CN114606395A - 一种实现红土镍矿高效选择性冶炼产品的方法 - Google Patents

一种实现红土镍矿高效选择性冶炼产品的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114606395A
CN114606395A CN202210241344.6A CN202210241344A CN114606395A CN 114606395 A CN114606395 A CN 114606395A CN 202210241344 A CN202210241344 A CN 202210241344A CN 114606395 A CN114606395 A CN 114606395A
Authority
CN
China
Prior art keywords
nickel ore
laterite
silicon
nickel
mass
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.)
Granted
Application number
CN202210241344.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114606395B (zh
Inventor
彭志伟
李光辉
唐慧敏
姜涛
饶明军
罗骏
张健
田冉
朱广衍
俞景峰
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.)
Central South University
Original Assignee
Central South University
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 Central South University filed Critical Central South University
Priority to CN202210241344.6A priority Critical patent/CN114606395B/zh
Publication of CN114606395A publication Critical patent/CN114606395A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114606395B publication Critical patent/CN114606395B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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
    • 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
    • C22B1/00—Preliminary treatment of ores or scrap
    • C22B1/02—Roasting 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
    • 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
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling

Landscapes

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

Abstract

本发明公开了一种实现红土镍矿高效选择性冶炼产品的方法，包括如下步骤：将红土镍矿细粉、硫化钠、含硅添加剂、还原剂混合获得混匀料，将混匀料压制成型，获得生团，将生团在微波的辅助下在保护气氛中进行焙烧，获得焙烧产物；所述焙烧的温度为500～900℃；焙烧的时间≦60min，控制混匀料中，组分的质量比的关系为：w(S)/w(SiO2)＝0.21～0.29；w(S)/w(C)＝2.26～3.08，或控制混匀料中，组分的质量比的关系为：w(S)/w(SiO2)＝0.37～0.45；w(S)/w(C)＝13.54～16.12；本发明通过配料成分比例以及工艺条件参数的联合控制，能够调控目标反应及产品的选择性，在低温短时条件下选择性的得到高质量还原焙烧产品或者硫化产品。本产品具有工艺简单、产品质量高、生产成本低、环境友好等诸多优点，为低品位红土镍矿的资源化利用提供了新方向。

Description

一种实现红土镍矿高效选择性冶炼产品的方法
技术领域
本发明属于有价金属回收领域，具体涉及一种实现红土镍矿高效选择性冶炼产品的方法。
背景技术
目前，红土镍矿的冶炼产品形式有镍铁、氧化镍、硫酸镍、硫化镍等。其中，镍铁是不锈钢生产的重要原料，硫化镍被广泛应用于超级电容器电极材料、锂离子电池、染料敏化太阳能电池等生产。硫化镍作为一种重要的过渡金属硫化物，作为电极材料应用于超级电容器、锂离子电池以及太阳能电池的研究更是受到重大关注。这就意味着，在未来几年甚至几十年里，硫化镍产品的需求和消费量将会和镍铁一样大幅度增加。高效地生产物美价廉的硫化镍产品至关重要。
以低品位红土镍矿为原料生产硫化镍产品的研究少之又少。冶炼红土镍矿得到镍铁产品工艺中，直接还原被认为是冶炼能耗最低、发展潜力较大的工艺。但依然存在处理温度高、保温时间长、产品颗粒尺寸小、回转窑结圈，限制了其经济效益和工业化发展。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于克服现有的直接还原低品位红土镍矿存在的还原温度高、还原时间长的难题，并解决其无法生产硫化镍的问题，提供一种工艺简单、生产成本低、资源利用率高、环境友好、可以选择性获得完全不同的镍产品的低品位红土镍矿处理方法。本发明工艺简单、能耗低、污染小、温度低、时间短、产品质量高，极大提高了生产效率。
为了实现上述技术目的，本发明所采用如下技术方案是：
本发明一种实现红土镍矿高效选择性冶炼产品的方法，包括如下步骤：
将红土镍矿细粉、硫化钠、含硅添加剂、还原剂混合获得混匀料，将混匀料压制成型，获得生团，将生团在微波的辅助下在保护气氛中进行焙烧，获得焙烧产物；所述焙烧的温度为500～900℃；焙烧的时间≦60min，
控制混匀料中，组分的质量比的关系为：w(S)/w(SiO2)＝0.21～0.29； w(S)/w(C)＝2.26～3.08，
或
控制混匀料中，组分的质量比的关系为：w(S)/w(SiO2)＝0.37～0.45； w(S)/w(C)＝13.54～16.12。
其中w(S)是混匀料中硫元素的质量百份含量，w(SiO2)为混匀料中SiO2的质量百份含量，w(C)是混匀料中碳源中C的质量百份含量。
其中混匀料中的SiO2即有来源于红土镍矿细粉中的部份，又有来源于含硅添加剂。
本发明首次发现可以利用直接还原工艺协同化学力场生产高质量硫化镍产品，并且可以通过调控硫化剂、含硅添加剂以及还原剂的配比关系，选择性的生产高质量镍铁产品或硫化镍产品，实现低品位红土镍矿的高效资源化处理与利用。即当w(S)/w(SiO2)＝0.21～0.29；w(S)/w(C)＝2.26～3.08，时，反应体系处于还原气氛，且此时含硅添加剂不足以体系发生硫化反应。因此在硫化钠、二氧化硅源、碳源还原剂的协同作用下，经焙烧时通过微波选择性还原红土镍矿获得还原焙烧产品，后续可利用简单磁选工艺进行分离获得镍铁磁选精矿。
而当w(S)/w(SiO2)＝0.37～0.45；w(S)/w(C)＝13.54～16.12，时，反应体系处于硫化气氛，且有充足SiO2参与硫化反应，经焙烧时通过微波选择性硫化红土镍矿获得硫化焙烧产品，，后续可以通过常规浮选工艺获得硫化镍钴精矿产品。
本发明中，硫化剂的选择以及硫化剂、含硅添加剂和还原剂三者关系配比对镍产品类型及质量至关重要。发明人尝试了大量的硫化剂，包括黄铁矿、硫化钠、硫磺、硫酸钙、硫酸镁、硫酸钠、硫酸铁等。最终发现，微波场作用下，具有优异吸波性能的硫化钠在还原剂和含硅添加剂的协同作用下，不仅可以与红土镍矿中镍、钴、铁等有价金属组分反应形成镍铁颗粒，同时具有将红土镍矿中的镍钴组分硫化形成硫化镍钴颗粒的能力。也就是说硫化钠既可以实现红土镍矿的选择性还原，也可以实现红土镍矿的选择性硫化。此外，硫化钠在反应过程可以降低反应温度，增大晶粒尺寸，为产品的后续磁选或浮选分离工艺提供强有力的条件。
