助熔剂混合物的粘度，以易于处理。例如，对于挤出，期望糊状一致性。本领域的技术人员能够按常规确定足量的水，以形成期望一致性的糊。糊可以用于创建任何尺寸但厚度为例如约1mm-约8mm的挤出物。更厚的聚结物可能对热层裂更敏感，且可能需要更长的停留时间。虽然，可按照本公开使用更厚的聚结物，例如约7mm至约20mm的小丸。假如所选聚结方法是制粒，那么混合物一般可以作为自由流动的粉末留下，直至它给料至制粒装置。虽然小丸尺寸可对冷抗碎强度有影响(越大的小丸通常可以强度越大)，但它也可以取决于其它因素例如在制粒轮上的停留时间。两个类似尺寸的小丸的停留时间差异可以导致不同的密度，因为小丸的重量压紧在圆盘或轮子上，有更短停留时间的小丸将是″更松散的″或更多孔的，而有更长停留时间的小丸将是更密集的。销钉混合器的使用可以制备可按低除尘率处理的不规则形状的颗粒。在生(green)聚结物中的水分含量可以是变化的，可以为例如约20％-约35％重量。如上所述，可将聚结物干燥，以改善它们的强度，并在煅烧至低于5％含水量之前除去游离的水分。干燥温度可以为例如约90℃-约110℃。
然后，在适合所选熔渣特定组成的温度下，使聚结物与空气接触煅烧。按照本公开，制备煅烧的聚结物，该煅烧的聚结物有用于机械处理和运输的适当强度，而不需金属氧化物的危险过度除尘。在某些实施方案中，对于需要低硫含量的应用，可以从聚结物中除去硫。NHP沉淀物包含在超过1000℃的温度例如约1250℃下可以热分解，并在氧化条件下除去的一些碱性硫酸盐。优选的煅烧温度高于约1300℃并低于约1500℃。已经证明超过99.8％的硫去除效率，导致在约1380℃-约1400℃煅烧之后最终测定结果为0.005％硫。在一个实施方案中，温度可以是约1350℃-约1400℃，持续约30分钟。也已经发现约1390℃-约1400℃是合适的。依据制备具有特定性质的煅烧产物的具体要求，可使用温度和时间的其它组合。本领域的技术人员熟悉达到这些条件的技术。例如，生的聚结物经用于给料的倾斜槽装至旋转锻造炉(RHF)。机械冲击与热冲击组合可能导致聚结物的炉床层的一些断裂。因此，推荐但不要求，垂直下降应该不超过1米。在使用RHF的一个实施方案中，在炉床层上小丸的最低温度是约1300℃，而在床的顶部表面上的最高温度为约1450℃-1460℃。为了在自由空间中达到约1450℃的温度，温度可以设定得高约100℃-约150℃，即约1550℃-约1600℃。在聚结物各处保持煅烧温度尽可能均匀是有利的。可使用任何其它合适的反应器例如焙炉、移动炉、竖式炉、多层炉。通过在反应器内加入空气或其它氧化气体来提供氧化条件。
应理解，在煅烧之前，可以在分开的干燥器内完成干燥，接着将干燥的聚结物传送入煅烧容器内，用于后来的煅烧。或者，聚结物可以在相同的容器中干燥和煅烧。
如上所述，按照本公开制备煅烧的氧化镍聚结物，这减少危险的氧化镍粉尘。为了实现该目的，生聚结物达到足以由包含于混合物内的MgO和助熔剂形成熔渣并熔化熔渣的温度。在本质上，当在约1200℃以上加热时，助熔剂/MgO混合物至少部分熔化，并用作接合剂，以使聚结物保持在一起。在煅烧的聚结物中，氧化镍颗粒包封在熔渣内。这提供优良的强度，且也包埋氧化镍，以显著减少最终的氧化镍粉末释放至环境的潜力。煅烧的聚结物的熔渣组分也应该与最后的熔炼操作相容，最后的熔炼操作与熔化的镍接触。SiO2-CaO-MgO熔渣系统包含液相线温度约1350℃-约1400℃的区域，该区域在熔炼炉的操作温度下导致流动熔渣。SiO2-Al2O3-MgO系统也包含在1450℃-1500℃有流动熔渣的相似区域。可以使用任一熔渣系统。应理解，按照本公开制备的煅烧的金属氧化物聚结物包括其中氧化钴包封在熔渣内的氧化钴聚结物。
在煅烧期间聚结物可以损失其质量的约35％，这主要由于氢氧化物和硫酸盐的分解。在煅烧期间这转变成聚结物尺寸的显著收缩。见例如用有色线标注的图5A和5B。
按照本公开制备的金属氧化物聚结物适用于进一步加工。在一个实施方案中，煅烧的聚结物由包埋入熔渣相内的氧化镍组成。为了制备金属镍，还原氧化镍。这可以通过用固体还原剂例如焦炭或木炭在电炉中还原熔炼，以制备熔化的镍和熔化的熔渣来进行，如图3所示，或可以在两个阶段中进行，首先使用固体还原剂固态还原或用气体还原剂还原，然后将还原的聚结物熔化，以便将金属与熔渣分离，如图2所示。使用还原气体，在比聚结物中组分的熔点更低的温度下，可以进行固态还原，然后接着进行简单的熔炼，以将熔渣与金属分离。气态还原剂的实例是氢气、一氧化碳、其混合物和任何气化烃燃料或气体燃料例如甲烷。
