CN113881843A - 一种降低镍精矿中镁含量的生产系统及生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种降低镍精矿中镁含量的生产系统，包括精矿提升机、精矿定量料仓、降镁反应器、浓密机、上清液槽、压滤机、滤液储槽、降镁后液槽和废气吸收塔；生产方法包括：1）物料添加；2）物料投入；3）通入蒸汽；4）物料反应；5）物料排出；6）物料回用几个步骤。本发明通过引入冶炼烟气中高浓度SO2还原环境，控制酸性废水与精矿反应电位，选择性的降低精矿中氧化镁含量，最大程度的降低了精矿中镍、铜、钴等有价金属浸出率。

Description

一种降低镍精矿中镁含量的生产系统及生产方法
技术领域
本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种降低镍精矿中镁含量的生产系统和生产方法。
背景技术
在硫化矿的火法冶炼中，镍精矿中氧化镁含量的高低，对火法冶炼造渣有很大影响，氧化镁含量高，造渣熔点增高，能耗增加且不利于渣镍分离，导致渣含镍增高。因此，采用有效的方法降低镍精矿中氧化镁含量，可放宽对镍精矿中氧化镁含量的指标要求，降低冶炼成本。
在硫化矿火法冶炼中，会产生大量的含SO2冶炼烟气，通常将SO2冶炼烟气经净化、洗涤、除杂后生产硫酸。冶炼烟气洗涤酸性废水数量大、酸性强，通常采用多级中和、除杂后外排，处理成本高。
火法冶炼中多采用外购低镁矿配矿的办法降低精矿氧化镁的含量满足工艺指标的要求，然而随着冶炼产能的不断攀升，外购优质精矿采购异常艰难，无法满足生产的需求，导致大量高镁低镍精矿原料积压，生产成本增加。也有研究报道利用酸碱中和原理，采用低浓度酸湿法降低精矿中氧化镁，降镁效果显著。但存在问题是在降镁的过程中镍、铜等有价金属浸出率较高，一方面精矿品位下降，另一方面浸出液中含多种重金属离子需要进一步深度处理，废水量大且处理成本较高，经济性不高。
发明内容
本发明提供了一种降低镍精矿中镁含量的生产系统及生产方法，目的在于解决上述技术问题。
为此，本发明采用如下技术方案：
一种降低镍精矿中镁含量的生产系统，包括精矿提升机、精矿定量料仓、降镁反应器、浓密机、上清液槽、压滤机、滤液储槽、降镁后液槽和废气吸收塔；
所述精矿提升机的物料出口连接精矿定量料仓的物料入口，精矿定量料仓的物料出口连接降镁反应器的物料入口；
所述降镁反应器为密闭结构，降镁反应器上连接有冶炼烟气进气管、低压蒸汽进气管、酸性废水输水管、烟气排气管、矿液排出管和搅拌器；所述冶炼烟气进气管和矿液排出管下端延伸至降镁反应器底部，烟气排气管的下端位于降镁反应器顶部，烟气排气管的出口端连接废气吸收塔；
所述矿液排出管的出口端连接浓密机进料口，浓密机上清液出口连接上清液槽，浓密机下料口通过输送泵连接压滤机进料口，所述压滤机的滤液出口连接滤液储槽，滤液储槽通过泵连接降镁后液槽，上清液槽通过输送泵连接降镁后液槽；降镁后液槽通过管道和输送泵连接酸性废水槽；
还包括控制器、烟气进气控制阀、烟气排气控制阀、温度传感器、电位计，烟气进气控制阀设于冶炼烟气进气管上，烟气排气控制阀设于烟气排气管上，温度传感器和电位计设于降镁反应器上，控制器分别与烟气进气控制阀、烟气排气控制阀、温度传感器、电位计信号连接。
进一步地，还包括下料阀，所述下料阀设于精矿定量料仓的物料出口上，下料阀与控制器信号连接。
进一步地，所述精矿定量料仓为密封结构，精矿定量料仓上连接有收尘器。
进一步地，还包括酸性废水槽，所述酸性废水槽连接酸性废水输水管，酸性废水槽内还设有搅拌器。
一种降低镍精矿中镁含量的生产方法，包括以下步骤：
1）物料添加：将待处理的高镁镍精矿通过精矿提升机加入至精矿定量料仓待用，将酸度65-70g/L的酸性废水加入至酸性废水槽待用；
