CN109439895A - 一种多金属结核的还原方法 - Google Patents

一种多金属结核的还原方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109439895A
CN109439895A CN201811406942.4A CN201811406942A CN109439895A CN 109439895 A CN109439895 A CN 109439895A CN 201811406942 A CN201811406942 A CN 201811406942A CN 109439895 A CN109439895 A CN 109439895A
Authority
CN
China
Prior art keywords
polymetallic nodules
restoring method
carbonaceous pelletizing
polymetallic
prereduction
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.)
Withdrawn
Application number
CN201811406942.4A
Other languages
English (en)
Inventor
居殿春
周磊
徐玉松
周夏芝
武兆勇
姚柳
陈春钰
邱家用
白妮
徐敏人
焦丽娜
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.)
Jiangsu University of Science and Technology
Original Assignee
Jiangsu University of Science and Technology
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 Jiangsu University of Science and Technology filed Critical Jiangsu University of Science and Technology
Priority to CN201811406942.4A priority Critical patent/CN109439895A/zh
Publication of CN109439895A publication Critical patent/CN109439895A/zh
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
    • C21B13/14—Multi-stage processes processes carried out in different vessels or furnaces
    • 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
    • C22B1/242—Binding; Briquetting ; Granulating with binders
    • 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
    • C22B15/00—Obtaining copper
    • C22B15/0002—Preliminary treatment
    • C22B15/001—Preliminary treatment with modification of the copper constituent
    • C22B15/0021—Preliminary treatment with modification of the copper constituent by reducing in gaseous or solid state
    • C22B15/0023—Segregation
    • 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
    • C22B15/00—Obtaining copper
    • C22B15/0026—Pyrometallurgy
    • C22B15/0028—Smelting or converting
    • C22B15/0052—Reduction smelting or converting
    • 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
    • C22B23/005—Preliminary treatment of ores, e.g. by roasting or by the Krupp-Renn process
    • 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
    • C22B23/00—Obtaining nickel or cobalt
    • C22B23/02—Obtaining nickel or cobalt by dry processes
    • C22B23/023—Obtaining nickel or cobalt by dry processes with formation of ferro-nickel or ferro-cobalt
    • 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
    • C22B47/00—Obtaining manganese
    • 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

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

本发明公开了一种多金属结核的还原方法，包括如下步骤：将多金属结核与还原剂、熔剂、粘结剂及水混匀制得含碳球团，将该含碳球团置于回转窑内，进行还原反应制得预还原产物，将上述预还原产物置于熔分炉中，加入碳粉进行还原反应，制得多金合金，进行磁选分离，产生的尾气循环至预还原处理中。本发明的还原方法不仅能够从多金属结核中直接获得富含Mn、Fe、Co、Ni、Cu元素的合金，且能够实现其他元素的富集和回收，降低污染物的排放。

