CN101643858A

CN101643858A - 红土镍矿的高温氯化处理方法

Info

Publication number: CN101643858A
Application number: CN200910094630A
Authority: CN
Inventors: 崔建明; 王炜; 杨成林; 张雄林; 康靖; 后宝明; 季登会
Original assignee: Yunnan Tin Group (holding) Co Ltd
Current assignee: Yunnan Tin Group (holding) Co Ltd
Priority date: 2009-06-22
Filing date: 2009-06-22
Publication date: 2010-02-10

Abstract

本发明涉及一种红土镍矿中镍的高温氯化挥发和烟气中氯化镍的收集处理的方法，属有色金属冶金领域。本发明工艺过程为：将红土镍矿破碎，加入碳质还原剂，再加入氯化剂水溶液，混合均匀，制成球团；干燥球团，高温炉内升温到氯化镍的挥发温度，使氯化镍进入烟气，用水洗涤、吸收和溶解烟气中的氯化物，得到含氯化镍的溶液；加碱中和氯化镍溶液，得到氢氧化镍固体和氯化物废液，固体氢氧化镍作为生产镍产品的原料，氯化物废液补充氯化物后作为氯化剂返回使用。本发明的工艺简单，可将红土镍矿中的镍和铁、镁、硅有效分离，镍回收率可高达80％以上，生产效率高，氯化剂可循环使用，成本低；无废水排放，对环境无污染。

Description

红土镍矿的高温氯化处理方法

所属技术领域

本发明涉及一种红土镍矿中镍的高温氯化挥发和烟气中氯化镍的收集处理的方法，属有色金属冶金领域。

背景技术

红土镍矿是提取镍产品的重要资源，已知的红土镍矿的处理方法主要有火法熔炼、湿法处理和火湿法结合三类。

火法流程主要有还原熔炼镍铁、熔炼镍锍以及还原焙烧——磨选，已公开的工艺过程有：(1)矿石破碎后送干燥窑干燥，再送煅烧回转窑，在700℃温度下，干燥、预热和煅烧，产出焙砂；焙砂加入电炉后，然后在1500℃左右的温度下加入还原剂还原熔炼，产出镍铁合金；(2)红土镍矿经破碎，按一定比例，加入还原剂、添加剂与红土混合，制球后干燥，在回转窑或转底炉、隧道窑等冶金炉中在950～1300℃下还原焙烧，焙砂破碎，经过磁选、重选，得到含镍7～15％镍铁粉；(3)红土镍矿干燥后加入硫化剂在在1500～1600℃高温下熔炼产出低镍锍，再进一步精炼除铁后得到高镍锍。

湿法处理主要有加压酸浸、常压搅拌酸浸和堆浸，已公开的工艺过程有(1)红土矿破碎后加入硫酸、水浆化后在250～270℃、4～5MPa条件下浸出1～1.5小时，红土镍矿中的镍、钻等有价金属和镁、铁、铝浸出进入溶液，浸出液中和除铁、铝后，加入硫化物沉淀产出镍钴硫化物，再通过精炼产出最终产品，或浸出液沉淀氢氧化镍——氨溶——萃取镍，反萃液送镍电积生产阴极镍，或浸出液中和除杂后采用Cyanex272直接萃取钴，萃余液萃取Ni，反萃液送镍电积生产阴极镍；(2)红土镍矿破碎后，含铁高的红土镍矿加入硫酸和水浆化后进入高压釜加压浸出，固液分离后，加压浸出液返回加入高镁红土镍矿浆化常压浸出，常压浸出液进入溶中和除杂、沉镍后精炼得到镍产品；(3)常压搅拌浸出：红土镍矿破碎后，加入硫酸、盐酸等无机酸常压搅拌浸出，浸出液可采用各种方法处理得到镍产品，以盐酸为浸出剂还包括氯化物废液再生盐酸，以循环利用盐酸，降低酸耗成本；(4)堆浸：矿石破碎后入堆，按喷淋液酸度为5～18％，喷淋强度为15～30L/m2.h的量进行喷淋，收集喷淋和滴淋后的浸出液进行调配，使浸出液中的镍离子浓度达2～4g/L，得含镍钴的浸出液。

火湿法结合主要是还原焙烧——氨浸流程，其工艺过程为红土矿干燥、磨碎，加入还原剂在700～1000℃温度下还原焙烧，镍、钻和部分铁还原成合金，然后加入氨水——碳酸铵溶液浸出，浸出液除铁后蒸氨得到碱式碳酸镍，煅烧得到NiO或精炼得到金属镍、镍盐，或浸出液用LIX84-I直接从氨性溶液中萃取Ni，硫酸反萃得到硫酸镍溶液电积生产阴极镍。萃余液用H₂S沉钴得到硫化钴。