本发明中的原料中还配入了SiO2，SiO2充分参与铁、镍、钴氧化物的选择性还原和硫化，SiO2存在条件下，硫化剂可以与含镍、钴、铁物相反应形成硫化镍、硫化钴、硫化铁产品，是硫化反应发生的重要关键之一，为反应提供硅酸盐成分，后续可通过磁选后浮选进入尾渣除去。
此外，发明人尝试采用常规管炉加热选择性还原/硫化红土镍矿时，发现常规管炉加热处理温度较高(1000～1200℃)，保温时间(120～180min)较长，且颗粒尺寸较小(<5μm)。而且还原和硫化效果均不佳，在还原过程中镍和钴的金属化率均小于80％；在硫化过程中，镍硫化率和钴的硫化率均低于70％。而引入微波外场后，实验证明，采用微波外场加热，直接将微波辐射作用于强吸波性的含镍(钴)物相，显著降低处理温度降低反应时间，降低反应能耗。只需要在较低的温度(500～900℃)和较短的时间(<60min)内就能实现镍的高效选择性硫化和还原，获得金属化率高于95％，镍铁颗粒尺寸>25μm的还原产品或者硫化率高于96％，硫化镍(钴)颗粒尺寸>15μm的硫化产品，极大的强化了后续分离工艺的进行。
优选的方案，控制混匀料中，组分的质量比的关系为：w(S)/w(SiO2)＝ 0.25～0.27；w(S)/w(C)＝2.46～2.74。
通过将混匀料中，各原料的质量关系控制在上述优选范围，最终所得获得镍铁产品的质量最高。
优选的方案，控制混匀料中，组分的质量比的关系为：w(S)/w(SiO2)＝ 0.40～0.44；w(S)/w(C)＝15.71～15.95。
通过将混匀料中，各原料的质量关系控制在上述优选范围，最终所得获得硫化镍钴产品的质量最高。
优选的方案，所述红土镍矿细粉的粒径<74μm。
优选的方案，所述红土镍矿细粉中，镍的质量分数为1.40～1.49wt％，铁的质量分数为30.0～40.00wt％，钴的质量分数为0.10～0.15wt％,SiO2的质量分数为 10.10～17.31wt％。
优选的方案，所述硫化钠的粒径<74μm。
优选的方案，所述硫化钠的添加量为红土镍矿质量的10～70wt％。
进一步的优选，所述硫化钠的添加量为红土镍矿质量的20～40wt％；或
所述硫化钠的添加量是红土镍矿质量的60～70wt％。
当配入硫化钠的添加量是红土镍矿质量的20～40wt％，获得高质量的镍铁产品，当配入硫化钠的添加量是红土镍矿质量的60～70wt％，获得高质量的硫化镍钴产品。
优选的方案，所述含硅添加剂，所述含硅添加剂选自纯SiO2、硅微粉、石英砂中的至少一种。
进一步的优选，所述含硅添加剂为硅微粉，所述硅微粉中，SiO2含量≥99.5 wt％。
发明人发现，采用硅微粉作为含硅添加剂，最终所得镍铁产物以及硫化镍钴产物的效果是最好的，且成本相对于纯SiO2更低。
优选的方案，所述含硅添加剂的添加量为红土镍矿质量的10～60wt％。
进一步的优选，所述含硅添加剂的添加量为红土镍矿质量的30～50wt％，或所述含硅添加剂的添加量为红土镍矿质量的55～60wt％。
当配入含硅添加剂的添加量为红土镍矿质量的30～50wt％，获得高质量的镍铁产品，当配入含硅添加剂的添加量为红土镍矿质量的55～60wt％，获得高质量的硫化镍钴产品。
优选的方案，所述含硅添加剂的粒径<74μm。
优选的方案，所述还原剂为褐煤、无烟煤、焦粉、生物炭中的一种或几种。
优选的方案，所述还原剂的添加量为红土镍矿细粉质量的2～12wt％。
进一步的优选，所述碳源的添加量为红土镍矿细粉质量的3～6wt％，或所述碳源的添加量为红土镍矿细粉质量的1.8～2wt％。
当配入碳源的添加量为红土镍矿细粉质量的30～50wt％，获得高质量的镍铁产品，当配入碳源的添加量为红土镍矿细粉质量的55～60wt％，获得高质量的硫化镍钴产品。
优选的方案，所述还原剂的粒径<74μm。
进一步的优选，所述还原剂为褐煤，所述褐煤中固定碳含量为70.0～74.1wt％。
发明人发现，褐煤具有水分大、挥发成分高、成本低的特点，同时吸波能力强，因此还原效果优于其他的还原剂。
