CN104232882A

CN104232882A - 氧化镍矿高温氯化挥发回收镍钴铁的工艺

Info

Publication number: CN104232882A
Application number: CN201410504145.5A
Authority: CN
Inventors: 毛黎生; 赵明会; 毛耐文
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-09-28
Filing date: 2014-09-28
Publication date: 2014-12-24

Abstract

本发明涉及一种氧化镍矿高温氯化挥发回收镍钴铁的工艺。包括以下步骤：A、将氧化镍矿和焦粉分别破碎、球磨；B、将氧化镍矿、焦粉和氯化剂混合均匀进行高温氯化挥发焙烧，使氯化的镍、钴和铁在高温下转化为气体进入烟气，在回收装置中用水洗涤、吸收和溶解烟气的氯化物溶液；C、生产含镍钴铁的氢氧混合物产品。本发明生产出含镍钴铁的氢氧混合物产品，镍的品位高，可供生产不锈钢使用。与传统的氧化镍矿湿法处理工艺相比较，本发明的从氧化镍矿回收镍钴铁的方法是一项资源综合利用效率高，能耗低，对环境友好而且易于实施的工艺。

Description

氧化镍矿高温氯化挥发回收镍钴铁的工艺

技术领域

本发明涉及湿法冶金，具体而言，涉及一种氧化镍矿高温氯化挥发回收镍钴铁的工艺。

背景技术

氧化镍矿通常是一种含有多种金属元素的共生矿物。含有铁、镍、钴、锰、铝和镁等。为了回收利用这些有价金属元素，人们采用了火法冶金和湿法冶金等方法。

传统的氧化镍矿火法冶金处理技术有回转窑干燥预还原-电炉还原熔炼生产镍铁；烧结-鼓风炉硫化熔炼生产低冰镍；以及烧结-高炉还原熔炼生产镍生铁。回转窑干燥预还原-电炉还原熔炼是处理氧化镍矿的经典工艺，该方法具有工艺适应性强、流程简短、镍回收率高等特点。鼓风炉硫化熔炼可产出含镍8～15％的低冰镍产品。烧结-高炉还原熔炼是在借鉴高炉炼铁工艺的基础上开发出的氧化镍矿处理方法，生产含镍2～5％的镍生铁。由于在氧化镍矿中每种有价金属元素含量相对较少，所以采用火法冶金冶炼的能耗较高，这是氧化镍矿火法冶炼的主要缺点。于是，人们采用湿法冶金的方法，选择性地提取其中的有价金属。近年来，氧化镍矿硫酸湿法提取技术获得迅速发展。

常用的氧化镍矿硫酸湿法提取技术有：硫酸加压浸出、硫酸常压浸出、硫酸堆浸以及还原焙烧--氨浸等。硫酸加压浸出处理氧化镍矿，是在高温和高压下浸出，镍、钴浸出率可以达到95％左右。还原焙烧-氨浸工艺具有试剂NH3可循环使用，能耗量小，能综合回收镍、钴、铁等优点，而镍、钴浸出率偏低是其主要缺点。硫酸常压浸出氧化镍矿，是在常压下根据所处理的氧化镍矿的矿物组成制备浸出液，上述工艺的重点是回收利用溶液中的镍和钴，而把有价元素铁、镁等均作为杂质元素处理废弃。另外，在该工艺的第一步骤中，即在用氧化钙或氢氧化钙预先中和去除铁和铝过程中，由于与铁和铝的吸附共沉淀，以及局部碱度过高，经常导致宝贵的镍和钴大量损失。

在先申请的一种焙烧-浸出处理褐铁矿型氧化镍矿的方法(专利申请号：201010131130.0)，该方法与现有的焙烧-浸出工艺相比，流程短，试剂消耗少，可有效地回收氧化镍矿中的镍和钴，浸出渣易于综合利用，但由于氧化镍矿先还原焙烧后冷却到300～500℃，再经氯化焙烧两步法工艺进行氯化氧化镍矿，其设备增多，投资增大，操作工艺复杂，而且需将焙砂全部浸出，浸液处理量大，金属回收率低。

在先申请的红土镍矿高温氯化法(专利申请号：200910094630.9)，这种方法的缺点是采用的高温氯化焙烧温度低，达不到氯化镍的挥发温度973℃。因此，在高温下氯化焙烧红土镍矿中的氯化镍不能转化为气体进入烟气回收。

