CN103602832A - 提高红土镍矿镍回收率及产能的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了提高红土镍矿镍回收率及产能的方法，包括：将粒煤加入到一段干燥窑与二段还原窑的连接处；用热风炉对一段干燥窑间接加热，脱去原矿所含的结晶水；将粉煤从二段还原窑的窑头喷入二段还原窑，对原矿进行还原焙烧；前述粒煤的粒度为1mm-10mm，加入率为原矿质量的6%-10%；前述粉煤通过四通道粉煤燃烧器喷入到二段还原窑中，四通道粉煤燃烧器在窑外停顿2-3min，窑内停顿2-3min。本发明的有益之处在于：利用粒煤的用量和粒度来控制还原气氛，用热风炉对一段干燥窑间接加热来稳定二段还原窑窑尾温度、用定时移动的四通道粉煤燃烧器直接加热作为热源，有效解决了回转窑热效率低、易产生局部高温、结圈、还原率不稳定等问题，实现了高效选择性还原红土镍矿中镍。

Description

提高红土镍矿镍回收率及产能的方法
技术领域
本发明涉及一种提高红土镍矿镍回收率及产能的方法，属于有色金属领域。
背景技术
目前世界工业生产的镍，主要利用硫化镍矿资源，约占总产量的60-65%，其余来自氧化镍矿。然而随着硫化镍矿的日趋枯竭，从氧化镍矿生产镍的比例在迅速提高。尽管国内外都加大了对红土镍矿综合利用的研发力度，而且在实验室和产业化方面取得了可喜的成绩，例如古巴Moa Bay红土镍矿是利用高压酸浸法提取镍的好例子；国内拥有自主产权的“不同类型红土镍矿的还原—磨选处理方法（申请号：200610163831.6）、“以红土镍矿为原料用隧道窑直接还原镍铁的方法（申请号200710072147.1）、“一种红土镍矿的干燥还原方法（申请号200910095198.5）等一批发明专利，也为红土镍矿的开发利用奠定了基础。红土镍矿矿石性质极其复杂，某些生产关键技术尚未得到解决，再加上湿法工艺存在设备投资大、设备要求高，对原矿品位和钙镁等杂质含量要求严格等缺点；火法工艺存在镍生铁含镍量低及生产成本高等缺点，致使红土镍矿大规模开发利用受到限制。
发明内容
为了解决现有技术对低品位红土镍矿回收率不足，尤其是高原地区同类矿产开发受限的问题，本发明的目的在于提供一种简单、易操作的可有效提高红土镍矿镍回收率及产能的红土镍矿还原的处理方法。为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：
一种提高红土镍矿镍回收率及产能的方法，其特征在于，采用连续式密闭一段窑干燥加热、二段窑还原焙烧的方法，包括以下步骤：
（1）将作为还原剂的粒煤加入到一段干燥窑与二段还原窑的连接处；
（2）用热风炉对一段干燥窑进行间接加热，脱去一段干燥窑内的原矿所含的结晶水；
（3）将作为热源的粉煤从二段还原窑的窑头喷入二段还原窑，对原矿进行还原焙烧。
前述的提高红土镍矿镍回收率及产能的方法，其特征在于，前述作为还原剂的粒煤的粒度为1mm-10mm，加入率为原矿质量的6%-10%。
前述的提高红土镍矿镍回收率及产能的方法，其特征在于，前述粉煤的粒度为0.07mm-0.08mm。
前述的提高红土镍矿镍回收率及产能的方法，其特征在于，前述热风炉产生的温度为950℃-1050℃。
前述的提高红土镍矿镍回收率及产能的方法，其特征在于，前述原矿脱水后结晶水的质量百分含量为1%-2%。
前述的提高红土镍矿镍回收率及产能的方法，其特征在于，前述粉煤通过四通道粉煤燃烧器喷入到二段还原窑中，四通道粉煤燃烧器在二段还原窑内定时移动。
前述的提高红土镍矿镍回收率及产能的方法，其特征在于，前述四通道粉煤燃烧器移动的频率为：窑外停顿2-3min，窑内停顿2-3min。
本发明的有益之处在于：本发明利用粒煤的用量和粒度来控制还原气氛，用热风炉对一段干燥窑进行间接加热来稳定二段还原窑窑尾温度、用定时移动的四通道粉煤燃烧器直接加热作为热源，对低品位红土镍矿采用一段窑干燥加热、二段窑选择性还原的方法进行炼制，有效解决了回转窑热效率低、易产生局部高温、结圈、还原率不稳定等问题，实现了高效选择性还原红土镍矿中镍，将镍的还原率从过去的50%-90%稳定到60%-75%，并提高了后续工序的金属回收率及产能。
附图说明
图1是本发明的方法的流程图。
具体实施方式
以下结合附图1和具体实施例对本发明作具体的介绍。
首先，分别对原矿铁质镍红土矿、作为还原剂的粒煤、作为热源的粉煤做破碎处理，使其粒度分别达到小于15mm、1mm-10mm和0.07mm-0.08mm的要求。
