CN113122724A

CN113122724A - 一种镍钴湿法冶炼废渣资源化的处理工艺

Info

Publication number: CN113122724A
Application number: CN202110351108.5A
Authority: CN
Inventors: 胡雷; 杨亚刚; 刘婷娇; 熊家任; 王浬; 周勤俭
Original assignee: Quzhou Huayou Cobalt New Material Co ltd; Zhejiang Huayou Cobalt Co Ltd
Current assignee: Quzhou Huayou Cobalt New Material Co ltd; Zhejiang Huayou Cobalt Co Ltd
Priority date: 2021-03-31
Filing date: 2021-03-31
Publication date: 2021-07-16
Anticipated expiration: 2041-03-31
Also published as: CN113122724B

Abstract

本发明公开了一种镍钴湿法冶炼废渣资源化的处理工艺。本发明包括以下步骤：镍钴湿法冶炼废渣加入具有还原性和可燃性的添加剂进行混合，该添加剂在回转窑窑内的高温反应带形成还原气氛，使镍钴湿法冶炼废渣中的铁氧化物发生还原反应；其镍钴湿法冶炼废渣中的钴镍发生复盐分解和还原反应形成钴镍单质和钴镍氧化物，并经过水淬降温和磁选得到铁精矿；硫酸盐发生分解反应和还原反应，析出硫氧化物随烟气进入脱硫系统中。本发明解决了镍钴湿法冶炼废渣的处置问题，并回收有价值富集钴镍的铁精矿，实现了铁渣资源化及有效益环境保护；利用原系统产生的镍盐或钴盐作为脱硫剂，降低了脱硫成本，同时减少镍盐或钴盐浸出过程辅料的消耗。

Description

一种镍钴湿法冶炼废渣资源化的处理工艺

技术领域

本发明属于湿法冶金领域，具体地说是一种镍钴湿法冶炼废渣资源化的处理工艺。

背景技术

现有镍钴矿大多采用酸浸湿法工艺，由于矿物Ni（Co）品位普遍较低，在湿法冶炼过程中每年会产生大量的废渣。大量的废渣主要以尾矿库堆存或填海为主，长时间后废渣中的可溶性有害物质会溶出，进入土壤、流入江河，会造成严重的环境污染。

酸浸湿法工艺过程中产出的镍钴湿法冶炼废渣铁含量较高，且硫含量也高。如何经济有效地脱硫并回收铁，使废渣能资源化利用，仍然是当今湿法冶炼行业面临的环保难题。

目前处理湿法冶炼废渣的方法主要包括以下几种：公开号CN103468958A中国专利公开了一种红土镍矿湿法冶炼尾矿无害化的方法，该方法将红土镍矿湿法冶炼尾矿以1∶4重量比加水化浆，然后用酸将其调至pH1.25-1.35，反应2-4小时，往里加入镍含量1-3倍的三价铁离子、或加双氧水、漂白粉，加碱将pH调至9.5，形成镍铁比为10%左右的含镍铁氧体；尾泥用于制作免烧砖。使红土镍矿废渣实现资源化利用，但需引入其他辅助原料，投资成本大。公开号CN111153613A的中国专利公开了一种钴湿法冶炼废渣固硫高温焙烧制备熟料的方法，该方法按比例称取定量的固废渣和作为固硫剂的污水渣，混合均匀；向混匀后的物料加入适量的水后进行造粒，即为生料球；将得到的生料球在马弗炉中焙烧；将焙烧后的熟料按比例和水泥熟料混匀。该工艺未涉及有价金属的回收，且有害元素硫仍存在废渣中。公开号CN102351567A的中国专利公开了一种采用红土镍矿废渣的防火保温墙体板的制造工艺，该方法采用有机聚烯烃与其复合制备墙体专用料，再与环保阻燃聚合物、相容发泡助剂等熔融混合，发泡挤出成新型防火保温隔热墙体板。公开号CN102351567A的中国专利公开了一种利用湿法冶金红土镍矿的浸出渣制备矿物棉纤维的方法及其应用，以湿法冶金红土镍矿的浸出渣为原料，在原料中添加调制剂，常温固态混合调制使酸度系数≥1.2，然后将混料熔融、出料、成丝得到矿物棉纤维。此工艺方法同样存在投资成本大的问题，且重金属含量高，存在环保风险。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种镍钴湿法冶炼废渣资源化的处理工艺，将难处理的镍钴湿法冶炼废渣达到无害化、资源化的目的，并回收铁精矿。