红土镍矿的高温氯化处理方面有离析焙烧——磨选或氨浸。其过程为：在矿石中加入一定量的碳质还原剂(煤或焦炭)和氯化剂(氯化钠或氯化钙)，在中性或弱还原性的气氛中加热，使有价金属从矿石中氯化并在炭粒表面还原成为金属颗粒，然后用选矿的方法富集，或将红土镍矿中镍、钴和部分铁离析还原为金属后，用氨水和碳酸铵溶液浸出。陈晓敏在《有色金属》(选矿部分)2007年第3期报道了以含Ni1.24％、Co 0.026％的红土镍矿为原料进行的离析——磁选试验，在最佳综合条件下得到了镍品位为10.33％、回收率为87.22％，钴品位0.46％、回收率80.21％的镍钴混合精矿。王成彦在《矿冶》1997年第3期报道了采用氯化离析——氨浸处理含镍1.24％、钴0.08％、铁24.60％的红土镍矿，在最佳控制条件下镍浸出率为81.54％，钴浸出率55.63％。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种红土镍矿中镍的高温氯化挥发和烟气中氯化镍的收集处理的方法。具有工艺流程短、镍回收率高、氯化剂可循环使用、成本低廉，无废水排放，对环境无污染的特点。

解决本发明的技术问题所采用的技术方案是：将红土镍矿破碎，加入碳质还原剂，再加入氯化剂水溶液，混合均匀，制成球团；干燥球团，高温炉内升温加热到氯化镍的挥发温度，使氯化镍进入烟气，用水洗涤、吸收和溶解烟气中的氯化物，得到含氯化镍的溶液；加碱中和氯化镍溶液，得到氢氧化镍固体和氯化物废液，固体氢氧化镍作为生产镍产品的原料，氯化物废液补充氯化物后作为氯化剂返回使用。

本发明的具体工艺参数及方法如下：

(1)红土镍矿破碎至40目，加入红土镍矿重量的1～10％的碳质还原剂混合均匀，然后加入红土镍矿重量的20～40％的氯化剂水溶液，水溶液中氯化剂的重量为红土镍矿重量的5～20％，混合均匀，制成直径10～20mm的球团；

(2)将球团在200～300℃干燥1～2小时，然后放入高温炉内，加热至800～1200℃挥发1～3小时；

(3)含氯化镍的溶液加碱中和至PH7～8。

所述的碳质还原剂为粒度40目的煤粉、焦碳粉、木炭粉的一种或几种；

所述的氯化剂为氯化钙、氯化钠、氯化氢、氯化镁、氯化铁、氯化铵中的一种或几种。

所述的焙烧用的高温炉采用回转窑、转底炉、鼓风炉、高炉中任一冶金窑炉。

所述的加碱中和含氯化镍的水溶液时采用石灰、碳酸钠、氢氧化钠、氨水、氧化镁中的一种或几种。

本发明的有益效果是：采用高温下将红土镍矿中的镍以氯化镍的形式挥发进入烟气，再通过烟气的水洗涤、溶解得到直接含氯化镍的溶液，红土镍矿中的镍的挥发率可达到85％以上，铁、镁挥发率低于10％，镍回收率达到80％以上，镍回收率高，红土矿中的镍与铁、镁等脉石分离效果好；沉镍后的氯化物废液作为氯化剂循环使用，试剂消耗量少，成本低廉，无废水排放，对环境无污染；从挥发烟气中直接得到氯化镍溶液，避免了磨选、浸出等过程，工艺流程短，效率高，因此是一种新颖的红土镍矿处理方法。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图。

具体实施方案

实施例1

红土镍矿主要成分：Ni1.06％，Fe9.75％，MgO27.57％，粒度40目。

红土镍矿100Kg，加入5Kg破碎至40目的煤粉充分混合均匀。将6Kg氯化剂溶解于15Kg水中，加入红土镍矿和煤粉的混合物中，充分混合均匀，制成直径10～20mm的球团，在200℃干燥2小时。

将球团放入高温炉内，加热至800～850℃氯化挥发3小时，得挥发渣3.5Kg，主要成分：Ni0.20％，Fe9.68％，MgO28.15％，挥发率：Ni82.11％，Fe7.16％，MgO4.52％。