Description

一种多金属结核的还原方法
技术领域
本发明属于对金属结核的还原领域。
背景技术
深海海底区域蕴藏丰富的矿产资源，主要有多金属结核、富钴结壳、多金属硫化物3种，其中多金属结核储量非常巨大，是潜在巨大的金属宝库。多金属结核绝大部分赋存于水深4-6km的深海，含有70多种元素，其主要合金元素及稀土元素含量25％Mn-10％Fe-1.4％Ni-0.3％Co-1.3％Cu-1200ppmRE。
我国从20世纪80年代开始对深海多金属结核的加工提取进行试验研究，研究初期开发了四种处理工艺流程：常温常压活化硫酸浸出法、低温水液催化还原氨浸出法、熔炼合金-锈蚀法及常温常压盐酸浸出法，并分别开展了试验。此外有两种工艺开展了扩大试验，即北京矿冶研究总院建成的一套日处理多金属结核24kg的水溶液催化还原氨浸-萃取-电积的连续试验装置；长沙矿业院建成的单炉处理能力30kg干深海多金属结核、锈蚀槽单槽处理能力1.6kg合金粉的熔炼-锈蚀-萃取装置。然后上述工艺流程却存在一定的缺陷，主要体现在：(1)将铁元素视为夹杂元素而想方设法除去，导致铁元素的浪费；(2)主体工艺以湿法冶金为主，导致三废多、流程长、效率低；(3)锰元素进入渣中形成富锰渣。
因此，针对深海多金属结核冶炼工艺存在的主要问题，现亟需一种以期能将更多的金属元素和其他元素分别加以提取并进行综合利用，同时降低污染物的排放的新工艺。
发明内容
发明目的：本发明的目的是提供一种消耗较低的能源即能够有效地将多金属结核中的Mn、Fe、Co、Ni、Cu元素富集在合金中，而其他元素富集在渣中的多金属结核还原方法。
技术方案：多金属结核的还原方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)制备含碳球团：将多金属结核与还原剂、熔剂、粘结剂及水按质量比100:(10-30):(10-20):(5-15):(5-15)比例混匀，制得含碳球团；
(2)预还原处理：将制备的含碳球团置于回转窑内，在1100-1300℃条件下还原反应1-3h，制得预还原产物；
(3)熔炼分离：将上述预还原产物置于熔分炉中，加入碳粉，在1500-1600℃条件下还原反应1-3h，制得多金合金并进行磁选分离，产生的尾气循环至步骤(2)中。
本发明通过将多金属结核制备成含碳球团后，先在回转窑内进行预还原，Fe、Cu、Co、Ni在预还原过程中先被还原成金属或低价氧化物并形成金属液滴，利于后期合金聚集长大及渣金分离；随后预还原产物在熔分炉中进行熔炼分离，进一步利用高温还原出金属Mn，从而获得Mn-Fe-Co-Ni-Cu合金，而熔分过程中产生的大量的二氧化碳和热能尾气，尾气通过碳粉生成一氧化碳，循环至回转窑内，参与预还原反应并携带一定热能，降低了能量的损耗。本发明通过回转窑的预还原处理和熔分炉的熔炼分离两者的协同配合，从而使得降低能耗，在采用较少的外在能量的基础上有效地将多金属结核中的Mn、Fe、Co、Ni、Cu元素富集在合金中，并且其他元素富集在渣中可进行后续的提纯、综合利用。进一步说，在还原气氛下进行含碳球团的预还原处理不仅进行能够避免含碳球团被二次氧化，且能够降低还原剂的消耗。而预还原处理和熔炼处理的还原反应时间为1-3h，倘若反应时间太短，会造成反应不够完全而倘若反应时间太长，则会造成能源浪费。
其中，Mn、Fe、Co、Ni、Cu氧化物还原机理如下：
MnO2+2C＝Mn+2CO
Fe2O3+3C＝2Fe+3CO
CoO+C＝Co+CO
NiO+C＝Ni+CO
CuO+C＝Cu+CO
优选的，还原剂可为焦粉、煤炭、生物炭、石墨、石油焦或沥青。熔剂可为石灰石或白云石。粘结剂可为水玻璃、佩利多、膨润土或羧甲基纤维素钠。
进一步说，步骤(1)中，制得含碳球团后将其置于100-200℃条件下烘干2-4h。制备的含碳球团的粒径可为1-3cm。步骤(2)中，加入的碳粉与金属多结核质量比可为1:0.5-2。