然后，将作为还原剂的粒煤加入到一段干燥窑与二段还原窑的连接处。还原剂的加入率（还原剂的质量÷原矿质量×100%）直接影响还原焙烧的气氛，还原剂不够，镍、钴不能充分还原；还原剂过多，不但浪费还原剂，而且大量铁会被还原成可溶态，达不到选择性还原的目的，在本发明中，还原剂的加入率控制在6%-10%范围内。
接下来，用热风炉对一段干燥窑进行间接加热，脱去一段干燥窑内的原矿所含的结晶水。热风炉产生的温度为950℃-1050℃，最初原矿内所含的结晶水的质量百分含量为15%左右，脱水后结晶水的质量百分含量为1%-2%，或者更低，从而保证在一段干燥窑窑头原矿物料温度达150℃-200℃，为稳定二段还原窑窑尾温度提供保障。
最后，将作为热源的粉煤从二段还原窑的窑头喷入二段还原窑，对原矿进行还原焙烧。粉煤通过四通道粉煤燃烧器喷入到二段还原窑中，四通道粉煤燃烧器在二段还原窑内定时移动，移动的频率为：窑外停顿2-3min，窑内停顿2-3min。四通道粉煤燃烧器在二段还原窑内定时移动，使得窑内温度均匀，预防了窑内及窑头所产生的局部高温，一定程度上控制了结圈，局部高温可以从煤枪未移动时的950℃-1100℃降低到850℃-950℃，同时还可以达到稳定镍的还原率的效果。
各具体实施例的工艺参数参见下表。
Figure BDA0000413394890000041
Figure BDA0000413394890000051
对上述各实施例进行分析，得到如下结论：
1、作为还原剂的粒煤（粒度为1mm-10mm）加入率低于6%时，会使二段还原窑内因为粒煤不足而温度低于650℃，原矿还原不充分，导致浸出率降低。
2、作为还原剂的粒煤（粒度为1mm-10mm）加入率高于10%时，镍的浸出率不增反而降低；当粒煤加入率达到20%时，镍的浸出率降到了69.3%。这是由于还原剂加入率过大，铁过还原，在氨浸过程中大量进入溶液后又氧化生成胶体Fe(OH)3沉淀，包裹于矿粒表面阻碍了镍、钴的进一步浸出，并在沉淀过程中吸附一部分溶液中的镍、钴氨络离子。
3、作为还原剂的粒煤（粒度为1mm-10mm）加入率在6%-10%时，能够很好的控制二段还原窑内温度在700℃-850℃，粒煤能够充分燃烧，焙砂的还原率趋于稳定，浸出率也较高。
综上所述，本发明利用粒煤的用量和粒度来控制还原气氛，用热风炉对一段干燥窑进行间接加热来稳定二段还原窑窑尾温度、用定时移动的四通道粉煤燃烧器直接加热作为热源，对低品位红土镍矿采用一段窑干燥加热、二段窑选择性还原的方法进行炼制，有效解决了回转窑热效率低、易产生局部高温、结圈、还原率不稳定等问题，实现了高效选择性还原红土镍矿中镍，将镍的还原率从过去的50%-90%稳定到60%-75%，并提高了后续工序的金属回收率及产能。与现有技术相比，具有显著优势，工业化应用、经济效益和社会效益均十分明显。
需要说明的是，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.提高红土镍矿镍回收率及产能的方法，其特征在于，采用连续式密闭一段窑干燥加热、二段窑还原焙烧的方法，包括以下步骤：
（1）将作为还原剂的粒煤加入到一段干燥窑与二段还原窑的连接处；
（2）用热风炉对一段干燥窑进行间接加热，脱去一段干燥窑内的原矿所含的结晶水；
（3）将作为热源的粉煤从二段还原窑的窑头喷入二段还原窑，对原矿进行还原焙烧。
2.根据权利要求1所述的提高红土镍矿镍回收率及产能的方法，其特征在于，所述作为还原剂的粒煤的粒度为1mm-10mm，加入率为原矿质量的6%-10%。
3.根据权利要求1所述的提高红土镍矿镍回收率及产能的方法，其特征在于，所述粉煤的粒度为0.07mm-0.08mm。
4.根据权利要求1所述的提高红土镍矿镍回收率及产能的方法，其特征在于，所述热风炉产生的温度为950℃-1050℃。
5.根据权利要求1所述的提高红土镍矿镍回收率及产能的方法，其特征在于，所述原矿脱水后结晶水的质量百分含量为1%-2%。
6.根据权利要求1至5任意一项所述的提高红土镍矿镍回收率及产能的方法，其特征在于，所述粉煤通过四通道粉煤燃烧器喷入到二段还原窑中，四通道粉煤燃烧器在二段还原窑内定时移动。
7.根据权利要求6所述的提高红土镍矿镍回收率及产能的方法，其特征在于，所述四通道粉煤燃烧器移动的频率为：窑外停顿2-3min，窑内停顿2-3min。
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