CN110527847B - 一种由镍钼矿得到镍钼铁合金的方法 - Google Patents

一种由镍钼矿得到镍钼铁合金的方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于选矿‑合金冶炼联合技术领域，具体涉及一种由镍钼矿得到镍钼铁合金的方法。本发明提供了一种由镍钼矿得到镍钼铁合金的方法，包括如下步骤：将镍钼矿进行浮选，得到镍钼精矿；将所述镍钼精矿氧化焙烧，得到镍钼矿烧结矿；将所述镍钼矿烧结矿与铁熔炼，得到镍钼铁合金。本发明对镍钼矿进行浮选富集，降低后续冶炼处理量；通过氧化焙烧，使镍和钼完全转化为氧化镍和氧化钼；在熔炼过程中，以镍钼矿烧结矿中不易脱除的碳为还原剂，消耗降低了熔炼体系中有机碳含量。实验结果表明，采用本发明提供的方法，可以由1～2％的低品位镍钼矿得到钼品位达18～21％、镍品位达8～11％、铁品位达50～60％的镍钼铁合金。

Description

一种由镍钼矿得到镍钼铁合金的方法
技术领域
本发明属于选矿-合金冶炼联合技术领域，具体涉及一种由镍钼矿得到镍钼铁合金的方法。
背景技术
镍钼作为重要战略金属，成为先进结构材料和功能材料的基体、主要成分或添加物，广泛应用于国民经济和国防军工等领域。
我国湘西地区、贵州遵义、湖北都昌、浙江富阳和云南沾益等地发现了富含Ni、Mo、As、Au、Ag、Se、Re、Pt和Pd等多种有价元素的矿带，人们称该矿带为“多金属黑色页岩”，由于其富含镍、钼等金属元素，所以一般称之为镍钼矿。镍钼矿作为一种原生矿，镍和钼品位高于非镍钼矿矿山中镍品位为0.3％和钼品位为0.1％的界定值，但是镍钼矿中钼主要以非晶态的胶硫钼矿集合体形态存在，镍元素则主要存在于二硫化镍、辉砷镍矿等镍矿物之中，镍与钼的赋存状态复杂；钼与硫的含量变化幅度较大；矿种多样且杂质含量高，使得选矿难度大、矿物分解难度大、杂质分离难度大。鉴于镍钼矿成分及结构特殊，元素赋存状态复杂，不同矿物间界面性质类似导致选矿富集、冶炼提取困难，通常将这类矿物定位为“低品位镍钼难分离复杂矿”。
对于具有难分离、难冶炼特点的镍钼矿，直接用镍钼矿进行冶炼的话，镍和钼的品位都达不到冶炼要求，传统直接冶炼的工艺难以进行冶炼处理并得到品位较高的镍钼合金。此外，针对镍钼矿冶炼，目前还有焙烧脱硫-氧化浸出工艺和浓酸熟化浸出-氨水解聚-溶剂萃取工艺：焙烧脱硫-氧化浸出工艺为将矿石在600℃条件下焙烧脱硫后加碱并通入氧气(臭氧)进行氧化浸出，在该方法中需要有臭氧制备环节，臭氧化学性质不稳定，容易爆炸，存在较大安全隐患，且钼的浸出率低，镍钼品位较低。浓酸熟化浸出-氨水解聚-溶剂萃取工艺对处理设备要求高，熟化过程中浸出很多其他金属元素杂质，不利于较高品位镍钼的得到，更增加了除杂难度和试剂消耗；且上述方法均无法有效脱除镍钼矿中的有机碳。
高效地、工业化地从镍钼矿中提取镍钼并得到镍钼合金有利于国民对镍钼资源的充分利用。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种由镍钼矿得到镍钼铁合金的方法，可以有效去除镍钼矿中有机碳，提高镍钼品位，且工艺安全、简单易行，适于工业化应用。
为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：
本发明提供了一种由镍钼矿得到镍钼铁合金的方法，包括如下步骤：
将镍钼矿进行浮选，得到镍钼精矿；
将所述镍钼精矿氧化焙烧，得到镍钼矿烧结矿；
将所述镍钼矿烧结矿与铁熔炼，得到镍钼铁合金。
优选的，所述镍钼矿以镍钼矿矿浆的形式提供；所述镍钼矿矿浆的质量浓度为30～35％。
优选的，所述浮选前，还包括向所述镍钼矿中加入分散剂；所述分散剂为六偏磷酸钠；所述六偏磷酸钠相对于镍钼矿的加入量为80～100g/t。
优选的，所述浮选用捕收剂为柴油或丁黄药。