为此，本发明采用如下的技术方案：一种镍钴湿法冶炼废渣资源化的处理工艺，其内容如下：镍钴湿法冶炼废渣加入具有还原性和可燃性的添加剂进行混合，所述的添加剂为煤炭、焦粉或石墨粉，添加剂量为10~40wt%，添加剂的含水率8～15%，固定碳含量≥78%，硫含量≤1%；

所述的添加剂在回转窑窑内的高温反应带形成还原气氛，使镍钴湿法冶炼废渣中的铁氧化物发生还原反应，还原生成铁单质和四氧化三铁；镍钴湿法冶炼废渣中的钴镍发生复盐分解和还原反应形成钴镍单质和钴镍氧化物，并经过水淬降温和磁选得到铁钴镍的铁精矿，钴镍在铁精矿中富集；硫酸盐发生分解反应和还原反应，析出的硫氧化物随烟气进入脱硫系统中；

所述的脱硫系统，在压力1500~5000Pa和温度50~90℃条件下，含有硫氧化物的烟气在喷淋装置中进行反应，喷淋装置包括喷淋塔、一级脱硫塔和二级脱硫塔，喷淋塔中采用的喷淋吸收液为pH 6~8的工业水，一级脱硫塔中采用的脱硫浆液为pH 6~8的镍盐或/和钴盐浆液，二级脱硫塔中采用的脱硫浆液为pH 8~10的石灰石浆液。