有益效果：与现有技术相比，本发明的显著优点为：该还原方法不仅能够从多金属结核中直接获得富含Mn、Fe、Co、Ni、Cu元素的合金以及含有其他元素的渣；其中，合金可用作冶炼高附加值特种钢的合金添加料，亦可针对某种或几种合金元素进行分别提取处理；渣进行浸出处理将其他元素溶进浸出液中，再对浸出液进行处理富集其中的其他元素，实现了其他元素的富集和回收，并降低污染物的排放；同时工艺简单，可操作性强。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的技术方案做进一步详细说明。
实施例1
该实施例采用的多金属结核的元素含量如下表1所示：
表1多金属结核还原前的元素含量
元素 Mn Fe Cu Co Ni 其他1
含量/％ 42.71 11.50 1.82 0.16 2.29 41.52
注：元素中的其他1指的是多金属结核中除了表中列出元素的其余元素，包括Al、Mg、Ca、K、Zn、Pb、S、Si、P、Cl、H、As以及一些稀有金属元素等。
还原方法包括如下步骤：
(1)含碳球团：将多金属结核进行破碎、干燥、粉磨制得多金属结核粉，称取200目以下多金属结核粉100g，将其与20g煤炭、15g石灰石、5g水玻璃以及10g水混匀、压制成粒径1-3cm的含碳球团，再将含碳球团进行105℃条件下烘干处理2h；
(2)预还原：将含碳球团置于回转窑内，在1150℃条件下还原反应2h，制得预还原产物；
(3)熔炼分离：将预还原产物转移至熔分炉内，加入50g碳粉，在1500℃条件下进行还原反应2h，制得多金合金，而产生的尾气循环至步骤(2)中进行预还原反应；
(4)渣金分离：用破碎机将多金合金进行破碎，再用磁选机进行磁选分离，磁选物即为富含Mn、Fe、Co、Ni、Cu元素的合金；而不能被磁选的即为含有其他元素的渣。
将还原后的多元合金进行分析，获得的结果如下表2所示。
表2实施例1的多元合金的含量成分
注：元素中的其他2指的是多金属结核中除了表中列出元素的其余元素，包括Al、Mg、Ca、K、Zn以及一些稀有金属元素等。
通过对比表1和表2可知，采用本发明的还原方法能够有效提取富含Mn、Fe、Co、Ni、Cu元素的合金，且元素的平均收得率能够达到94％左右，其中，Mn的收得率能够达到96％以上。
实施例2
该实施例采用的多金属结核的元素含量如下表3所示：
表3多金属结核还原前的元素含量
元素 Mn Fe Cu Co Ni 其他1
含量/％ 39.71 12.76 1.56 0.20 2.15 43.62
注：元素中的其他1指的是多金属结核中除了表中列出元素的其余元素，包括Al、Mg、Ca、K、Zn、Pb、S、Si、P、Cl、H、As以及一些稀有金属元素等。
还原方法包括如下步骤：
(1)含碳球团：将多金属结核进行破碎、干燥、粉磨制得多金属结核粉，称取250目以下多金属结核粉100g，将其与30g焦粉、10g白云石、5g佩利多以及15g水混匀、压制成粒径1-3cm的含碳球团，再将含碳球团进行150℃条件下烘干处理2h；
(2)预还原：将含碳球团置于回转窑内，在1200℃条件下还原反应1.5h，制得预还原产物；
(3)熔炼分离：将预还原产物转移至熔分炉内，加入60g碳粉，在1500℃条件下进行还原反应1h，制得多金合金，而产生的尾气循环至步骤(2)中进行预还原反应；
(4)渣金分离：用破碎机将多金合金进行破碎，再用磁选机进行磁选分离，磁选物即为富含Mn、Fe、Co、Ni、Cu元素的合金；而不能被磁选的即为含有其他元素的渣。
将还原后的多元合金进行分析，获得的结果如下表4所示。
表4实施例2的多元合金的含量成分
注：元素中的其他2指的是多金属结核中除了表中列出元素的其余元素，包括Al、Mg、Ca、K、Zn以及一些稀有金属元素等。
通过对比表3和表4可知，采用本发明的还原方法能够有效提取富含Mn、Fe、Co、Ni、Cu元素的合金，且元素的平均收得率能够达到95％左右，其中，Mn的收得率能够达到96％以上。
实施例3
该实施例采用的多金属结核的元素含量如下表5所示：
表5多金属结核还原前的元素含量
元素 Mn Fe Cu Co Ni 其他1
含量/％ 38.71 10.76 1.36 0.24 2.17 46.76