优选的，以所述镍钼矿所得镍钼矿矿浆的质量计，所述柴油的质量为800～1200g/t，所述丁黄药的质量为80～120g/t。
优选的，所述氧化焙烧的温度为550～650℃，时间为25～35min。
优选的，所述氧化焙烧前，还包括将镍钼精矿依次进行脱水和造块；所述脱水后得到的镍钼精矿含水率小于等于5wt.％；所述造块得到的镍钼精矿形态为蜂窝煤状。
优选的，所述铁相对于镍钼矿烧结矿的加入量为100～120kg/t。
优选的，所述熔炼的温度为1800～2000℃，时间为40～70min。
优选的，所述熔炼的方式为电炉还原熔炼；所述熔炼用电炉的功率为500～515kW。
本发明提供了一种由镍钼矿得到镍钼铁合金的方法，包括如下步骤：将镍钼矿进行浮选，得到镍钼精矿；将所述镍钼精矿氧化焙烧，得到镍钼矿烧结矿；将所述镍钼矿烧结矿与铁熔炼，得到镍钼铁合金。本发明通过对镍钼矿进行浮选进行镍钼富集，抛出大量尾矿，降低后续冶炼处理量；通过氧化焙烧，使镍钼精矿中的镍和钼完全转化为氧化镍和氧化钼；在熔炼过程中，本发明以镍钼矿烧结矿中含有的碳为还原剂，充分利用并消耗镍钼矿中不易脱除的碳，降低熔炼体系中有机碳含量；通过加入铁，增加熔炼体系的流动性，有利于在熔炼过程中去除熔炼体系的杂质，提高镍钼品位。
实验结果表明，采用本发明提供的方法，可以由1～2％的低品位镍钼矿得到镍钼品位为5～7％、镍钼回收率达80～85％的镍钼精矿，进而得到镍钼品位为9～12％的镍钼矿烧结矿，并经熔炼最终得到钼品位达18～21％、镍品位达8～11％、铁品位达50～60％的镍钼铁合金。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
本发明提供了一种由镍钼矿得到镍钼铁合金的方法，包括以下步骤：
将镍钼矿进行浮选，得到镍钼精矿；
将所述镍钼精矿氧化焙烧，得到镍钼矿烧结矿；
将所述镍钼矿烧结矿与铁熔炼，得到镍钼铁合金。
在本发明中，若无特殊说明，所述组分均为本领域技术人员熟知的市售商品。
本发明将镍钼矿进行浮选，得到镍钼精矿。
本发明对所述镍钼矿的来源没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的镍钼矿来源即可。在本发明中，所述镍钼矿中镍和钼的品位独立地优选为1～2％，更优选为1.1～1.9％，再优选为1.1～1.8％。
在本发明中，所述镍钼矿优选以镍钼矿矿浆的形式提供；所述镍钼矿矿浆的质量浓度优选为30～35％，更优选为31～34％。在本发明中，所述镍钼矿矿浆中镍钼矿的粒度小于等于0.074mm的矿石优选占镍钼矿总质量的86～90％。
所述浮选前，本发明优选还包括向所述镍钼矿中加入分散剂。在本发明中，所述分散剂优选为六偏磷酸钠。在本发明中，所述六偏磷酸钠相对于镍钼矿的加入量优选为80～100g/t，更优选为85～95g/t。
在本发明中，所述浮选用捕收剂优选为柴油或丁黄药。在本发明中，以镍钼矿所得镍钼矿矿浆的质量计，所述柴油的质量优选为800～1200g/t，更优选为850～1150g/t，再优选为900～1100g/t；所述丁黄药的质量优选为80～120g/t，更优选为85～115g/t，再优选为90～110g/t。在本发明中，所述浮选用起泡剂优选为松醇油。在本发明中，以镍钼矿所得镍钼矿矿浆的质量计，所述松醇油的质量优选为25g/t。本发明对所述浮选的工艺没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的浮选工艺即可。
得到镍钼精矿后，本发明将所述镍钼精矿氧化焙烧，得到镍钼矿烧结矿。
在本发明中，所述氧化焙烧的温度优选为550～650℃，更优选为560～640℃，再优选为570～630℃；时间优选为25～35min，更优选为27～33min，再优选为28～31min。在本发明中，所述氧化焙烧用设备优选为阶梯焙烧窑。