优选的方案，所述压制成型的压力为5～20MPa。
在本发明中，成型压力对最终的反应效果具有一定的影响，因为成型压力主要与生团块的孔隙率相关，成型压力过高，团块内部孔隙率过低，不利于还原/ 硫化气氛的扩散与传递，产品硫化率和金属化率过低。相反，成型压力过低，内部孔隙率过高，不利于固相反应进行。
优选的方案，所述保护气氛的气体流量为0.2～0.6L/min。
优选的方案，所述氮气的纯度≥99.999％。
优选的方案，所述微波的功率为800～1200W，优选为900～1100W。
优选的方案，所述焙烧的温度为700～850℃。
优选的方案，所述焙烧的时间为10～60min，优选为20～60min，进一步优选为35～45min。
优选的方案，所述焙烧的升温速率为20-40℃/min，优选为25-30℃/min。
本发明的原理及优势：
本发明创新性采用直接还原工艺协同化学力场耦合微波加热选择性生产高质量硫化镍钴产品或者镍铁产品。利用微波选择性加热特性，通过调控硫化剂、添加剂含硅添加剂以及还原剂的配比关系，在低温(650～800℃)、短间(<40min) 条件下选择性的生产高质量镍铁产品或硫化镍产品，实现低品位红土镍矿的高效选择性资源化处理与利用。当所述混合料中组分的质量比关系为：w(S)/w(SiO2)＝ 0.21～0.29；w(S)/w(C)＝2.26～3.08时，反应体系处于还原气氛，微波选择性还原红土镍矿获得高质量镍铁产品。当所述混合料中组分的质量比关系为：当 w(S)/w(SiO2)＝0.37～0.45；w(S)/w(C)＝13.54～16.12时，反应体系处于硫化环境，微波选择性硫化红土镍矿获得高质量硫化镍钴产品。本发明工艺简单，微波还原温度低，还原时间短，镍产品质量高，环境污染小，生产成本低，具有重要的环境和经济效益。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明，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。
以下案例，使用的红土镍矿的主要化学成分如表1所示。
表1红土镍矿的主要化学成分(wt％)
Figure BDA0003542047250000051
实施例1
将红土镍矿细粉、硫化剂细粉、含硅添加剂细粉以及还原剂按产品需求进行配矿、混匀、压团成型，干燥后放入微波反应器中，在保护气氛下进行选择性硫化/还原，获得还原焙烧产品或者硫化焙烧产品。
所述红土镍矿、含硅添加剂、硫化剂及还原剂细粉颗粒粒径均<74μm。
硫化钠添加量为红土镍矿的20wt％，硅微粉的添加量为红土镍矿的30wt％，无烟煤的添加量为红土镍矿的3.0wt％，使得混匀料中，各组分的质量比关系为：
w(Na2S)/w(SiO2)＝0.21；w(Na2S)/w(C)＝2.75
所述微波升温功率为1000W。
所述微波焙烧温度为600℃。
所述微波焙烧时间为25min。
所述微波还原气氛为N2，气体流量为0.2L/min。
本实施例1镍金属化率为89.23％，镍的硫化率为10.11％，钴金属化率为79.12％，钴的硫化率为19.20％，铁金属化率为63.02％，铁硫化率为36.23％。
实施例2
将红土镍矿细粉、硫化剂细粉、含硅添加剂细粉以及还原剂按产品需求进行配矿、混匀、压团成型，干燥后放入微波反应器中，在保护气氛下进行选择性硫化/还原，获得还原焙烧产品或者硫化焙烧产品。
所述红土镍矿、含硅添加剂、硫化剂及还原剂细粉颗粒粒径均<74μm。
所述硫化钠添加量为红土镍矿的30.0wt％，硅微粉的添加量为红土镍矿的40.0wt％，褐煤的添加量为红土镍矿的5.0wt％，使得混匀料中，各组分的质量比关系为：
w(Na2S)/w(SiO2)＝0.25；w(Na2S)/w(C)＝2.46
所述微波升温功率为1000W。
所述微波焙烧温度为700℃。
所述微波焙烧时间为35min。
所述微波还原气氛为N2，气体流量为0.4L/min。
本实施例2镍金属化率为93.26％，镍的硫化率为6.67％，钴金属化率为86.51％，钴的硫化率为12.99％，铁金属化率为46.58％，铁硫化率为53.23％。
实施例3