2）物料投入：打开降镁反应器上的搅拌器和烟气排气控制阀，控制酸固比3.5-4:1，将高镁镍精矿和酸性废水同步加入降镁反应器中，加料结束后关闭烟气排气控制阀；
3）通入蒸汽：通过低压蒸汽进气管向降镁反应器内通入蒸汽，加热至60℃时停止加热；
4）物料反应：反应电位控制在180mv以下，反应时间2h；当反应电位大于180mv时，打开烟气进气控制阀通入富含高浓度SO2的冶炼烟气，电位开始逐步降低，降镁反应器压力增加，间隔打开烟气排气控制阀将反应废气送至废气吸收塔；电位降至140mv后关闭烟气进气控制阀及烟气排气控制阀，继续保温反应，电位降至89mv并保持不变时，停止反应；
5）物料排出：打开烟气排气控制阀及矿液排出管，将反应后的矿浆送至浓密机进行浓密，浓密后上清液自流至上清液槽存储，然后通过输送泵送至降镁后液槽；浓密后底流通过输送泵送至压滤机压滤；
6）压滤机压滤后滤渣作为降镁精矿送火法系统，滤液送至降镁后液槽存储；降镁后液槽存储中的液体一部分回用系统作为酸性废水配水，另一部分降镁后液送至原酸水处理系统。
本发明通过引入冶炼烟气中高浓度SO2还原环境，控制酸性废水与精矿反应电位，选择性的降低精矿中氧化镁含量，最大程度的降低了精矿中镍、铜、钴等有价金属浸出率；利用难处理的酸性废水降低精矿中的氧化镁含量，在几乎不降低精矿主品位的同时选择性降低氧化镁含量达到冶炼要求，降低了酸性废水处理成本，系统自身不增加废水量，大幅减少后续处理成本，经济效益显著。
附图说明
图1是本发明生产系统的原理图；
图中：1-精矿提升机，2-精矿定量料仓，3-收尘器，4-降镁反应器，5-冶炼烟气进气管，6-酸性废水槽，7-浓密机，8-上清液槽，9-压滤机，10-滤液储槽，11-降镁后液槽，12-低压蒸汽进气管，13-酸性废水输水管，14-烟气排气管，15-矿液排出管。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
如图1所示，一种降低镍精矿中镁含量的生产系统，包括精矿提升机1、精矿定量料仓2、降镁反应器4、浓密机7、上清液槽8、压滤机9、滤液储槽10、降镁后液槽11和废气吸收塔。
精矿提升机1的物料出口连接精矿定量料仓2顶部的物料入口，精矿定量料仓2底部的物料出口连接降镁反应器4的物料入口。精矿定量料仓2为密闭带锥底储罐，顶部还设有收尘器3。
降镁反应器4为密闭结构，降镁反应器4上连接有冶炼烟气进气管5、低压蒸汽进气管12、酸性废水输水管13、烟气排气管14、矿液排出管15和搅拌器。冶炼烟气进气管5和矿液排出管15下端延伸至降镁反应器4底部，烟气排气管14、低压蒸汽进气管12和酸性废水输水管13的出口端位于降镁反应器4顶部。烟气排气管14连接废气吸收塔，废气吸收塔为塔槽一体结构，反应废气自塔底进入与液碱逆流吸收后排空。酸性废水输水管13的入口端连接有酸性废水槽6，酸性废水槽6内还设有搅拌器。
矿液排出管15的出口端连接浓密机7进料口，浓密机7上清液出口连接上清液槽8，浓密机7下料口通过输送泵连接压滤机9进料口。压滤机9的滤液出口连接降镁后液槽11，上清液槽8通过输送泵连接降镁后液槽11，降镁后液槽11通过管道和输送泵连接酸性废水槽6。
还包括控制器、烟气进气控制阀、烟气排气控制阀、温度传感器、电位计及下料阀，烟气进气控制阀设于冶炼烟气进气管5上，烟气排气控制阀设于烟气排气管14上，温度传感器和电位计设于降镁反应器4上，下料阀设于精矿定量料仓2的物料出口上。控制器分别与烟气进气控制阀、烟气排气控制阀、温度传感器、电位计及下料阀信号连接。
一种降低镍精矿中镁含量的生产方法，下面结合具体实施例对本发明的生产方法做进一步说明。
某镍精矿成分见表1所示。
表1高镁镍精矿化学成分（%）
Figure 1
表2某酸性废水化学成分（g/L）