在所述氧化焙烧前，本发明优选还包括将所述镍钼精矿依次进行脱水和造块。在本发明中，所述脱水后得到的镍钼精矿含水率优选小于等于5wt.％。在本发明中，所述脱水的方式优选为压缩脱水；所述脱水的设备优选为压滤机。在本发明中，所述造块得到的镍钼精矿形态优选为蜂窝煤状。本发明通过将镍钼精矿造块形成蜂窝煤状，增加氧化焙烧表面积，进而有利于氧化焙烧的充分进行，使硫化钼向氧化钼的转化更为充分。本发明对所述造块的工艺没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的造块工艺即可。
此外，本发明在所述氧化焙烧过程中会产生烟气，所述烟气中含有SO2。本发明优选将所述烟气进行除尘处理后对烟气中的SO2进行回收处理；所述回收处理优选将所述SO2用于硫酸的制备。本发明通过对所述烟气的回收处理，减少烟气对环境的不利影响。
得到镍钼矿烧结矿后，本发明将所述镍钼矿烧结矿与铁熔炼，得到镍钼铁合金。
在本发明中，所述铁相对于镍钼矿烧结矿的加入量优选为100～120kg/t，更优选为105～115kg/t，再优选为108～112kg/t。本发明通过加入铁，增加熔炼体系流动性，避免熔炼体系粘度过大导致的不易流动，进而提高熔炼生产能力，同时有利于在熔炼过程中去除熔炼体系的杂质，提高镍钼品位。在本发明中，所述熔炼的温度优选为1800～2000℃，更优选为1850～1950℃，再优选为1900～1950℃；时间优选为40～70min，更优选为45～65min，再优选为50～60min。在本发明中，所述熔炼的方式优选为电炉还原熔炼。在熔炼过程中，本发明以镍钼矿烧结矿中含有的碳为还原剂，充分利用并消耗镍钼矿中不易脱除的碳，降低熔炼体系中有机碳含量。在本发明中，所述熔炼用电炉的功率优选为500～515kW，更优选为505～512kW。
图1为本发明提供的由镍钼矿得到镍钼铁合金的方法的流程图，将1～2％的低品位镍钼矿经浮选得到镍钼品位为5～7％、镍钼回收率达80～85％的镍钼精矿，经造块得到蜂窝煤状镍钼精矿，氧化焙烧后得到镍钼品位为9～12％的镍钼矿烧结矿，并经熔炼最终得到钼品位达18～21％、镍品位达8～11％、铁品位达50～60％的镍钼铁合金。
为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的由镍钼矿得到镍钼铁合金的方法进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
镍钼矿原矿为含Ni品位为1.18％、Mo品位为1.50％的难选黑色岩系镍钼矿，碎磨至粒径为小于等于0.074mm矿石占矿石总质量的88％后，加水至镍钼矿矿浆浓度为33％，加入100g/t六偏磷酸钠进行分散，以900g/t柴油和100g/t丁黄药作为捕收剂，以25g/t松醇油作为起泡剂，采用充气式浮选机进行闭路浮选，得到镍钼精矿；对所得镍钼精矿经脱水至含水率低于5％后造块得到蜂窝煤状镍钼精矿，于590℃温度条件下烧结29min，得到镍钼矿烧结矿；将相对所述镍钼矿烧结矿的量为100kg/t的铁与得到的镍钼矿烧结矿混合后，进行电炉还原熔炼，熔炼温度为1920℃，熔炼时间为55min，得到镍钼铁合金。
实施例2
镍钼矿原矿为含Ni品位为1.41％、Mo品位为1.80％的难选黑色岩系镍钼矿，碎磨至粒径为小于等于0.074mm矿石占矿石总质量的88％后，加水至镍钼矿矿浆浓度为33％，加入100g/t六偏磷酸钠进行分散，以1000g/t柴油和90g/t丁黄药作为捕收剂，以25g/t松醇油作为起泡剂，采用充气式浮选机进行闭路浮选，得到镍钼精矿；对所得镍钼精矿经脱水至含水率低于5％后造块得到蜂窝煤状镍钼精矿，于600℃温度条件下烧结30min，得到镍钼矿烧结矿；将相对所述镍钼矿烧结矿的量为110kg/t的铁与得到的镍钼矿烧结矿混合后，进行电炉还原熔炼，熔炼温度为1930℃，熔炼时间为58min，得到镍钼铁合金。对实施例1～2中涉及的镍钼精矿、镍钼矿烧结矿和镍钼铁合金中的镍品位、钼品位和铁品位分别进行测试，测试结果见表1。