发明内容

本发明为了克服现有技术中存在的不足，提供一种工艺设计更为合理、有效地回收氧化镍中的多种元素、提高回收率的氧化镍矿高温氯化焙烧回收镍钴铁的方法。

本发明的发明目的是采用以下技术方案实现的：

一种氧化镍矿高温氯化挥发回收镍钴铁的工艺，包括以下步骤：

A、准备原料氧化镍矿和焦粉

氧化镍矿和焦粉运至原料堆场，分别将氧化镍矿和焦粉破碎、球磨；

B、氧化镍矿高温氯化焙烧

在A步骤制备后的氧化镍矿中，拌入氯化剂和少量焦粉搅拌均匀。再将拌入氯化剂和少量焦粉的氧化镍矿进行高温氯化焙烧，使氯化的镍、钴和铁在高温下转化为气体进入烟气，在回收装置中用水洗涤、吸收和溶解烟气的氯化物溶液；

C、生产含氢氧化镍、氢氧化钴、氢氧化铁的混合物

在B步骤中获得的氯化物溶液中加入中和剂氢氧化钠搅拌进行中和处理，使镍、钴、铁混合物共沉淀，然后用板块压滤机压滤，产生氢氧化镍、氢氧化钴、氢氧化铁的混合物，其中镍回收率80～90％。

本发明与现有技术相比，取得了以下有益效果：

1、由于氧化镍矿的金属元素经高温氯化焙烧挥发，使氯化的镍、钴和铁在高温下转化为气体进入烟气，在回收装置中用水洗涤、吸收和溶解烟气的氯化物溶液，实现了氧化镍矿清水浸出液中镍钴铁三种元素的回收利用。

2、由于采用了大于氯化镍、氯化钴的沸点957℃以上的高温1210℃-1250℃进行氯化焙烧，把处于稳定状态的红土镍矿改了性，使氯化剂充分作用于红土镍矿并发生一系列的氯化反应，使红土镍矿生成的氯化镍、氯化钴最大限度的挥发出来。再则，在红土镍矿高温氯化焙烧中配了少量合理的碳，不仅能促进固体氯化剂的分解，而且提高了氯化挥发率，又不使红土镍矿在高温氯化时镍钴就地还原或挥发出的镍钴发生氯化离析，附着碳的表面，形成金属镍，挥发不出去。

因此，与传统的氧化镍矿湿法处理工艺相比较，本发明使用了高温氯化焙烧法一步法生产工艺，不需要将焙烧料浸出，湿法处理量少，从而缩短了工艺流程，减少了设备投资，为后道工序提供了便利，降低了成本，生产环境友好。

具体实施方式

以下通过具体实施方式和实施例详细说明本发明。

一种从氧化镍矿中回收镍钴铁的工艺，包括以下步骤：

A、准备原料氧化镍矿和焦粉

氧化镍矿和焦粉运至原料堆场后分别破碎、球磨，粒度均为100目-120目；

B、氧化镍矿氯化焙烧

按氧化镍矿重量比拌入20％～25％氯化剂和0.5％焦粉并搅拌均匀。所使用的氯化剂为氯化钙、氯化铵、氯化钠、氯化镁其中的一种或任意比例的任意几种。将拌入氯化剂和焦粉的氧化镍矿在1210～1250℃温度下进行氯化焙烧10～20小时，使氯化的镍、钴和铁在高温下转化为气体进入烟气，在回收装置中用水洗涤、吸收和溶解烟气的氯化物溶液；

C、生产含氢氧化镍、氢氧化钴、氢氧化铁的混合物产品

在B步骤中获得的氯化物溶液中加入中和剂氧化钙或者氢氧化钙，在温度60～80℃的条件下搅拌进行中和处理，反应时间60～80分钟，终点PH＝7～9。使含氢氧化镍、氢氧化钴、氢氧化铁的混合物共沉淀，再用板框压滤机压滤，产出含有氢氧化镍、氢氧化钴、氢氧化铁的混合物。

以下用非限定性实施例对本发明的工艺作进一步的说明，以有助于理解本发明及其优点。

实施例1

氧化镍矿的成分中含有(重量％)：Ni 1.45％、Fe 14.5％、C00.08％、MgO18.5％、SiO 35.7％、CaO 0.3％、Al₂O₃6.08％、Cr 1.02％。

将氧化镍矿和焦粉分别破碎、球磨，球磨后的氧化镍矿的细度为100目。

氯化焙烧条件：按氧化镍矿重量加入20％氯化钙和0.5％焦粉，焙烧温度1250℃，焙烧时间10小时，使氯化的镍、钴和铁在高温下转化为气体进入烟气，在回收装置中用水洗涤、吸收和溶解烟气的氯化物溶液；

镍钴铁化合物的混合物共沉淀条件：将上述氯化物溶液加入氢氧化钙浆液，中和沉淀温度60℃、反应时间60分钟，控制终点PH＝8.5，得到含镍钴铁的氢氧混合物，其回收率：镍90％、钴85％、铁15％。

实施例2

所用氧化镍矿组成含有(重量％)：Ni 1.65％、Fe 16.3％、Co 0.07％、MgO15.8％、SiO₂：41.2％、CaO 0.2％、Al₂O₃5.28％、Cr 0.92％。