将红土镍矿细粉、硫化剂细粉、含硅添加剂细粉以及还原剂按产品需求进行配矿、混匀、压团成型，干燥后放入微波反应器中，在保护气氛下进行选择性硫化/还原，获得还原焙烧产品或者硫化焙烧产品。
所述红土镍矿、含硅添加剂、硫化剂及还原剂细粉颗粒粒径均<74μm。
所述硫化钠添加量为红土镍矿的40.0wt％，硅微粉的添加量为红土镍矿的50wt％，褐煤的添加量为红土镍矿的6.0wt％，使得混匀料中，各组分的质量比关系为：
w(Na2S)/w(SiO2)＝0.27；w(Na2S)/w(C)＝2.74
所述微波升温功率为1000W。
所述微波焙烧温度为750℃。
所述微波焙烧时间为45min。
所述微波还原气氛为N2，气体流量为0.6L/min。
本实施例3镍金属化率为99.01％，镍的硫化率为0.92％，钴金属化率为 91.2％，钴的硫化率为2.34％，铁金属化率为22.07％，铁硫化率为67.43％。
实施例4
将红土镍矿细粉、硫化剂细粉、含硅添加剂细粉以及还原剂按产品需求进行配矿、混匀、压团成型，干燥后放入微波反应器中，在保护气氛下进行选择性硫化/还原，获得还原焙烧产品或者硫化焙烧产品。
所述红土镍矿、含硅添加剂、硫化剂及还原剂细粉颗粒粒径均<74μm。
所述硫化钠添加量为红土镍矿的60wt％，硅微粉的添加量为红土镍矿的55.0wt％，褐煤的添加量为红土镍矿的1.8wt％，使得混匀料中，各组分的质量比关系为：
w(Na2S)/w(SiO2)＝0.38；w(Na2S)/w(C)＝13.66
所述微波升温功率为1000W。
所述微波焙烧温度为850℃。
所述微波焙烧时间为50min。
所述微波还原气氛为N2，气体流量为0.6L/min。
本实施例4镍金属化率为7.34％，镍的硫化率为92.01％，钴金属化率为6.12％，钴的硫化率为93.30％，铁金属化率为1.01％，铁硫化率为98.97％。
实施例5
将红土镍矿细粉、硫化剂细粉、含硅添加剂细粉以及还原剂按产品需求进行配矿、混匀、压团成型，干燥后放入微波反应器中，在保护气氛下进行选择性硫化/还原，获得还原焙烧产品或者硫化焙烧产品。
所述红土镍矿、含硅添加剂、硫化剂及还原剂细粉颗粒粒径均<74μm。
所述硫化钠添加量为红土镍矿的70.0wt％，硅微粉的添加量为红土镍矿的60.0wt％，褐煤的添加量为红土镍矿的2.0wt％，使得混匀料中，各组分的质量比关系为：
w(Na2S)/w(SiO2)＝0.40；w(Na2S)/w(C)＝15.71
所述微波升温功率为1000W。
所述微波焙烧温度为850℃。
所述微波焙烧时间为50min。
所述微波还原气氛为N2，气体流量为0.6L/min。
本实施例5镍金属化率为1.22％，镍的硫化率为97.99％，钴金属化率为2.12％，钴的硫化率为96.89％，铁金属化率为0.05％，铁硫化率为99.54％。
实施例6
将红土镍矿细粉、硫化剂细粉、含硅添加剂细粉以及还原剂按产品需求进行配矿、混匀、压团成型，干燥后放入微波反应器中，在保护气氛下进行选择性硫化/还原，获得还原焙烧产品或者硫化焙烧产品。
所述红土镍矿、含硅添加剂、硫化剂及还原剂细粉颗粒粒径均<74μm。
所述硫化钠添加量为红土镍矿的70.0wt％，硅微粉的添加量为红土镍矿的55.0wt％，褐煤的添加量为红土镍矿的1.80wt％，使得混匀料中，各组分的质量比关系为：
w(Na2S)/w(SiO2)＝0.44；w(Na2S)/w(C)＝15.96
所述微波升温功率为1000W。
所述微波焙烧温度为850℃。
所述微波焙烧时间为50min。
所述微波还原气氛为N2，气体流量为0.6L/min。
本实施例6镍金属化率为0.05％，镍的硫化率为99.55％，钴金属化率为0.32％，钴的硫化率为99.03％，铁金属化率为0.03％，铁硫化率为99.78％。
对比例1
其他条件与实施例1相同，仅所述硫化钠添加量为红土镍矿的10.0wt％，硅微粉的添加量为红土镍矿的60.0wt％，褐煤的添加量为红土镍矿的2.0wt％，使得混匀料中，各组分的质量比关系为：
w(Na2S)/w(SiO2)＝0.06；w(Na2S)/w(C)＝2.05
本实施例1镍金属化率为2.33％，镍的硫化率为4.56％，钴金属化率为4.23％，钴的硫化率为1.33％，铁金属化率为16.34％，铁硫化率为18.01％。