表1实施例1～2镍钼精矿、镍钼矿烧结矿和镍钼铁合金元素测试结果
Figure BDA0002204036740000061
注：由于氧化焙烧和熔炼针对的是镍钼精矿，尾矿和原矿不存在氧化焙烧和熔炼，因此无尾矿和原矿的“镍钼矿烧结矿品位”和“镍钼铁合金品位”数据；表1中“/”表示无此数据。
由表1可见，实施例1中Ni品位为1.18％、Mo品位为1.50％的镍钼矿原矿，经本发明提供的方法处理，依次得到了Ni、Mo品位分别为4.21％、5.60％的镍钼精矿，Ni、Mo品位分别为7.06％、9.40％的镍钼矿烧结矿和Ni、Mo、Fe品位分别为9.35％、19.58％、54.37％的镍钼铁合金；实施例2中Ni品位为1.41％、Mo品位为1.80％的镍钼矿原矿，经本发明提供的方法处理，依次得到了Ni、Mo品位分别为4.92％、6.76％的镍钼精矿，Ni、Mo品位分别为8.26％、11.34％的镍钼矿烧结矿和Ni、Mo、Fe品位分别为10.21％、20.74％、54.71％的镍钼铁合金。
由以上实施例可见，采用本发明提供的方法，可以由1～2％的低品位镍钼矿得到钼品位达18～21％、镍品位达8～11％、铁品位达50～60％的镍钼铁合金，有效去除镍钼矿中有机碳，提高镍钼品位，且工艺安全、简单易行，适于工业化应用。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种由镍钼矿得到镍钼铁合金的方法，其特征在于，包括如下步骤：
将镍钼矿进行浮选，得到镍钼精矿；
将所述镍钼精矿氧化焙烧，得到镍钼矿烧结矿；
将所述镍钼矿烧结矿与铁熔炼，得到镍钼铁合金；
所述熔炼的温度为1800～2000℃，时间为40～70min；
所述熔炼以镍钼矿烧结矿中含有的碳为还原剂。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述镍钼矿以镍钼矿矿浆的形式提供；所述镍钼矿矿浆的质量浓度为30～35％。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述浮选前，还包括向所述镍钼矿中加入分散剂；所述分散剂为六偏磷酸钠；所述六偏磷酸钠相对于镍钼矿的加入量为80～100g/t。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述浮选用捕收剂为柴油或丁黄药。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，以所述镍钼矿所得镍钼矿矿浆的质量计，所述柴油的质量为800～1200g/t，所述丁黄药的质量为80～120g/t。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氧化焙烧的温度为550～650℃，时间为25～35min。
7.根据权利要求1或6所述的方法，其特征在于，所述氧化焙烧前，还包括将镍钼精矿依次进行脱水和造块；所述脱水后得到的镍钼精矿含水率小于等于5wt.％；所述造块得到的镍钼精矿形态为蜂窝煤状。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述铁相对于镍钼矿烧结矿的加入量为100～120kg/t。
9.根据权利要求1或8所述的方法，其特征在于，所述熔炼的方式为电炉还原熔炼；所述熔炼用电炉的功率为500～515kW。
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