注：元素中的其他1指的是多金属结核中除了表中列出元素的其余元素，包括Al、Mg、Ca、K、Zn、Pb、S、Si、P、Cl、H、As以及一些稀有金属元素等。
还原方法包括如下步骤：
(1)含碳球团：将多金属结核进行破碎、干燥、粉磨得到多金属结核粉，称取250目以下多金属结核粉100g，将其与30g生物炭、20g石灰石、10g膨润土以及10g水混匀、压制成粒径1-3cm的含碳球团，再将含碳球团进行180℃条件下烘干处理2.5h；
(2)预还原：将含碳球团置于回转窑内，在1250℃条件下还原反应1h，制得预还原产物；
(3)熔炼分离：将预还原产物转移至熔分炉内，加入40g碳粉，在1550℃条件下进行还原反应1.5h，制得多金合金，而产生的尾气循环至步骤(2)中进行预还原反应；
(4)渣金分离：用破碎机将多金合金进行破碎，再用磁选机进行磁选分离，磁选物即为富含Mn、Fe、Co、Ni、Cu元素的合金；而不能被磁选的即为含有其他元素的渣。
将还原后的多元合金进行分析，获得的结果如下表6所示。
表6实施例3的多元合金的含量成分
注：元素中的其他2指的是多金属结核中除了表中列出元素的其余元素，包括Al、Mg、Ca、K、Zn以及一些稀有金属元素等。
通过对比表5和表6可知，采用本发明的还原方法能够有效提取富含Mn、Fe、Co、Ni、Cu元素的合金，且元素的平均收得率能够达到94％左右，其中，Mn的收得率能够达到96％以上。
实施例4
该实施例采用的多金属结核的元素含量如下表7所示：
表7多金属结核还原前的元素含量
元素 Mn Fe Cu Co Ni 其他1
含量/％ 37.44 13.34 1.56 0.30 1.87 45.39
注：元素中的其他1指的是多金属结核中除了表中列出元素的其余元素，包括Al、Mg、Ca、K、Zn、Pb、S、Si、P、Cl、H、As以及一些稀有金属元素等。
还原方法包括如下步骤：
(1)含碳球团：将多金属结核进行破碎、干燥、粉磨得到多金属结核粉，称取200目以下多金属结核粉100g，将其与30g石墨、20g石灰石、10g羧甲基纤维素钠以及10g水混匀、压制成粒径1-3cm的含碳球团，再将含碳球团进行100℃条件下烘干处理4h；
(2)预还原：将含碳球团置于回转窑内，在1100℃条件下还原反应3h，制得预还原产物；
(3)熔炼分离：将预还原产物转移至熔分炉内，加入30g碳粉，在1500℃条件下进行还原反应3h，制得多金合金，而产生的尾气循环至步骤(2)中进行预还原反应；
(4)渣金分离：用破碎机将多金合金进行破碎，再用磁选机进行磁选分离，磁选物即为富含Mn、Fe、Co、Ni、Cu元素的合金；而不能被磁选的即为含有其他元素的渣。
将还原后的多元合金进行分析，获得的结果如下表8所示。
表8实施例4的多元合金的含量成分
注：元素中的其他2指的是多金属结核中除了表中列出元素的其余元素，包括Al、Mg、Ca、K、Zn以及一些稀有金属元素等。
通过对比表5和表8可知，采用本发明的还原方法能够有效提取富含Mn、Fe、Co、Ni、Cu元素的合金，且元素的平均收得率能够达到94％左右，其中，Mn的收得率能够达到95％以上。
实施例5
该实施例采用的多金属结核的元素含量如下表9所示：
表9多金属结核还原前的元素含量
元素 Mn Fe Cu Co Ni 其他1
含量/％ 41.87 12.01 1.75 0.4 2.04 41.93
注：元素中的其他1指的是多金属结核中除了表中列出元素的其余元素，包括Al、Mg、Ca、K、Zn、Pb、S、Si、P、Cl、H、As以及一些稀有金属元素等。
还原方法包括如下步骤：
(1)含碳球团：将多金属结核进行破碎、干燥、粉磨得到多金属结核粉，称取200目以下多金属结核粉100g，将其与40g石油焦、25g石灰石、10g水玻璃以及5g水混匀、压制成粒径1-3cm的含碳球团，再将含碳球团进行200℃条件下烘干处理2h；
(2)预还原：将含碳球团置于回转窑内，在1300℃条件下还原反应1h，制得预还原产物；