对比例2
其他条件与实施例3相同，所述硫化钠添加量为红土镍矿的45.0wt％，硅微粉的添加量为红土镍矿的50wt％，焦粉的添加量为红土镍矿的4.0wt％，使得混匀料中，各组分的质量比关系为：
w(Na2S)/w(SiO2)＝0.31；w(Na2S)/w(C)＝4.10
本对比例2镍金属化率为89.21％，镍的硫化率为10.01％，钴金属化率为86.12％，钴的硫化率为13.01％，铁金属化率为14.01％，铁硫化率为85.68％。
对比例3
其他条件与实施例3相同，仅所述硫化钠添加量为红土镍矿的50.0wt％，纯 SiO2的添加量为红土镍矿的50.0wt％，焦粉的添加量为红土镍矿的4.0wt％，使得混匀料中，各组分的质量比关系为：
w(Na2S)/w(SiO2)＝0.34；w(Na2S)/w(C)＝5.13
本实施例对比例3镍金属化率为59.34％，镍的硫化率为39.79％，钴金属化率为67.23％，钴的硫化率为31.99％，铁金属化率为8.34％，铁硫化率为91.22％。
对比例4
其他条件与实施例3相同，仅所述硫化钠添加量为红土镍矿的55.0wt％，石英砂的添加量为红土镍矿的55.0wt％，生物炭的添加量为红土镍矿的1.8wt％，使得混匀料中，各组分的质量比关系为：
w(Na2S)/w(SiO2)＝0.35；w(Na2S)/w(C)＝12.72
本对比例4镍金属化率为32.23％，镍的硫化率为66.90％，钴金属化率为35.23％，钴的硫化率为63.34％，铁金属化率为2.44％，铁硫化率为97.07％。
对比例5
其他条件与实施例6相同，仅所述硫化钠添加量为红土镍矿的90.0wt％，石英砂的添加量为红土镍矿的60.0wt％，褐煤的添加量为红土镍矿的2.3wt％，使得混匀料中，各组分的质量比关系为：
w(Na2S)/w(SiO2)＝0.53；w(Na2S)/w(C)＝16.05
本对比例5镍金属化率为2.67％，镍的硫化率为96.54％，钴金属化率为 0.03％，钴的硫化率为99.54％，铁金属化率为0.02％，铁硫化率为99.75％。
对比例6
其他条件与实施例3相同，仅所述设备为管炉。
本对比例6镍金属化率为74.34％，镍的硫化率为0.23％，钴金属化率为 70.01％，钴的硫化率为1.11％，铁金属化率为25.67％，铁硫化率为73.45％。
对比例7
其他条件与实施例6相同，仅硫化剂为硫磺和硫酸钠混合含硅添加剂。
本对比例7镍金属化率为0.98％，镍的硫化率为90.23％，钴金属化率为0.89％，钴的硫化率为93.28％，铁金属化率为0.10％，铁硫化率为97.09％。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明，因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方案。

Claims (10)

1.一种实现红土镍矿高效选择性冶炼产品的方法，其特征在于：包括如下步骤：
将红土镍矿细粉、硫化钠、含硅添加剂、还原剂混合获得混匀料，将混匀料压制成型，获得生团，将生团在微波的辅助下在保护气氛中进行焙烧，获得焙烧产物；所述焙烧的温度为500～900℃；焙烧的时间≦60min，
控制混匀料中，组分的质量比的关系为：w(S)/w(SiO2)＝0.21～0.29；w(S)/w(C)＝2.26～3.08，
或
控制混匀料中，组分的质量比的关系为：w(S)/w(SiO2)＝0.37～0.45；w(S)/w(C)＝13.54～16.12。
2.根据权利要求1所述的一种实现红土镍矿高效选择性冶炼产品的方法，其特征在于：
控制混匀料中，组分的质量比的关系为：w(S)/w(SiO2)＝0.25～0.27；w(S)/w(C)＝2.46～2.74；
或
控制混匀料中，组分的质量比的关系为：w(S)/w(SiO2)＝0.40～0.44；w(S)/w(C)＝15.71～15.95。
3.根据权利要求1所述的一种实现红土镍矿高效选择性冶炼产品的方法，其特征在于：所述红土镍矿细粉的粒径<74μm；