进一步的，所述的回转窑高温反应带温度为1100～1350℃。

进一步的，所述镍钴湿法冶炼废渣的含水率为20～40%，铁含量20～40%，钴含量0.1～0.5%，镍含量0.02～0.5%，硫含量3～7%。

进一步的，所述的铁精矿铁含量为60～65%，硫含量≤1%。

进一步的，脱硫系统脱硫的具体步骤如下：

步骤一，将含有硫氧化物的烟气依次送入喷淋塔、一级脱硫塔、二级脱硫塔，进行处理；

步骤二，将pH 6~8的工业水送入喷淋塔，对烟气进行洗涤，对烟气进行降温处理，同时对残留的微量粉尘进行吸附，喷淋后的工业水送往污水系统；

步骤三，镍盐或/和钴盐颗粒的粒径破碎到50~200目，并进行浆化形成pH 6~8的镍盐或/和钴盐浆液，然后喷入一级脱硫塔，对烟气中的SO₂进行吸收；

步骤四，经喷淋氧化后的镍盐或/和钴盐浆液返回到湿法冶炼系统，进行精炼；

步骤五，经过一级脱硫塔洗涤之后，烟气中的硫氧化物脱除率达到60%以上，后将烟气经除雾器过滤后，送往二级脱硫塔进行洗涤脱硫；

步骤六，石灰石进行浆化，石灰石的粒度为50~200目，浆化后的石灰石浆液送往二级脱硫塔进行循环使用。

进一步的，所述烟气中的硫氧化物含量为0.20~1.2wt%。

进一步的，浆化后镍盐或钴盐浆液中的镍盐或钴盐含量为5~35wt%。

进一步的，所述的镍盐浆液所用的镍盐为二价、三价镍的氧化物或/和氢氧化物。

进一步的，所述的钴盐浆液所用的钴盐为二价、三价钴的氧化物或/和氢氧化物。

进一步的，步骤四中，若因镍盐或钴盐浆液输送管路长而避免管道堵塞，对氧化后的镍盐或钴盐浆液进行压滤，然后将滤液和滤渣返回湿法冶炼系统进行精炼。

相对于现有技术，本发明具有的有益效果如下：

（1）解决了镍钴湿法冶炼废渣的处置问题，并回收有价值的含钴镍铁精矿，实现了有效益的环境保护。

（2）烟气脱硫时可采用原系统产生的镍（钴）盐作为脱硫剂，镍（钴）盐主要成分为氢氧化镍（氢氧化钴），减少镍（钴）盐浸出过程的酸耗和二氧化硫消耗，同时减少脱硫石膏的产生量，降低了脱硫成本。

（3）镍钴湿法冶炼废渣中的硫随回转窑烟气进入一级镍（钴）盐脱硫系统，生成的硫酸镍（硫酸钴）送至湿法冶炼浸出系统，提高了硫利用率。

（4）可使镍钴湿法冶炼废渣渣量减少40%以上，降低了环境污染，并充分使资源得到循环利用。

（5）一级镍（钴）盐脱硫塔硫脱除率达到60%以上，二级石灰石脱硫塔硫脱除率可达到99%以上，使尾气达标排放。

附图说明

图1是本发明的工艺流程图。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明做进一步的详细描述，且下述实施例仅用于说明本发明，而非限制本发明。

实施例1

一种镍钴湿法冶炼废渣资源化的处理工艺，其具体步骤如下：

（1）将钴湿法冶炼废渣加入添加剂焦粉进行混合；钴湿法冶炼废渣硫含量为4.62%，铁含量为27%，钴含量0.19%，焦粉添加量为30wt%。

（2）将步骤（1）中的添加剂在回转窑窑内的高温反应带在1200～1250℃形成还原气氛，使钴湿法冶炼废渣中的铁氧化物发生还原反应，还原生成铁单质和四氧化三铁；其钴湿法冶炼废渣中的钴发生复盐分解和还原反应形成钴单质和钴氧化物，并经过水淬降温和磁选得到铁钴的铁精矿，钴在铁精矿中富集；硫酸盐发生分解反应和还原反应，析出硫氧化物随烟气进入脱硫系统中。

（3）步骤（2）所述的脱硫系统中，将含有硫氧化物的烟气依次送入喷淋塔、一级脱硫塔、二级脱硫塔，进行处理；将pH 6~8的工业水送入喷淋塔，对烟气进行洗涤，对烟气进行降温处理，同时对残留的微量粉尘进行吸附，喷淋后的工业水送往污水系统；钴盐颗粒的粒径破碎到50~200目，并进行浆化形成pH 6~8的钴盐浆液，然后喷入一级脱硫塔，对烟气中的硫氧化物进行吸收；经喷淋氧化后的钴盐浆液返回到湿法冶炼系统，进行精炼；经过一级脱硫塔洗涤之后，烟气中的硫氧化物脱除率达到60%以上，后将烟气经除雾器过滤后，送往二级脱硫塔进行洗涤脱硫；石灰石进行浆化，石灰石的粒度为50~200目，浆化后的石灰石浆液送往二级脱硫塔进行循环使用。

结果表明：铁精矿铁含量为60%；钴含量0.62%；硫含量为0.46%。

实施例2

一种镍湿法冶炼废渣资源化的处理工艺，其具体步骤如下：

（1）将镍湿法冶炼废渣加入添加剂焦粉进行混合；镍湿法冶炼废渣硫含量为3.98%，铁含量为30%，镍含量0.21%，焦粉添加量为35wt%。

（2）将步骤（1）中的添加剂在回转窑窑内的高温反应带在1150℃～1200℃形成一定的还原气氛，使镍湿法冶炼废渣中的铁氧化物发生还原反应，还原生成铁单质和四氧化三铁；其镍湿法冶炼废渣中的镍发生复盐分解和还原反应形成镍单质和镍氧化物，并经过水淬降温和磁选得到铁镍的铁精矿，镍在铁精矿中富集；硫酸盐发生分解反应和还原反应，析出硫氧化物随烟气进入脱硫系统中。