烟气用水洗涤、溶解和吸收，加入石灰乳和氢氧化钠中和至PH7～8，过滤、干燥后得到氢氧化镍固体3.1Kg，含镍27.54％，镍回收率80.32％。沉镍废液15L，作为氯化剂返回使用。

实施例2

红土镍矿主要成分：Ni1.06％，Fe9.75％，MgO27.57％，粒度40目。

红土镍矿100Kg，加入9Kg破碎至40目的煤粉充分混合均匀。将18Kg氯化剂溶解于22Kg水中，加入红土镍矿和煤粉的混合物中，充分混合均匀，制成直径10～20mm的球团，在300℃干燥2小时。

将球团放入高温炉内，加热至1150～1200℃氯化挥发1小时，得挥发渣3.5Kg，主要成分：Ni0.17％，Fe9.64％，MgO27.72％，挥发率：Ni85.27％，Fe9.84％，MgO8.32％。

烟气用水洗涤、溶解和吸收，加入石灰乳和氢氧化钠中和至PH7～8，过滤、干燥后得到氢氧化镍固体3.65Kg，含镍24.39％，镍回收率83.98％。沉镍废液20L，作为氯化剂返回使用。

实施例3

红土镍矿主要成分：Ni1.06％，Fe9.75％，MgO27.57％，粒度40目。

红土镍矿100Kg，加入1Kg破碎至40目的煤粉充分混合均匀。将12Kg氯化剂溶解于20Kg水中，加入红土镍矿和煤粉的混合物中，充分混合均匀，制成直径10～20mm的球团，在250℃干燥2小时。

将球团放入回转窑内，加热至950～1000℃氯化挥发2小时，得挥发渣和94.8Kg，主要成分：Ni0.14％，Fe9.90％，MgO27.13％，挥发率：Ni87.46％，Fe3.74％，MgO6.73％。

烟气用水洗涤、溶解和吸收，加入石灰乳和氢氧化钠中和至PH7～8，过滤、干燥后得到氢氧化镍固体2.9Kg，含镍31.52％，镍回收率86.23％。沉镍废液21L，作为氯化剂返回使用。

实施例4

红土镍矿主要成分：Ni1.06％，Fe9.75％，MgO27.57％，粒度40目。

红土镍矿100Kg，加入5Kg破碎至40目的煤粉充分混合均匀。将13Kg氯化剂溶解于25Kg水中，加入红土镍矿和煤粉的混合物中，充分混合均匀，制成直径10～20mm的球团，在300℃干燥2小时。

将球团放入回转窑内，加热至850～900℃氯化挥发2小时，得挥发渣和92.7Kg，主要成分：Ni0.16％，Fe9.84％，MgO27.41％，挥发率：Ni85.73％，Fe6.42％，MgO7.85％。

烟气用水洗涤、溶解和吸收，加入石灰乳和氢氧化钠中和至PH7～8，过滤、干燥后得到氢氧化镍固体3.3Kg，含镍26.89％，镍回收率83.71％。沉镍废液20L，作为氯化剂返回使用。

Claims

1、一种红土镍矿的高温氯化处理方法，其特征在于工艺过程为：将红土镍矿破碎，加入碳质还原剂，再加入氯化剂水溶液，混合均匀，制成球团；干燥球团，高温炉内升温加热到氯化镍的挥发温度，使氯化镍进入烟气，用水洗涤、吸收和溶解烟气中的氯化物，得到含氯化镍的溶液；加碱中和氯化镍溶液，得到氢氧化镍固体和氯化物废液，固体氢氧化镍作为生产镍产品的原料，氯化物废液补充氯化物后作为氯化剂返回使用。

2、根据权利要求1所述的红土镍矿的高温氯化处理方法，其特征在于：

(3)含氯化镍的溶液加碱中和至PH7～8。

3、根据权利要求2所述的红土镍矿的高温氯化处理的方法，其特征在于：碳质还原剂为粒度40目的煤粉、焦碳粉、木炭粉的一种或几种；

4、根据权利要求2所述的红土镍矿的高温氯化处理的方法，其特征在于：氯化剂为氯化钙、氯化钠、氯化氢、氯化镁、氯化铁、氯化铵中的一种或几种。

5、根据权利要求2所述的红土镍矿的高温氯化处理的方法，其特征在于：焙烧用的高温炉采用回转窑、转底炉、鼓风炉、高炉中任一冶金窑炉。

6、根据权利要求2所述的红土镍矿的高温氯化处理的方法，其特征在于：加碱中和含氯化镍的水溶液时采用石灰、碳酸钠、氢氧化钠、氨水、氧化镁中的一种或几种。