所述红土镍矿细粉中，镍的质量分数为1.40～1.49wt％，铁的质量分数为30.0～40.00wt％，钴的质量分数为0.10～0.15wt％，SiO2的质量分数为10.10～17.31wt％。
4.根据权利要求1所述的一种实现红土镍矿高效选择性冶炼产品的方法，其特征在于：
所述硫化钠的粒径<74μm；
所述硫化钠的添加量为红土镍矿质量的10～70wt％；
所述含硅添加剂的粒径<74μm；
所述含硅添加剂，所述含硅添加剂选自纯SiO2、硅微粉、石英砂中的至少一种；
所述含硅添加剂的添加量为红土镍矿质量的10～60wt％。
5.根据权利要求4所述的一种实现红土镍矿高效选择性冶炼产品的方法，其特征在于：
所述硫化钠的添加量为红土镍矿质量的20～40wt％；
或
所述硫化钠的添加量是红土镍矿质量的60～70wt％；
所述含硅添加剂为硅微粉，所述硅微粉中，SiO2含量≥99.5wt％；
所述含硅添加剂的添加量为红土镍矿质量的30～50wt％，
或
所述含硅添加剂的添加量为红土镍矿质量的55～60wt％。
6.根据权利要求1所述的一种实现红土镍矿高效选择性冶炼产品的方法，其特征在于：
所述还原剂的粒径<74μm；
所述还原剂为褐煤、无烟煤、焦粉、生物炭中的一种或几种；
所述还原剂的添加量为红土镍矿细粉质量的2～12wt％。
7.根据权利要求1所述的一种实现红土镍矿高效选择性冶炼产品的方法，其特征在于：
所述还原剂的添加量为红土镍矿细粉质量的3～6wt％，
或
所述还原剂的添加量为红土镍矿细粉质量的1.8～2wt％。
8.根据权利要求1所述的一种实现红土镍矿高效选择性冶炼产品的方法，其特征在于：所述压制成型的压力为5～20MPa。
9.根据权利要求1所述的一种实现红土镍矿高效选择性冶炼产品的方法，其特征在于：所述保护气氛的气体流量为0.2～0.6L/min，所述氮气的纯度≥99.999％。
10.根据权利要求1所述的一种实现红土镍矿高效选择性冶炼产品的方法，其特征在于：所述微波的功率为800～1200W，所述焙烧的温度为700～850℃，所述焙烧的时间为10～60min。
CN202210241344.6A 2022-03-11 2022-03-11 一种实现红土镍矿高效选择性冶炼产品的方法 Active CN114606395B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210241344.6A CN114606395B (zh) 2022-03-11 2022-03-11 一种实现红土镍矿高效选择性冶炼产品的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210241344.6A CN114606395B (zh) 2022-03-11 2022-03-11 一种实现红土镍矿高效选择性冶炼产品的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114606395A true CN114606395A (zh) 2022-06-10
CN114606395B CN114606395B (zh) 2023-03-28

Family

ID=81862347

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210241344.6A Active CN114606395B (zh) 2022-03-11 2022-03-11 一种实现红土镍矿高效选择性冶炼产品的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114606395B (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4195986A (en) * 1978-10-06 1980-04-01 Allis-Chalmers Corporation Selective reduction of nickel laterite ores
CN102051471A (zh) * 2011-01-30 2011-05-11 湖南隆达微波冶金有限公司 用微波处理红土镍矿富集镍铁的方法