Figure 3
实施例1
通过铲车将高镁镍精矿送至精矿提升机1内，精矿提升机1将精矿送至精矿定量料仓2（精矿定量料仓2按照酸矿比4:1设计大小），加料至设计高度时停止加料，精矿待用；将酸性废水送至酸性废水槽6设计液位，测定酸度67g/L；打开降镁反应器4搅拌器进行搅拌，打开烟气排气控制阀，打开酸性废水槽6酸性废水泵和精矿定量料仓2下料阀，按照酸固比3.5-4:1同步加入高镁镍精矿和酸性废水，加料完毕后，关闭烟气排气控制阀、精矿定量料仓2下料阀、酸性废水槽6酸性废水泵，通过低压蒸汽进管通入蒸汽进行加热，60℃停止加热。
运行烟气进气控制阀与电位检测连锁，反应电位控制在180mv以下，反应时间2h。当反应电位大于180mv，冶炼烟气进气管5通入富含高浓度SO2冶炼烟气，电位由331mv开始逐步降低，降镁反应器4压力增加，需间断打开烟气排气控制阀将反应废气送至废气吸收塔液碱吸收处理后再排空；电位降至140mv后关闭烟气进气控制阀，烟气排气控制阀，继续保温反应，电位降至89mv不变，停止反应。
打开烟气排气控制阀，打开降镁反应器4矿浆泵将反应后矿浆送至浓密机7浓密，浓密后上清液自流至上清液储槽存储，通过清液输送泵送至降镁后液槽11，浓密后底流通过输送泵送至压滤机9压滤；压滤机9压滤后滤渣作为降镁精矿送火法系统，滤液送至降镁后液储槽存储，一部分回用系统作为酸性废水配水，另一部分降镁后液送至原酸水处理系统。
待处理高镁镍精矿MgO含量7.41%，Ni为4.39%，Cu为2.5%，Fe为28.5%；降镁后液Mg为12.9g/L，Ni为0.22g/L，Cu为0.05g/L，Fe为6.16g/L，PH3.6。经计算铜基本没被浸出，镍浸出率1%左右，氧化镁含量低于火法入炉（8.5%）要求，在不增加废水的情况下达到了废水回收利用的目的。
实施例2
通过铲车将高镁镍精矿送至精矿提升机1内，精矿提升机1将精矿送至精矿定量料仓2（精矿定量料仓2按照酸矿比4:1设计大小），加料至设计高度时停止加料，精矿待用；将酸性废水送至酸性废水槽6设计液位，测定酸度70g/L，酸度过高时适当加入降镁后液；打开降镁反应器4搅拌器进行搅拌，打开烟气排气控制阀，打开酸性废水槽6酸性废水泵和精矿定量料仓2下料阀，按照酸固比3.5-4:1同步加入高镁镍精矿和酸性废水，加料完毕后，关闭烟气排气控制阀、精矿定量料仓2下料阀、酸性废水槽6酸性废水泵，通过低压蒸汽进管通入蒸汽进行加热，60℃停止加热。
运行烟气进气控制阀与电位检测连锁，反应电位控制在180mv以下，反应时间2h。当反应电位大于180mv，冶炼烟气进气管5通入富含高浓度SO2冶炼烟气，电位由320mv开始逐步降低，降镁反应器4压力增加，需间断打开烟气排气控制阀将反应废气送至废气吸收塔液碱吸收处理后再排空；电位降至140mv后关闭烟气进气控制阀，烟气排气控制阀，继续保温反应，电位降至83mv不变，停止反应。
打开烟气排气控制阀，打开降镁反应器4矿浆泵将反应后矿浆送至浓密机7浓密，浓密后上清液自流至上清液储槽存储，通过清液输送泵送至降镁后液槽11，浓密后底流通过输送泵送至压滤机9压滤；压滤机9压滤后滤渣作为降镁精矿送火法系统，滤液送至降镁后液储槽存储，一部分回用系统作为酸性废水配水，另一部分降镁后液送至原酸水处理系统。
待处理高镁镍精矿MgO含量7.69%，Ni为4.65%，Cu为2.78%，Fe为27.7%；降镁后液Mg为12.05g/L，Ni为0.19g/L，Cu为0.03g/L，Fe为7.61g/L，PH3.4。经计算铜基本没被浸出，镍浸出率0.5%左右，氧化镁含量低于火法入炉（8.5%）要求，在不增加废水的情况下达到了废水回收利用的目的。