表I包含小试规模的试验结果，该试验采用制粒，使用膨润土和瓜尔胶粘合剂以及SiO2/CaO助熔剂。煅烧的小丸的测定结果显示在标记为″氧化的″的列内。已经固态还原的煅烧的小丸的测定结果显示在标记为″还原的″的列内。通过煅烧的小丸还原熔炼制备的金属和熔渣的测定结果显示在标记为″熔炼的″和″金属″和″熔渣″的列内。图5A和5B描绘了实例NH-32的物理结果。图5A描绘了由NHP、2％重量膨润土和2％重量木质素、8％重量SiO2和4％重量CaO制成的粒状聚结物的外观。图5B描绘在1390℃在空气中持续0.5小时煅烧粒状的NHP聚结物之后，得到的粒状氧化镍聚结物的外观。
表I
Figure BPA00001237907600101
  Co   0.73   0.609   0.925   1.36   0.116   1.07
  Fe   0.13   0.21   0.22   0.31   0.22   0.23
  CaO   0.07   3.09   4.33   ＜0.07   20.1   4.93
  Al2O3   0.11   0.55   0.76   0.17   4.25   0.91
  MgO   2.41   1.93   2.95   ＜0.02   22.8   3.4
  Si   0.1
  SiO2   0.36   8.47   11.6   52.3   13.4
  ICP S   4.02   3.4   0.04   0.17   0.09   0.04
  LECO S   3.7   0.01   0.11   0.01   ＜0.01
  Mn   0.04   0.03   0.04   ＜0.01   0.18   0.05
  As   ＜0.01   ＜0.01   ＜0.01   ＜0.01   ＜0.01   ＜0.01
  Pb   ＜0.01   ＜0.01   0.02   0.02   ＜0.01   0.02
  Zn   ＜0.01   ＜0.01   ＜0.01   ＜0.01   ＜0.01   ＜0.01
  Cr   ＜0.01   0.01   ＜0.01   ＜0.01   0.04   ＜0.01
  C   1.77   ＜0.01   ＜0.1   0.02   ＜0.01
  O   46.6   25.4   0.07   1.46
  P   ＜0.010   ＜0.01   ＜0.01   ＜0.01   ＜0.01   ＜0.01
  总计   49.5   105.1   103.5   98.6   101.1   92.4
  S去除，％   99.8
在一个实施例中，平均直径为7mm的粒状NHP、3％重量膨润土、3％重量瓜尔胶、3％CaO和6％SiO2的起始混合物在1390℃煅烧30分钟。煅烧的小丸是坚硬的和无粉尘的，并由完全包封于熔渣相内的氧化镍颗粒组成。预助熔的NHP从干燥的生小丸到煅烧的小丸的密度变化概述于下面的表II。
表II
  小丸描述   粒度级   密度g/cm3
  NHP，干燥、生的   4-5.6mm   0.71
  NHP，煅烧的   2-4mm   2.68
  NHP，煅烧的   4-5mm   2.17
在一个实施例中，平均直径为7mm的粒状碳酸钴、3％重量膨润土、3％重量瓜尔胶的混合物在1250℃煅烧30分钟。在另一个实施例中，平均直径为7mm的粒状碳酸镍、3％重量膨润土、3％重量瓜尔胶的混合物在1250℃煅烧30分钟。无助熔剂加入的样品测定结果显示于下面的表III中。
表III
Figure BPA00001237907600121
*金属中的Co差异
本发明方法允许金属盐转化成坚固的粒状、预助熔的金属氧化物，该金属氧化物适用于电炉熔炼或其它合适的熔炼容器，以制备例如用于制备不锈钢的镍金属。处理金属盐的该热冶方法可能比传统的湿法冶金学精炼路线更成本有效和明显更简单，以直接为不锈钢工业提供镍。
虽然，按照本文中提供的内容，本文举例说明和描述了本公开的具体实施方案，但本领域的技术人员将理解，可按权利要求覆盖的内容形式进行变化，且有时可用本公开的某些特征来具有优势，而无需相应的使用其它特征。例如，浓度、温度、时间、流动性可由本领域的技术人员按照常规知识来改变。

Claims (31)

1.一种用于制备预助熔的金属氧化物的方法，所述方法包括提供造渣的氧化物和金属盐，所述金属盐选自氢氧化镍、氢氧化钴、混合的镍-钴氢氧化物、碳酸镍、碳酸钴、混合的镍-钴碳酸盐及其组合；将所述金属盐与粘合剂掺混；掺混入助熔剂添加剂，以形成造渣的混合物；使所述混合物形成聚结物；干燥所述聚结物；和煅烧所干燥的聚结物，以产生预助熔的金属氧化物，所述金属氧化物选自氧化镍、氧化钴及其组合。
2.权利要求1的用于制备预助熔的金属氧化物的方法，所述方法还包括将水加至所述造渣的混合物。
3.权利要求1的用于制备预助熔的金属氧化物的方法，其中所述粘合剂选自膨润土、木质素、瓜尔胶、糖蜜、糖、羧甲基纤维素、纤维素、甘油三醋酸酯、聚乙二醇、水解淀粉、预胶化淀粉及其组合。
4.权利要求1的用于制备预助熔的金属氧化物的方法，其中所述粘合剂以约2％-约10％重量范围的量存在。
5.权利要求1的用于制备预助熔的金属氧化物的方法，其中所述助熔剂添加剂选自SiO2/CaO、SiO2/Al2O3及其组合。
6.权利要求1的用于制备预助熔的金属氧化物的方法，其中所述造渣的氧化物选自MgO、CaO及其组合。
7.权利要求6的用于制备预助熔的金属氧化物的方法，其中所述助熔剂添加剂与所述熔渣混合物的Mg、Ca或组合的Mg-Ca含量成比例。
8.权利要求5的用于制备预助熔的金属氧化物的方法，其中SiO2/CaO的比率为约1.9-约2.2份SiO2对约1份CaO。
9.权利要求5的用于制备预助熔的金属氧化物的方法，其中SiO2/Al2O3的比率为约2-约2.5份SiO2对约1份Al2O3。
10.权利要求1的用于制备预助熔的金属氧化物的方法，其中所述聚结物在约90℃-约110℃范围的温度下干燥。
11.权利要求1的用于制备预助熔的金属氧化物的方法，其中所述聚结物在约1300℃-约1500℃范围的温度下煅烧。
12.权利要求1的用于制备预助熔的金属氧化物的方法，其中所述聚结物选自小丸、块状物、颗粒和挤出物。
13.权利要求1的制备预助熔的金属氧化物的方法，所述方法还包括在将所述金属盐与粘合剂掺混之前，至少部分干燥所述金属盐。
14.权利要求1的制备预助熔的金属氧化物的方法，其中所述聚结物在一个容器中干燥和煅烧。
15.一种用于制备预助熔的金属氧化物的方法，所述方法包括提供含金属盐的红土浸提液沉淀物，所述金属盐选自氢氧化镍、氢氧化钴、混合的镍-钴氢氧化物、碳酸镍、碳酸钴、混合的镍-钴碳酸盐及其组合；掺混所述沉淀物与粘合剂；将所述沉淀物与助熔剂添加剂掺混，以形成造渣的混合物，并且至少一种造渣的氧化物在所述沉淀物内；使所述混合物形成聚结物；和煅烧所述聚结物，以产生预助熔的金属氧化物，所述金属氧化物选自氧化镍、氧化钴及其组合。
16.权利要求15的用于制备预助熔的金属氧化物的方法，所述方法还包括将水加至所述造渣的混合物。
17.权利要求15的用于制备预助熔的金属氧化物的方法，其中所述粘合剂选自膨润土、木质素、瓜尔胶、糖蜜、糖、羧甲基纤维素、纤维素、甘油三醋酸酯、聚乙二醇、水解淀粉、预胶化淀粉及其组合。
18.权利要求15的用于制备预助熔的金属氧化物的方法，其中所述助熔剂添加剂选自SiO2/CaO、SiO2/Al2O3及其组合。
19.权利要求15的用于制备预助熔的金属氧化物的方法，其中所述造渣的氧化物选自MgO、CaO及其组合。
20.权利要求15的用于制备预助熔的金属氧化物的方法，所述方法还包括在煅烧之前干燥所述聚结物。
21.权利要求19的用于制备预助熔的金属氧化物的方法，其中所述助熔剂添加剂与所述熔渣混合物的Mg、Ca或组合的Mg-Ca含量成比例。
22.权利要求15的用于制备预助熔的金属氧化物的方法，其中所述聚结物在约1300℃-约1500℃范围的温度下煅烧。
23.权利要求15的用于制备预助熔的金属氧化物的方法，其中所述聚结物选自小丸、颗粒、块状物和挤出物。
24.权利要求15的制备预助熔的金属氧化物的方法，所述方法还包括在将所述金属盐与粘合剂掺混之前，至少部分干燥所述金属盐。
25.一种聚结物，所述聚结物包含金属盐，所述金属盐选自氢氧化镍、氢氧化钴、混合的镍-钴氢氧化物、碳酸镍、碳酸钴、混合的镍-钴碳酸盐及其组合；造渣的氧化物；和助熔剂添加剂。
26.权利要求25的聚结物，其中所述造渣的氧化物选自MgO、CaO及其组合。
27.权利要求25的聚结物，其中所述助熔剂添加剂选自SiO2/CaO、SiO2/Al2O3及其组合。
28.一种聚结物，所述聚结物包含选自氧化镍和氧化钴的金属氧化物和熔渣；其中所述金属氧化物包封在所述熔渣内。
29.权利要求28的聚结物，其中所述熔渣包括SiO2-CaO-MgO。
30.权利要求28的聚结物，其中所述熔渣包括SiO2-Al2O3-MgO。
31.权利要求28的聚结物，其中所述聚结物选自小丸、颗粒、块状物和挤出物。
CN200980113184XA 2008-02-08 2009-02-06 由金属氢氧化物和金属碳酸盐前体制备预助熔的金属氧化物的方法 Pending CN102015542A (zh)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US2705808P 2008-02-08 2008-02-08
US61/027058 2008-02-08
US4531108P 2008-04-16 2008-04-16
US61/045311 2008-04-16
PCT/CA2009/000147 WO2009097689A1 (en) 2008-02-08 2009-02-06 Process for manufacturing prefluxed metal oxide from metal hydroxide and metal carbonate precursors

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN102015542A true CN102015542A (zh) 2011-04-13

Family

ID=40951761

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN200980113184XA Pending CN102015542A (zh) 2008-02-08 2009-02-06 由金属氢氧化物和金属碳酸盐前体制备预助熔的金属氧化物的方法

Country Status (8)

Country Link
US (1) US8574540B2 (zh)
KR (1) KR20100117653A (zh)
CN (1) CN102015542A (zh)
AP (1) AP2819A (zh)
BR (1) BRPI0905900A2 (zh)
CA (1) CA2714575A1 (zh)
CU (1) CU23956B1 (zh)
WO (1) WO2009097689A1 (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103834804A (zh) * 2014-03-14 2014-06-04 北京神雾环境能源科技集团股份有限公司 制备含镍固体颗粒压块的方法
CN105755280A (zh) * 2016-04-11 2016-07-13 东北大学 一种铁矿球团用复合粘结剂及其制备和使用方法
CN109415207A (zh) * 2016-06-29 2019-03-01 Dic株式会社 金属氧化物的制造装置及前述金属氧化物的制造方法
CN111154295A (zh) * 2020-01-15 2020-05-15 吉安市中意陶瓷化工有限公司 一种环保型绿色无机颜料及其制备方法

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8557019B2 (en) * 2008-02-08 2013-10-15 Vale Inco Limited Process for production of nickel and cobalt using metal hydroxide, metal oxide and/or metal carbonate
KR101033202B1 (ko) 2009-06-15 2011-05-06 (주)영흥세라텍 당밀의 가공방법
KR102566654B1 (ko) * 2017-10-27 2023-08-11 유미코아 코발트 함유 재료로부터 금속을 회수하는 방법
US11969786B1 (en) * 2020-09-23 2024-04-30 Envergex LLC Chemical looping carrier compositions, binders, and related methods

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0835022A (ja) * 1994-07-22 1996-02-06 Nkk Corp ニッケル酸化物含有原料の溶融還元法
CN1237641A (zh) * 1999-06-15 1999-12-08 吉林省冶金研究院 由硫化镍精矿中提取镍、铜、钴、镁及制造镍铁的工艺
WO2006029443A1 (en) * 2004-09-17 2006-03-23 Bhp Billiton Ssm Technology Pty Ltd Production of ferro-nickel or nickel matte by a combined hydrometallurgical and pyrometallurgical process
WO2006089358A1 (en) * 2005-02-24 2006-08-31 Bhp Billiton Ssm Technology Pty Ltd Production of ferronickel
CN1856359A (zh) * 2003-07-23 2006-11-01 科诺科菲利浦公司 脱硫及脱硫新方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1143166A (en) 1979-12-20 1983-03-22 John K. Pargeter Recovery of nickel and other metallic values from waste
JP2001357845A (ja) * 2000-06-16 2001-12-26 Canon Inc ニッケル系二次電池及び該二次電池の製造方法
JP3944378B2 (ja) 2001-10-24 2007-07-11 株式会社神戸製鋼所 酸化金属塊成物の製造方法
JP4063151B2 (ja) 2003-06-11 2008-03-19 住友金属鉱山株式会社 多孔質の球状ニッケル粉末とその製造方法
US20050020446A1 (en) * 2003-07-23 2005-01-27 Choudhary Tushar V. Desulfurization and novel process for same
WO2006002443A1 (en) 2004-06-24 2006-01-05 Rudolf Karl Schleipfer Pharmaceutical or cosmetic preparation based on kigelia africana
KR100621168B1 (ko) 2004-07-16 2006-09-19 송재일 면상발열체 및 이를 이용한 롤 스크린형 홈 사우나장치
WO2008022381A1 (en) 2006-08-23 2008-02-28 Bhp Billiton Ssm Development Pty Ltd Production of metallic nickel with low iron content
KR100811872B1 (ko) 2006-12-20 2008-03-10 재단법인 포항산업과학연구원 철니켈(ＦｅＮｉ) 함유 슬러지를 이용한 스텐레스 용해원료 제조방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0835022A (ja) * 1994-07-22 1996-02-06 Nkk Corp ニッケル酸化物含有原料の溶融還元法
CN1237641A (zh) * 1999-06-15 1999-12-08 吉林省冶金研究院 由硫化镍精矿中提取镍、铜、钴、镁及制造镍铁的工艺
CN1856359A (zh) * 2003-07-23 2006-11-01 科诺科菲利浦公司 脱硫及脱硫新方法
WO2006029443A1 (en) * 2004-09-17 2006-03-23 Bhp Billiton Ssm Technology Pty Ltd Production of ferro-nickel or nickel matte by a combined hydrometallurgical and pyrometallurgical process
WO2006089358A1 (en) * 2005-02-24 2006-08-31 Bhp Billiton Ssm Technology Pty Ltd Production of ferronickel

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
L. ANDREWS: "Factors affecting nickel recovery from slags produced during platinum smelting", 《VII INTERNATIONAL CONFERENCE ON MOLTEN SLAGS FLUXES AND SALTS》 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103834804A (zh) * 2014-03-14 2014-06-04 北京神雾环境能源科技集团股份有限公司 制备含镍固体颗粒压块的方法
CN103834804B (zh) * 2014-03-14 2015-11-25 北京神雾环境能源科技集团股份有限公司 制备含镍固体颗粒压块的方法
CN105755280A (zh) * 2016-04-11 2016-07-13 东北大学 一种铁矿球团用复合粘结剂及其制备和使用方法
CN109415207A (zh) * 2016-06-29 2019-03-01 Dic株式会社 金属氧化物的制造装置及前述金属氧化物的制造方法
CN111154295A (zh) * 2020-01-15 2020-05-15 吉安市中意陶瓷化工有限公司 一种环保型绿色无机颜料及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20100117653A (ko) 2010-11-03
US8574540B2 (en) 2013-11-05
CU20100160A7 (es) 2012-06-21
AP2819A (en) 2013-12-31
CU23956B1 (es) 2013-10-29
AP2010005375A0 (en) 2010-08-31
US20090208405A1 (en) 2009-08-20
WO2009097689A1 (en) 2009-08-13
CA2714575A1 (en) 2009-08-13
BRPI0905900A2 (pt) 2015-06-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2009238168B2 (en) Process for production of nickel and cobalt using metal hydroxide, metal oxide and/or metal carbonate
US8557019B2 (en) Process for production of nickel and cobalt using metal hydroxide, metal oxide and/or metal carbonate
CN102015542A (zh) 由金属氢氧化物和金属碳酸盐前体制备预助熔的金属氧化物的方法
US7585350B2 (en) Production of ferronickel
CN101506394B (zh) 低铁含量的金属镍的生产
KR100988462B1 (ko) 석유화학 탈황 촉매 재활용 잔사로부터의 철 니켈 함유 원료 및 코발트 함유 원료의 제조방법 및 철 니켈 함유 원료를 이용한 스텐레스 원료의 제조방법 및 페로니켈의 제조방법
CN102317487A (zh) 制造含镍的铁合金的方法
AU2015293370B2 (en) Method for producing pellets and method for producing iron-nickel alloy
EP1306452A2 (en) Method for making metal oxide agglomerates
CN107208181B (zh) 腐泥土矿的冶炼方法
CN101418378A (zh) 红土镍矿还原焙烧过程中添加添加剂的方法
CN105925818A (zh) 处理高铁红土镍矿的方法和系统
CN102936649B (zh) 氧化镍矿焙烧浸出回收镍钴锰铁的方法
EP2980024A1 (en) Method for manufacturing hematite for iron manufacture
EP3124628A1 (en) Method for the manufacture of agglomerate containing ferrous material
JP2012087399A (ja) 金属水酸化物および金属炭酸塩の前駆物質からフラックス事前添加金属酸化物を生産するためのプロセス
CN101864524B (zh) 利用碳酸钠碱熔法处理低品位红土镍矿的清洁生产工艺
US4073641A (en) Selective reduction of nickel ore with a low nickel content
JP2018135560A (ja) ブリケットの製造方法
CN113862490A (zh) 一种利用碳粉还原浸出高价钴的方法
Pan et al. Study of strengthen pelletization of nickel laterite
CN117248111A (zh) 钒钛磁铁矿团块和含钛炉渣
AU2006216114A1 (en) Production of ferronickel
CN106591573A (zh) 一种抑制铜渣球团矿还原膨胀的方法及其专用系统
PAN et al. STUDY OF STRENGTHEN PELLETIZATION OF NICKEL

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C12 Rejection of a patent application after its publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20110413