(3)熔炼分离：将预还原所得中间产物转移至熔分炉内，加入30g碳粉，在1600℃条件下进行还原反应1h，制得多金合金，而产生的尾气循环至步骤(2)中进行预还原反应；
(4)渣金分离：用破碎机将多金合金进行破碎，再用磁选机进行磁选分离，磁选物即为富含Mn、Fe、Co、Ni、Cu元素的合金；而不能被磁选的即为含有其他元素的渣。
将还原后的多元合金进行分析，获得的结果如下表10所示。
表10实施例5的多元合金的含量成分
注：元素中的其他2指的是多金属结核中除了表中列出元素的其余元素，包括Al、Mg、Ca、K、Zn以及一些稀有金属元素等。
通过对比表9和表10可知，采用本发明的还原方法能够有效提取富含Mn、Fe、Co、Ni、Cu元素的合金，且元素的平均收得率能够达到95％左右，其中，Mn的收得率能够达到95％以上。
对比例1
基本步骤与实施例1相同，不同之处在于在还原中不先进行预还原处理。具体步骤及参数如下：
还原方法包括如下步骤：
(1)含碳球团：将多金属结核进行破碎、干燥、粉磨得到多金属结核粉，称取200目以下多金属结核粉100g，将其与20g煤炭、15g石灰石、5g水玻璃以及10g水混匀、压制成粒径1-3cm的含碳球团，再将含碳球团进行105℃条件下烘干处理2h；
(2)熔炼分离：将预还原所得中间产物转移至熔分炉内，加入与50g碳粉，在1500℃条件下进行还原反应2h，制得多金合金；
(3)渣金分离：用破碎机将多金合金进行破碎，再用磁选机进行磁选分离，磁选物即为富含Mn、Fe、Co、Ni、Cu元素的合金；而不能被磁选的即为含有其他元素的渣。
将还原后的多元合金进行分析，获得的结果如下表11所示。
表11对比例1的多元合金的含量成分
注：元素中的其他2指的是多金属结核中除了表中列出元素的其余元素，包括Al、Mg、Ca、K、Zn以及一些稀有金属元素等。
通过表11可知，不预先进行预还原反应而直接进行熔炼分离制得的Mn、Fe、Co、Ni、Cu合金的含量及收得率均较低，这是由于预还原过程中矿石与还原剂是在含碳球团中进行，透气性较好，反应物比表面积较大反应速率快反应较为充分，铁等氧化物被还原温度较低，能先被还原出来形成液态金属，有利于合金的剧集长大，且预还原部分还可根据不同的副产品调节调节中间产物的成分，还能有效改善后期熔炼炉料的高度、软熔特性等指标，能有效提升金属化率；而直接熔炼时会出现“软熔带”，透气性差，不利于还原剂与矿石的充分接触，进而元素的收得率较低。
实施例6
该实施例采用的多金属结核的元素含量如下表12所示：
表12多金属结核还原前的元素含量
元素 Mn Fe Cu Co Ni 其他1
含量/％ 34.16 11.05 1.22 1.64 0.26 51.67
注：元素中的其他1指的是多金属结核中除了表中列出元素的其余元素，包括Al、Mg、Ca、K、Zn、Pb、S、Si、P、Cl、H、As以及一些稀有金属元素等。
还原方法包括如下步骤：
(1)含碳球团：将多金属结核进行破碎、干燥、粉磨得到多金属结核粉，称取200目以下多金属结核粉100g，将其与10g沥青、15g石灰石、15g水玻璃以及5g水混匀、压制成粒径1-3cm的含碳球团，再将含碳球团进行150℃条件下烘干处理3h；
(2)预还原：将含碳球团置于回转窑内，在1200℃条件下还原反应1.5h，制得预还原产物；
(3)熔炼分离：将预还原所得中间产物转移至熔分炉内，加入50g碳粉，在1600℃条件下进行还原反应1h，制得多金合金，而产生的尾气循环至步骤(2)中进行预还原反应；
(4)渣金分离：用破碎机将多金合金进行破碎，再用磁选机进行磁选分离，磁选物即为富含Mn、Fe、Co、Ni、Cu元素的合金；而不能被磁选的即为含有其他元素的渣。
将还原后的多元合金进行分析，获得的结果如下表13所示。
表13实施例6的多元合金的含量成分
注：元素中的其他2指的是多金属结核中除了表中列出元素的其余元素，包括Al、Mg、Ca、K、Zn以及一些稀有金属元素等。
通过对比表12和表13可知，采用本发明的还原方法能够有效提取富含Mn、Fe、Co、Ni、Cu元素的合金，且元素的平均收得率能够达到94％左右，其中，Mn的收得率能够达到94％以上。

Claims (7)

1.一种多金属结核的还原方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)制备含碳球团：将多金属结核与还原剂、熔剂、粘结剂及水按质量比100:(10-40):(10-25):(5-15):(5-15)比例混匀，制得含碳球团；
(2)预还原处理：将制备的含碳球团置于回转窑内，在1100-1300℃条件下还原反应1-3h，制得预还原产物；
(3)熔炼分离：将上述预还原产物置于熔分炉中，加入碳粉，在1500-1600℃条件下还原反应1-3h，制得多金合金并进行磁选分离，产生的尾气循环至步骤(2)中。
2.根据权利要求1所述的多金属结核的还原方法，其特征在于：步骤(1)中，所述还原剂为焦粉、煤炭、生物炭、石墨、石油焦或沥青。
3.根据权利要求1所述的多金属结核的还原方法，其特征在于：步骤(1)中，所述熔剂为石灰石或白云石。
4.根据权利要求1所述的多金属结核的还原方法，其特征在于：步骤(1)中，所述粘结剂为水玻璃、佩利多、膨润土或羧甲基纤维素钠。
5.根据权利要求1所述的多金属结核的还原方法，其特征在于：步骤(1)中，所述制得含碳球团后将其置于100-200℃条件下烘干2-4h。
6.根据权利要求1所述的多金属结核的还原方法，其特征在于：步骤(1)中，所述制得的含碳球团的粒径为1-3cm。
7.根据权利要求1所述的多金属结核的还原方法，其特征在于：步骤(2)中，所述加入的碳粉与金属多结核质量比为1:0.3-0.6。
CN201811406942.4A 2018-11-23 2018-11-23 一种多金属结核的还原方法 Withdrawn CN109439895A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811406942.4A CN109439895A (zh) 2018-11-23 2018-11-23 一种多金属结核的还原方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811406942.4A CN109439895A (zh) 2018-11-23 2018-11-23 一种多金属结核的还原方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109439895A true CN109439895A (zh) 2019-03-08