（3）步骤（2）所述的脱硫系统中，将含有硫氧化物的烟气依次送入喷淋塔、一级脱硫塔、二级脱硫塔，进行处理；将pH 6~8的工业水送入喷淋塔，对烟气进行洗涤，对烟气进行降温处理，同时对残留的微量粉尘进行吸附，喷淋后的工业水送往污水系统；镍盐颗粒的粒径破碎到50~200目，并进行浆化形成pH 6~8的镍盐浆液，然后喷入一级脱硫塔，对烟气中的硫氧化物进行吸收；经喷淋氧化后的镍盐浆液返回到湿法冶炼系统，进行精炼；经过一级脱硫塔洗涤之后，烟气中的硫氧化物脱除率达到60%以上，后将烟气经除雾器过滤后，送往二级脱硫塔进行洗涤脱硫；石灰石进行浆化，石灰石的粒度为50~200目，浆化后的石灰石浆液送往二级脱硫塔进行循环使用。

结果表明：铁精矿铁含量为62%；镍含量0.59%；硫含量为0.39%。

Claims

1.一种镍钴湿法冶炼废渣资源化的处理工艺，其特征在于，镍钴湿法冶炼废渣加入具有还原性和可燃性的添加剂进行混合，所述的添加剂为煤炭、焦粉或石墨粉，添加剂量为10~40wt%，添加剂的含水率8～15%，固定碳含量≥78%，硫含量≤1%；

2.根据权利要求1所述的一种镍钴湿法冶炼废渣资源化的处理工艺，其特征在于，所述的回转窑高温反应带温度为1100～1350℃。

3.根据权利要求1所述的一种镍钴湿法冶炼废渣资源化的处理工艺，其特征在于，所述镍钴湿法冶炼废渣的含水率为20～40%，铁含量20～40%，钴含量0.1～0.5%，镍含量0.02～0.5%，硫含量3～7%。

4.根据权利要求1所述的一种镍钴湿法冶炼废渣资源化的处理工艺，其特征在于，所述的铁精矿铁含量为60～65%，硫含量≤1%。

5.根据权利要求1所述的一种镍钴湿法冶炼废渣资源化的处理工艺，其特征在于，脱硫系统脱硫的具体步骤如下：

步骤三，镍盐或/和钴盐颗粒的粒径破碎到50~200目，并进行浆化形成pH 6~8的镍盐或/和钴盐浆液，然后喷入一级脱硫塔，对烟气中的硫氧化物进行吸收；

6.根据权利要求5所述的一种镍钴湿法冶炼废渣资源化的处理工艺，其特征在于，所述烟气中的硫氧化物含量为0.20~1.2wt%。

7.根据权利要求5所述的一种镍钴湿法冶炼废渣资源化的处理工艺，其特征在于，浆化后镍盐或钴盐浆液中的镍盐或钴盐含量为5~35wt%。

8.根据权利要求1、5或7所述的一种镍钴湿法冶炼废渣资源化的处理工艺，其特征在于，所述的镍盐浆液所用的镍盐为二价、三价镍的氧化物或/和氢氧化物。

9.根据权利要求1、5或7所述的一种镍钴湿法冶炼废渣资源化的处理工艺，其特征在于，所述的钴盐浆液所用的钴盐为二价、三价钴的氧化物或/和氢氧化物。

10.根据权利要求5所述的一种镍钴湿法冶炼废渣资源化的处理工艺，其特征在于，步骤四中，若因镍盐或钴盐浆液输送管路长而避免管道堵塞，对氧化后的镍盐或钴盐浆液进行压滤，然后将滤液和滤渣返回湿法冶炼系统进行精炼。