氯化焙烧条件：按氧化镍矿重量比加入20％氯化铵，0.5％焦粉和5％的氯化钠，焙烧温度1210℃，焙烧时间15小时，使氯化的镍、钴和铁在高温下转化为气体进入烟气，在回收装置中用水洗涤、吸收和溶解烟气的氯化物溶液；

镍钴铁化合物的混合物共沉淀条件：将上述氯化物溶液加入氢氧化钙浆液，中和沉淀温度60℃、反应时间60分钟，控制终点PH＝7.5，得到含镍钴铁的氢氧混合物，其回收率：镍85％、钴80％、铁25％。

实施例3

所用氧化镍矿组成(重量％)中：Ni 1.82％、Fe 13.5％、CO 0.08％、MgO 16.5％、SiO₂38.2％、CaO 0.32％、Al₂O₃4.57％、Cr 1.15％。将氧化镍矿和焦粉分别破碎、球磨，球磨后的氧化镍矿的细度为120目。

氯化焙烧条件：按氧化镍矿重量比加入30％氯化钠和0.5％焦粉，焙烧温度1220℃，焙烧时间12小时，使氯化的镍、钴和铁在高温下转化为气体进入烟气，在回收装置中用水洗涤、吸收和溶解烟气的氯化物溶液；

镍钴铁化合物的混合物共沉淀条件：将上述氯化物溶液加入氢氧化钙浆液，中和沉淀温度70℃、反应时间75分钟，控制终点pH＝9，得到含镍钴铁的氢氧混合物，其回收率：镍82％、钴78％、铁35％。

实施例4

所用氧化镍矿组成(重量％)中：Ni 1.95％、Fe 13.8％、CO 0.09％、MgO 14.8％、SiO₂39.8％、CaO 0.12％、Al₂O₃5.6％、Cr 0.96％。

将氧化镍矿和焦粉分别破碎、球磨，球磨后的氧化镍矿的细度为120目。

氯化焙烧条件：按氧化镍矿重量比加入25％氯化镁和0.5％焦粉，焙烧温度1240℃，焙烧时间20小时，使氯化的镍、钴和铁在高温下转化为气体进入烟气，在回收装置中用水洗涤、吸收和溶解烟气的氯化物溶液；

镍钴铁化合物的混合物共沉淀条件：将上述氯化物溶液加入氢氧化钙浆液，中和沉淀温度75℃、反应时间80分钟，控制终点PH＝9，得到含镍钴铁化合物的混合物，其回收率：镍80％、钴68％、铁37％。

Claims

1.一种氧化镍矿高温氯化挥发回收镍钴铁的工艺，包括以下步骤：

A、准备原料氧化镍矿和焦粉

将氧化镍矿和焦粉运至原料堆场，分别破碎、球磨；

B、氧化镍矿高温氯化焙烧

在A步骤制备的氧化镍矿中，拌入氯化剂和焦粉并搅拌均匀，再进行焙烧，使氯化的镍、钴和铁在高温下转化为气体进入烟气，在回收装置中用水洗涤、吸收和溶解烟气的氯化物溶液；

C、生产含氢氧化镍、氢氧化钴、氢氧化铁的混合物产品

在B步骤中获得的氯化物溶液中加入中和剂氧化钙或者氢氧化钙，搅拌进行中和处理，使镍、钴、铁化合物共沉淀，用板框压滤机压滤，产出含有氢氧化镍、氢氧化钴、氢氧化铁的混合物。

2.根据权利要求1所述的一种氧化镍矿高温氯化挥发回收镍钴铁的工艺，其特征在于：所述A步骤中，将氧化镍矿和焦粉分别破碎、球磨，粒度为100目-120目。

3.根据权利要求1所述的一种氧化镍矿高温氯化挥发回收镍钴铁的工艺，其特征在于：所述B步骤中，按氧化镍矿重量比拌入20％～25％氯化剂和0.5％焦粉并搅拌均匀，所使用的氯化剂为氯化钙、氯化铵、氯化钠、氯化镁其中的一种或任意比例的任意几种混合物；将拌入氯化剂的氧化镍矿在1200～1250℃温度下进行高温氯化焙烧挥发10～12小时，使氯化的镍、钴和铁在高温下转化为气体进入烟气，在回收装置中用水洗涤、吸收和溶解烟气的氯化物溶液。

4.根据权利要求1所述的一种氧化镍矿高温氯化挥发回收镍钴铁的工艺，其特征在于：所述B步骤中获得的氯化物溶液中加入中和剂氧化钙或者氢氧化钙，在温度60～80℃的条件下搅拌进行中和处理，反应时间60～80分钟，终点PH＝7～9；使含氢氧化镍、氢氧化钴、氢氧化铁的混合物共沉淀，再用板框压滤机压滤，产出含有氢氧化镍、氢氧化钴、氢氧化铁的混合物。