需要说明的是，以上仅是本发明的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种降低镍精矿中镁含量的生产系统，其特征在于，包括精矿提升机（1）、精矿定量料仓（2）、降镁反应器（4）、浓密机（7）、上清液槽（8）、压滤机（9）、滤液储槽（10）、降镁后液槽（11）和废气吸收塔；
所述精矿提升机（1）的物料出口连接精矿定量料仓（2）的物料入口，精矿定量料仓（2）的物料出口连接降镁反应器（4）的物料入口；
所述降镁反应器（4）为密闭结构，降镁反应器（4）上连接有冶炼烟气进气管（5）、低压蒸汽进气管（12）、酸性废水输水管（13）、烟气排气管（14）、矿液排出管（15）和搅拌器；所述冶炼烟气进气管（5）和矿液排出管（15）下端延伸至降镁反应器（4）底部，烟气排气管（14）的下端位于降镁反应器（4）顶部，烟气排气管（14）的出口端连接废气吸收塔；
所述矿液排出管（15）的出口端连接浓密机（7）进料口，浓密机（7）上清液出口连接上清液槽（8），浓密机（7）下料口通过输送泵连接压滤机（9）进料口，所述压滤机（9）的滤液出口连接滤液储槽（10），滤液储槽（10）通过泵连接降镁后液槽（11），上清液槽（8）通过输送泵连接降镁后液槽（11）；降镁后液槽（11）通过管道和输送泵连接酸性废水槽（6）；
还包括控制器、烟气进气控制阀、烟气排气控制阀、温度传感器、电位计，烟气进气控制阀设于冶炼烟气进气管（5）上，烟气排气控制阀设于烟气排气管（14）上，温度传感器和电位计设于降镁反应器（4）上，控制器分别与烟气进气控制阀、烟气排气控制阀、温度传感器、电位计信号连接。
2.根据权利要求1所述的降低镍精矿中镁含量的生产系统，其特征在于，还包括下料阀，所述下料阀设于精矿定量料仓（2）的物料出口上，下料阀与控制器信号连接。
3.根据权利要求2所述的降低镍精矿中镁含量的生产系统，其特征在于，所述精矿定量料仓（2）为密封结构，精矿定量料仓（2）上连接有收尘器（3）。
4.根据权利要求1所述的降低镍精矿中镁含量的生产系统，其特征在于，还包括酸性废水槽（6），所述酸性废水槽（6）连接酸性废水输水管（13），酸性废水槽（6）内还设有搅拌器。
5.一种通过权利要求1-4的降低镍精矿中镁含量的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）物料添加：将待处理的高镁镍精矿通过精矿提升机（1）加入至精矿定量料仓（2）待用，将酸度65-70g/L的酸性废水加入至酸性废水槽（6）待用；
2）物料投入：打开降镁反应器（4）上的搅拌器和烟气排气控制阀，控制酸固比3.5-4:1，将高镁镍精矿和酸性废水同步加入降镁反应器（4）中，加料结束后关闭烟气排气控制阀；
3）通入蒸汽：通过低压蒸汽进气管（12）向降镁反应器（4）内通入蒸汽，加热至60℃时停止加热；
4）物料反应：反应电位控制在180mv以下，反应时间2h；当反应电位大于180mv时，打开烟气进气控制阀通入富含高浓度SO2的冶炼烟气，电位开始逐步降低，降镁反应器（4）压力增加，间隔打开烟气排气控制阀将反应废气送至废气吸收塔；电位降至140mv后关闭烟气进气控制阀及烟气排气控制阀，继续保温反应，电位降至89mv并保持不变时，停止反应；
5）物料排出：打开烟气排气控制阀及矿液排出管（15），将反应后的矿浆送至浓密机（7）进行浓密，浓密后上清液自流至上清液槽（8）存储，然后通过输送泵送至降镁后液槽（11）；浓密后底流通过输送泵送至压滤机（9）压滤；
6）物料回用：压滤机（9）压滤后滤渣作为降镁精矿送火法系统，滤液送至降镁后液槽（11）存储；降镁后液槽（11）存储中的液体一部分回用系统作为酸性废水配水，另一部分降镁后液送至原酸水处理系统。
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