Family

ID=65554215

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811406942.4A Withdrawn CN109439895A (zh) 2018-11-23 2018-11-23 一种多金属结核的还原方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109439895A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115725865A (zh) * 2021-08-30 2023-03-03 深圳市金航深海矿产开发集团有限公司 一种选择性还原大洋多金属结核提取有价金属的方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3957485A (en) * 1974-10-15 1976-05-18 Kennecott Copper Corporation Reduction smelting of manganese nodules with a liquid reductant
CN1040058A (zh) * 1988-08-06 1990-02-28 冶金工业部钢铁研究总院 高铁贫锰矿利用新工艺
CN1172167A (zh) * 1996-07-25 1998-02-04 冶金工业部长沙矿冶研究院 熔炼－锈蚀－萃取法从大洋多金属结核提取有价金属
CN1598007A (zh) * 2004-08-18 2005-03-23 长沙矿冶研究院 一种大洋富钴结壳中有价金属的火法富集方法
CN101748298A (zh) * 2008-12-03 2010-06-23 司全 一种隧道窑预还原-熔分炉终还原联合处理红土镍矿生产镍铁的方法
CN104928468A (zh) * 2015-05-26 2015-09-23 中国科学院过程工程研究所 一种大洋多金属结核与含砷金矿混合预处理的方法
CN105695850A (zh) * 2016-04-18 2016-06-22 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 一种含镍铁矿的利用方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3957485A (en) * 1974-10-15 1976-05-18 Kennecott Copper Corporation Reduction smelting of manganese nodules with a liquid reductant
CN1040058A (zh) * 1988-08-06 1990-02-28 冶金工业部钢铁研究总院 高铁贫锰矿利用新工艺
CN1172167A (zh) * 1996-07-25 1998-02-04 冶金工业部长沙矿冶研究院 熔炼－锈蚀－萃取法从大洋多金属结核提取有价金属
CN1598007A (zh) * 2004-08-18 2005-03-23 长沙矿冶研究院 一种大洋富钴结壳中有价金属的火法富集方法
CN101748298A (zh) * 2008-12-03 2010-06-23 司全 一种隧道窑预还原-熔分炉终还原联合处理红土镍矿生产镍铁的方法
CN104928468A (zh) * 2015-05-26 2015-09-23 中国科学院过程工程研究所 一种大洋多金属结核与含砷金矿混合预处理的方法
CN105695850A (zh) * 2016-04-18 2016-06-22 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 一种含镍铁矿的利用方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
中国有色金属工业协会等: "《有色金属进展：1996-2005》", 30 November 2007, 长沙：中南大学出版社 *
毛拥军等: ""还原熔炼大洋多金属结核"", 《矿冶工程》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115725865A (zh) * 2021-08-30 2023-03-03 深圳市金航深海矿产开发集团有限公司 一种选择性还原大洋多金属结核提取有价金属的方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101413055B (zh) 一种由红土镍矿直接制取镍铁合金粉的工艺
CN103555968B (zh) 一种钴锰多金属矿的冶炼新工艺
CN104894363B (zh) 利用低品位铌精矿制备铌铁合金与稀土硫酸复盐的方法
CN101514401B (zh) 一种从低品位红土镍矿高效富集镍钴的方法
CN104195279B (zh) 一种红土镍矿制备镍铁的工艺
CN111172384B (zh) 一种镍钴多金属氧化矿还原富集和回收镍钴的方法
CN111378851A (zh) 处理红土镍矿的系统和方法
CN102199710B (zh) 从含有镍和钼的石煤矿中提取与分离镍和钼的方法
CN110923441B (zh) 钴锰多金属氧化矿与海底多金属硫化物联合金属化回收方法
CN105907944A (zh) 处理冶金渣的方法和系统
CN101550483A (zh) 一种红土镍矿的联合流程处理方法
CN111172412A (zh) 钴锰多金属氧化矿选冶联合提取锰并综合回收镍、钴、铜的方法
CN101418378A (zh) 红土镍矿还原焙烧过程中添加添加剂的方法
CN106086469A (zh) 一种利用红土镍矿提取氧化镍的方法及系统
CN103757200A (zh) 一种红土镍矿分离富集镍铁的方法
CN103740933A (zh) 一种氧化镍物料生产镍铁合金的方法
CN108441636B (zh) 一种二段真空还原处理赤泥的方法
CN107326173B (zh) 一种复合添加剂分解回收铜渣中有价金属的方法
CN113293250A (zh) 一种硫精矿的高效回收利用方法
CN115747542B (zh) 一种镍吹炼渣还原制备Fe-Ni-Co-Cu高熵合金的方法
CN212247156U (zh) 处理红土镍矿的系统
CN109439895A (zh) 一种多金属结核的还原方法
CN110983043B (zh) 一种用中低品位红土镍矿制备高品位镍铁的方法
CN102181776B (zh) 一种还原球团法生产高品位镍及不锈钢的工艺方法和装置
US4029498A (en) Process for treating manganese nodules

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WW01 Invention patent application withdrawn after publication

Application publication date: 20190308

WW01 Invention patent application withdrawn after publication