CN103952539A (zh) * 2014-04-24 2014-07-30 中国恩菲工程技术有限公司 红土矿焙烧系统
CN104498733A (zh) * 2014-11-28 2015-04-08 中南大学 一种提高红土镍矿碳热还原选择性的方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4195986A (en) * 1978-10-06 1980-04-01 Allis-Chalmers Corporation Selective reduction of nickel laterite ores
CN102051471A (zh) * 2011-01-30 2011-05-11 湖南隆达微波冶金有限公司 用微波处理红土镍矿富集镍铁的方法
CN103952539A (zh) * 2014-04-24 2014-07-30 中国恩菲工程技术有限公司 红土矿焙烧系统
CN104498733A (zh) * 2014-11-28 2015-04-08 中南大学 一种提高红土镍矿碳热还原选择性的方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
史唐明: "含硫添加剂强化红土镍矿固态还原焙烧的研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库》 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN114606395B (zh) 2023-03-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109097562B (zh) 一种红土镍矿选择性硫化焙烧的方法
CN113293296B (zh) 一种氧化镍矿熔融还原硫化生产低冰镍的方法
CN110016549B (zh) 一种强化红土镍矿直接还原的复合添加剂及其应用
CN104498711A (zh) 一种利用不锈钢粉尘生产铬镍铁合金的方法
CN108559838A (zh) 红土镍矿混合冶炼制备镍铁合金的方法
CN113333770B (zh) 一种粉末冶金铁粉的制备方法
CN113351872B (zh) 一种基于电磁场作用下的粉末冶金铁粉制备方法
CN114606395B (zh) 一种实现红土镍矿高效选择性冶炼产品的方法
CN108531742A (zh) 一种由电炉粉尘制备纳米锌及铁精矿的方法
CN113549726B (zh) 一种强化铬铁矿气基固态还原的方法
CN108034809B (zh) 一种红土镍矿的烧结方法
CN114318005B (zh) 一种微波处理低品位红土镍矿制备高品位镍产品的方法
CN110484721B (zh) 一种低还原粉化钒钛磁铁矿球团的制备方法
CN113265545A (zh) 一种高炉瓦斯灰的处理装置及处理方法
CN1204273C (zh) 回转窑直接还原工艺
CN112410547A (zh) 一种复合铁碳烧结矿的制备方法及高炉冶炼工艺
WO2024037659A1 (zh) 一种利用三元铁铝渣和红土镍矿联合制备高镍锍的方法
CN115074547B (zh) 一种高冰镍合成过程中富集镍、钴、铜的方法
CN103834802A (zh) 一种炼高钛渣用钛球团矿及其制备方法
CN115700284B (zh) 一种以全赤铁矿粉为原料制备高品质dri的方法
CN1053705C (zh) 微波-热等离子体处理含钴氧化矿
CN107022678A (zh) 一种红土镍矿选择性还原制备镍铁精矿的方法
CN114574692B (zh) 一种含碳微电解材料的制备方法
JP2023158803A (ja) ニッケル酸化鉱石の製錬方法
JP2022070031A (ja) 酸化鉱石の製錬方法

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
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant