CN102242252A - 低品位红土镍矿制取高镍精矿的方法 - Google Patents

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潘建
李启厚
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本发明公开了一种低品位红土镍矿制取高镍精矿的方法，低品位红土镍矿经过烘干到水分含量13％～16％，破碎至100％小于3mm，再经过高压辊磨磨细到小于0.074mm占80％，比表面积不低于2000cm2/g，添加复合粘结剂配比15％-20％，煤粉配比1％-5％，圆盘造球机造成球，得到6mm-16mm生球；生球在链箅机上进行干燥预热，脱除水分和得到固结，使入窑球团抗压强度达到500N/个以上；预热固结后的球团直接进入回转窑内，以粒煤为还原剂还原；还原温度1100℃-1250℃，还原煤：球团质量比为0.8-1.0，还原时间为60min-120min；还原产品经过冷却-筛分和磁选，得到的磁性产物经过破碎-磨矿和磁选，得到高镍精矿；复合添加剂成份：Na2CO3:CaO∶氧化铁粉∶煤粉∶腐植酸钠＝30-60∶20-30∶20-30∶5-10。本发明工艺适应性强、镍回收率高、可大规模生产。

Description

低品位红土镍矿制取高镍精矿的方法
技术领域
本发明涉及一种红土镍矿制取高镍精矿的方法，特别是涉及一种低品位红土镍矿制取高镍精矿的方法。
背景技术
世界目前60％左右的镍从硫化矿中提取，该资源急剧减少，而且开采深度日益增加，提取成本升高。而占总储量72％的红土镍矿开采成本低，可以直接生产氧化镍、镍锍、镍铁等产品，尤其镍铁用于制造不锈钢，生产流程短、成本低，已引起全世界的高度关注和重视。已探明世界红土镍矿镍金属储量1.6亿吨，但我国仅80万吨，且属于低品位矿。国外高品位红土镍矿资源已大部分被日本和欧美等公司控制，而占储量70％的低品位红土镍矿(含镍低于1.4％)尚无有效的提取技术。因此，迫切需要开发低品位红土镍矿高效利用的关键技术。
针对低品位褐铁矿型红土镍矿原料，已开发出酸性球团金属化烧结-熔融还原工艺的专利技术，生产出高镍含量的镍铁合金。本成果以低品位红土镍矿为原料，开发球团链箅机-回转窑直接还原-磁选工艺及强化直接还原的多功能复合添加剂，从低品位红土镍矿中制取高镍精矿，为强化电炉冶炼镍铁合金提供优质原料。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种工艺适应性强、镍回收率高、可大规模生产的低品位红土镍矿制取高镍精矿的方法。
为了解决上述技术问题，本发明提供的低品位红土镍矿制取高镍精矿的方法，其特征是：低品位红土镍矿经过烘干到水分含量13～16％，破碎至100％小于3mm，再经过高压辊磨磨细到小于0.074mm占80％，比表面积不低于2000cm2/g，添加复合粘结剂配比15-20％，煤粉配比1-5％，圆盘造成球机造成球，得到6-16mm生球；生球在链箅机上进行干燥预热，脱除水分和得到固结，使入窑球团抗压强度达到500N/个以上；预热固结后的球团直接进入回转窑内，以5mm-30mm粒煤为还原剂进行分段还原，还原煤：球团质量比为0.8-1.0；第一段还原温度800℃-1050℃，还原时间为20min-30min，还原煤的加入比例占总的加入量的30％；第二段还原温度1100℃-1250℃，还原时间为30min-90min，还原煤的加入比例占总的加入量的70％；还原产品经过冷却-筛分和磁选，得到的磁性产物经过破碎-磨矿和磁选，得到高镍精矿；所述的复合添加剂的主要成份为：Na2CO3:CaO∶氧化铁粉∶煤粉∶腐植酸钠＝30-60∶20-30∶20-30∶5-10。
所述的还原产品经过筛分、干式筒式磁选机分选，得到+3mm和-3mm的磁性产物，+3mm磁性产物经过破碎到-3mm后与干式磁选得到的-3mm磁性产物混合后经过球磨机湿式磨矿到-0.074mm占90％，最后经过湿式磁选得到含镍4-8％、含量铁50-70％的高镍精矿。
所述的圆盘造成球机造成球的造球水分23％～27％，造球时间7min～9min。
所述的生球布在链箅机上进行干燥预热，预热温度1000℃-1100℃，预热时间15min-20min。
廉价的低品位硅酸盐型红土镍矿(含镍低于1.4％)具有镍、铁品位低，氧化镁含量高，镍铁矿物紧密共生，嵌布粒度微细的特点，不能采用常规选矿方法进行分选富集，也不能采用湿法工艺经济有效地提取镍。而且铁和镍以硅酸盐矿物形态存在，镍和铁很难还原，直接还原-磁选工艺很难生产高镍含量的镍精矿。本发明以低品位硅酸盐型红土镍矿为原料，通过开发链箅机-回转窑直接还原-磁选工艺，研制出多功能复合添加剂强化硅酸铁和硅酸镍的还原，强化铁镍合金相晶粒长大，改善铁镍与脉石矿物分离。还原后的红土镍矿通过破碎-磨矿-磁选工艺分离，生产出高镍含量的镍精矿。采用上述技术方案的低品位红土镍矿制取高镍精矿的方法，球团制备的关键是利用红土镍矿特性，通过破碎筛分-高压辊磨工艺，添加多功能复合粘结剂，通过圆盘造成球机制备优质生球，为链箅机-回转窑直接还原提供炉料。采用干式磨矿替代湿式球磨工艺准备造成球原料，省去脱水难的工艺，而且原料比表面积高、成球性好。本发明的核心在于链箅机-回转窑直接还原。
链箅机-回转窑直接还原成功用于普通铁精矿球团直接还原，但是首次应用于红土镍矿球团直接还原。在链箅机上，红土镍矿复合粘结剂球团得到固结和预热，满足回转窑快速还原的要求和对入窑球团强度的要求。以粒煤为还原剂，球团在回转窑内还原。
还原过程中复合添加剂是关键技术之一，具有粘结、还原和催化还原和促进铁镍合金相晶粒度长大的多重功能。
铁氧化物和镍氧化物被还原为金属铁和金属镍，具有很强的磁性。还原的金属化球团经过破碎-磨矿-湿式磁选，可生产高镍精矿。
本发明的优点和积极效果：
工艺适应性强，可处理不同镍品位的红土镍矿；镍回收率高，生产的镍精矿质量好。含镍0.6％-1.4％左右的硅酸盐型红土镍矿，经过球团链箅机-回转窑直接还原-磁选工艺，可生产含镍4％-8％，含铁50％-70％左右的高镍精矿，镍收率大于80％，是电炉生产镍铁合金的优质原料。
可大规模生产，高镍精矿中铁和镍已还原为金属状态，可强化电炉还原熔炼；镍精矿中脉石成份稳定，有利于电炉稳定运行。此外，镍精矿量仅为原矿量的四分之一(镍精矿产率为25％左右)，进入电炉的渣量减少75％，将大幅度节省电炉电耗，降低生产成本。
综上所述，本发明以廉价的低品位硅酸盐型红土镍矿(含镍低于1.4％)为原料，生产出高镍精矿，作为强化电炉冶炼优质镍铁合金的重要原料，降低生产成本，扩大镍资源的来源，确保镍金属工业的可持续发展。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
实施例1：
参见图1，低品位硅酸盐型红土镍矿经过烘干到水分含量15％，破碎至100％小于3mm，经过破碎高压辊磨处理-0.074mm80％，配加1％的煤、15％的复合添加剂混合，造球水分25％，造球时间8min，生球6-16mm。生球布在链箅机上进行干燥预热，预热温度1000℃，预热时间20min，球团抗压强度大于500N，预热球团进入回转窑内还原，还原煤(5mm-30mm)加入量为还原煤对球团质量比为0.8。第一段还原温度800℃，还原时间30min，还原煤加入量占总量的30％，第二段还原温度1100℃，还原时间90min，还原煤加入量占总量的70％.还原产品经过筛分、干式筒式磁选机分选，得到+3mm和-3mm的磁性产物，+3mm磁性产物经过破碎到-3mm后与干式磁选得到的-3mm磁性产物混合后经过球磨机湿式磨矿到-0.074mm占90％，最后经过湿式磁选得到高镍精矿。低品位硅酸盐型红土镍矿含镍0.65％，含铁21.3％，15％MgO，39.5％SiO2。高镍精矿产率25.3％，含镍4.0％，含铁56.2％，镍回收率82.1％。
实施例2：
参见图1，低品位硅酸盐型红土镍矿经过烘干到水分含量14％，破碎至100％小于3mm，经过破碎高压辊磨处理-0.074mm80％，配加3％的煤、15％的复合添加剂混合，造球水分25％，造球时间8min，生球6-16mm。生球布在链箅机上进行干燥预热，预热温度1100℃，预热时间15min，球团抗压强度大于500N，预热球团进入回转窑内还原，还原煤(5mm-30mm)加入量为还原煤、球团质量比为1.0。第一段还原温度900℃，还原时间30min，还原煤加入量占总量的30％，第二段还原温度1200℃，还原时间60min，还原煤加入量占总量的70％.还原产品经过筛分、干式筒式磁选机分选，得到+3mm和-3mm的磁性产物，+3mm磁性产物经过破碎到-3mm后与干式磁选得到的-3mm磁性产物混合后经过球磨机湿式磨矿到-0.074mm占90％，最后经过湿式磁选得到高镍精矿。低品位硅酸盐型红土镍矿含镍0.65％，含铁21.3％，15％MgO，39.5％SiO2。高镍精矿产率24.6％，含镍6.5％，含铁65.4％，镍回收率85.6％。
实施例3：
参见图1，低品位硅酸盐型红土镍矿经过烘干到水分含量15％，破碎至100％小于3mm，经过破碎高压辊磨处理-0.074mm80％，配加3％的煤、20％的复合添加剂混合，造球水分25％，造球时间8min，生球6-16mm。生球布在链箅机上进行干燥预热，预热温度1050℃，预热时间18min，球团抗压强度大于500N，预热球团进入回转窑内还原，还原煤(5mm-30mm)加入量为还原煤、球团质量比为1.0。第一段还原温度1050℃，还原时间20min，还原煤加入量占总量的30％，第二段还原温度1250℃，还原时间80min，还原煤加入量占总量的70％.还原产品经过筛分、干式筒式磁选机分选，得到+3mm和-3mm的磁性产物，+3mm磁性产物经过破碎到-3mm后与干式磁选得到的-3mm磁性产物混合后经过球磨机湿式磨矿到-0.074mm占90％，最后经过湿式磁选得到高镍精矿。低品位硅酸盐型红土镍矿含镍0.65％，含铁21.3％，15％MgO，39.5％SiO2。高镍精矿产率25.0％，含镍7.2％，含铁69.5％，镍回收率88.4％。
实施例4：
参见图1，低品位硅酸盐型红土镍矿经过烘干到水分含量13％，破碎至100％小于3mm，经过破碎高压辊磨处理-0.074mm80％，配加5％的煤、20％的复合添加剂混合，造球水分25％，造球时间7min，生球6-16mm。生球布在链箅机上进行干燥预热，预热温度1000℃，预热时间15min，球团抗压强度大于500N，预热球团进入回转窑内还原，还原煤(5mm-30mm)加入量为还原煤、球团质量比为0.9。第一段还原温度1050℃，还原时间20min，还原煤加入量占总量的30％，第二段还原温度1150℃，还原时间90min，还原煤加入量占总量的70％.还原产品经过筛分、干式筒式磁选机分选，得到+3mm和-3mm的磁性产物，+3mm磁性产物经过破碎到-3mm后与干式磁选得到的-3mm磁性产物混合后经过球磨机湿式磨矿到-0.074mm占90％，最后经过湿式磁选得到高镍精矿。低品位硅酸盐型红土镍矿含镍0.65％，含铁21.3％，15％MgO，39.5％SiO2。高镍精矿产率25.5％，含镍5.4％，含铁64.6％，镍回收率84.2％。
实施例5：
参见图1，低品位硅酸盐型红土镍矿经过烘干到水分含量14％，破碎至100％小于3mm，经过破碎高压辊磨处理-0.074mm80％，配加3％的煤、15％的复合添加剂混合，造球水分27％，造球时间8min，生球6-16mm。生球布在链箅机上进行干燥预热，预热温度1100℃，预热时间20min，球团抗压强度大于500N，预热球团进入回转窑内还原，还原煤(5mm-30mm)加入量为还原煤、球团质量比为0.9。第一段还原温度900℃，还原时间30min，还原煤加入量占总量的30％，第二段还原温度1200℃，还原时间70min，还原煤加入量占总量的70％.还原产品经过筛分、干式筒式磁选机分选，得到+3mm和-3mm的磁性产物，+3mm磁性产物经过破碎到-3mm后与干式磁选得到的-3mm磁性产物混合后经过球磨机湿式磨矿到-0.074mm占90％，最后经过湿式磁选得到高镍精矿。低品位硅酸盐型红土镍矿含镍0.89％，含铁15.3％，13.2％MgO，34.8％SiO2。高镍精矿产率25.3％，含镍4.9％，含铁61.2％，镍回收率84.5％。
实施例6：
参见图1，低品位硅酸盐型红土镍矿经过烘干到水分含量15％，破碎至100％小于3mm，经过破碎高压辊磨处理-0.074mm80％，配加3％的煤、20％的复合添加剂混合，造球水分25％，造球时间8min，生球6-16mm。生球布在链箅机上进行干燥预热，预热温度1100℃，预热时间17min，球团抗压强度大于500N，预热球团进入回转窑内还原，还原煤(5mm-30mm)加入量为还原煤、球团质量比为0.9。第一段还原温度800℃，还原时间30min，还原煤加入量占总量的30％，第二段还原温度1200℃，还原时间70min，还原煤加入量占总量的70％.还原产品经过筛分、干式筒式磁选机分选，得到+3mm和-3mm的磁性产物，+3mm磁性产物经过破碎到-3mm后与干式磁选得到的-3mm磁性产物混合后经过球磨机湿式磨矿到-0.074mm占90％，最后经过湿式磁选得到高镍精矿。低品位硅酸盐型红土镍矿含镍1.10％，含铁19.5％，14.8％MgO，41.8％SiO2。高镍精矿产率23.3％，含镍6.7％，含铁54.1％，镍回收率86.3％。
实施例7：
参见图1，低品位硅酸盐型红土镍矿经过烘干到水分含量16％，破碎至100％小于3mm，经过破碎高压辊磨处理-0.074mm80％，配加3％的煤、20％的复合添加剂混合，造球水分23％，造球时间98min，生球6-16mm。生球布在链箅机上进行干燥预热，预热温度1000℃，预热时间19min，球团抗压强度大于500N，预热球团进入回转窑内还原，还原煤(5mm-30mm)加入量为还原煤、球团质量比为0.9。第一段还原温度1050℃，还原时间20min，还原煤加入量占总量的30％，第二段还原温度1100℃，还原时间80min，还原煤加入量占总量的70％.还原产品经过筛分、干式筒式磁选机分选，得到+3mm和-3mm的磁性产物，+3mm磁性产物经过破碎到-3mm后与干式磁选得到的-3mm磁性产物混合后经过球磨机湿式磨矿到-0.074mm占90％，最后经过湿式磁选得到高镍精矿。低品位硅酸盐型红土镍矿含镍1.40％，含铁21.5％，16.8％MgO，38.6％SiO2。高镍精矿产率24.8％，含镍7.9％，含铁57.3％，镍回收率87.1％。
上述实施例中的复合添加剂的主要成份为：Na2CO3:CaO∶氧化铁粉∶煤粉∶腐植酸钠＝30-60∶20-30∶20-30∶5-10。

Claims (4)

1.一种低品位红土镍矿制取高镍精矿的方法，其特征是：低品位红土镍矿经过烘干到水分含量13％～16％，破碎至100％小于3mm，再经过高压辊磨磨细到小于0.074mm占80％，比表面积不低于2000cm2/g，添加复合粘结剂配比15％-20％，煤粉配比1-5％，圆盘造成球机造成球，得到6mm-16mm生球；生球在链箅机上进行干燥预热，脱除水分和得到固结，使入窑球团抗压强度达到500N/个以上；预热固结后的球团直接进入回转窑内，以5mm-25mm粒煤为还原剂进行分段还原，还原煤：球团质量比为0.8-1.0；第一段还原温度800℃-1050℃，还原时间为20min-30min，还原煤的加入比例占总的加入量的30％；第二段还原温度1100℃-1250℃，还原时间为30min-90min，还原煤的加入比例占总的加入量的70％；还原产品经过冷却-筛分和磁选，得到的磁性产物经过破碎-磨矿和磁选，得到高镍精矿；所述的复合添加剂的主要成份为：Na2CO3:CaO∶氧化铁粉∶煤粉∶腐植酸钠＝30-60∶20-30∶20-30∶5-10。
2.根据权利要求1所述的低品位红土镍矿制取高镍精矿的方法，其特征是：所述的还原产品经过筛分、干式筒式磁选机分选，得到+3mm和-3mm的磁性产物，+3mm磁性产物经过破碎到-3mm后与干式磁选得到的-3mm磁性产物混合后经过球磨机湿式磨矿到-0.074mm占90％，最后经过湿式磁选得到含镍4％-8％、含量铁50％-70％的高镍精矿。
3.根据权利要求1或2所述的低品位红土镍矿制取高镍精矿的方法，其特征是：所述的圆盘造成球机造成球的造球水分23％～27％，造球时间7min～9min。
4.根据权利要求1或2所述的低品位红土镍矿制取高镍精矿的方法，其特征是：所述的生球布在链箅机上进行干燥预热，预热温度1000℃-1100℃，预热时间15min-20min。
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