一種紅土鎳礦的鈉化還原焙燒分離方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及紅土鎳礦的綜合利用，具體是一種紅土鎳礦的鈉化還原焙燒分離方法，包括鈉化還原?焙燒、化學(xué)浸出、磁選分離、熔分分離等步驟，屬冶金化學(xué)領(lǐng)域。本發(fā)明所解決的技術(shù)問題是提供了采用紅土鎳礦的鈉化還原焙燒分離方法對紅土鎳礦進(jìn)行綜合利用，尤其是針對高鐵高鋁低鎳型紅土鎳礦，其礦物成分包括TFe 55％～58％、Al2O3 10％～12％、NiO 1％～1.5％；以及不可避免的雜質(zhì)。可得到含鎳6％～10％的鎳鐵產(chǎn)品，鎳的收率80％以上，尾礦中TFe品位達(dá)到了54％以上，為處理高鋁型紅土鎳礦提供了一種新的選擇。
【專利說明】
一種紅土鎳礦的鈉化還原焙燒分離方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及紅土鎳礦的綜合利用，具體是一種紅土鎳礦的鈉化還原焙燒分離方法，包括鈉化還原-焙燒、化學(xué)浸出、磁選分離、熔分分離等步驟，屬冶金化學(xué)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]本發(fā)明涉及的紅土鎳礦是一種高鐵高鋁低鎳型紅土鎳礦，化學(xué)成分為TFe55%?58%,Al2O3 10%?12%、Ni0 I %?1.5%。該礦含結(jié)晶水較高，熔化溫度較高，如果采用傳統(tǒng)的高爐冶煉工藝，只能冶煉出含鎳較低的生鐵，經(jīng)濟(jì)價值較低。直接采用高溫還原-磁選工藝，選出的精礦中雜質(zhì)鋁含量較高，鎳的品位只能達(dá)到2.0 %?3.0 %，經(jīng)濟(jì)價值也較低。
[0003]在此應(yīng)用背景下，本發(fā)明提供了一種鈉化還原焙燒分離的方法處理紅土鎳礦，尤其是前述高鐵高鋁低鎳型紅土鎳礦，使得紅土鎳礦中的鐵、鎳、鋁資源都得到高效利用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所解決的技術(shù)問題是提供了紅土鎳礦的綜合利用方法，具體的是針對高鐵高鋁低鎳型紅土鎳礦，其礦物成分包括TFe 55%?58%、Α?2θ3 10%?12%、Ni0 1%?1.5%;以及不可避免的雜質(zhì)。
[0005]本發(fā)明紅土鎳礦的綜合利用具體是采用紅土鎳礦的鈉化還原焙燒分離方法，包括鈉化還原-焙燒、化學(xué)浸出、磁選分離、熔分分離等步驟。
[0006]具體步驟如下:
[0007]A、預(yù)處理:干燥、粉碎，得到粉狀紅土鎳礦。
[0008]上述步驟A的目的是脫除紅土鎳礦中的自由水，并便于后續(xù)的處理。
[0009]其中，步驟A的紅土鎳礦干燥溫度為80%?150% ;優(yōu)選干燥溫度110°C。干燥重點(diǎn)為:干燥至重量不再變化。
[0010]其中，步驟A的粉狀紅土鎳礦的粒度控制在-150目。
[0011 ] B、配料:步驟A所得粉狀紅土鎳礦與還原劑、硫酸鈉、碳酸鈉混合，造球，干燥。
[0012]紅土鎳礦與還原劑、硫酸鈉、碳酸鈉的重量百分比為:
[0013]紅土鎳礦51%?72%還原劑5%?12%，硫酸鈉12%?22%，碳酸鈉5%?15%。
[0014]優(yōu)選，紅土鎳礦69%還原劑9%，硫酸鈉14%，碳酸鈉8%。
[0015]其中，步驟B中所述還原劑為無煙煤。其粒度為-150目。
[0016]其中，步驟B采用硫酸鈉和碳酸鈉的混合物簡稱為復(fù)合鈉鹽，復(fù)合鈉鹽中硫酸鈉主要起控制紅土鎳礦的還原度作用，使還原產(chǎn)物的金屬化率控制在5%?15%之間，利于提高最終產(chǎn)品中的鎳品位和鎳收率；同時硫酸鈉在高溫下起到破壞礦物結(jié)構(gòu)，使鈉離子與鋁結(jié)合，形成可溶性鋁酸鈉或偏鋁酸鈉。碳酸鈉主要起到提高反應(yīng)活性，增強(qiáng)對礦物的破壞能力，提尚招的浸出率。
[0017]進(jìn)一步的，步驟B所述硫酸鈉、碳酸鈉的粒度為-150目。
[0018]其中，步驟B所述造球是采用圓盤造球工藝或壓球工藝造球。所得生料球團(tuán)的直徑8?30mmo
[0019]其中，步驟B造球時的外配加水量為5 %?12 %，優(yōu)選外配加水量為8 %。
[0020]C、將生料球團(tuán)高溫還原焙燒，得到金屬化球團(tuán)。
[0021]通過步驟C的高溫還原焙燒，紅土鎳礦中的鋁轉(zhuǎn)化為可溶性的鋁鹽，鐵部分被還原為金屬鐵，鎳全部被還原為金屬鎳。
[0022]進(jìn)一步地，步驟C所述高溫還原焙燒的溫度為1000?1300°C，焙燒時間為0.5?2h;
[0023]優(yōu)選的，步驟C所述高溫還原焙燒的溫度為1200°C，焙燒時間為lh。
[0024]步驟C高溫還原焙燒的氣氛為還原性氣氛。所述還原性氣氛為氮?dú)鈿夥铡?br>[0025]D、將金屬化球團(tuán)粉碎至-200目，得金屬化球團(tuán)粉末。
[0026]E、將金屬化球團(tuán)粉末加水加熱浸出，然后過濾，得到含鋁溶液和濾渣。
[0027]其中，步驟E中金屬化球團(tuán)粉末與水的固液比控制在1:1?1: 5，最佳為1: 3。
[0028]其中，步驟E中加熱浸出的溫度為20 %?95 V，最佳溫度為70 °C，浸出時間為0.5?2h。
[0029]為了綜合利用資源，步驟E所得含鋁溶液采用傳統(tǒng)提鋁工藝進(jìn)一步提取鋁資源。如，通過調(diào)pH值形成氫氧化鋁沉淀，焙燒得到三氧化二鋁，使鋁資源得到利用。
[0030]F、步驟E所得濾渣通過磁選，得到磁性鎳鐵精礦和尾礦。
[0031 ] 其中，步驟F磁選采用濕法磁選工藝，磁場強(qiáng)度為50?300mT，其中最佳選礦磁場強(qiáng)度為150mT。
[0032]為了綜合利用資源，步驟F磁選所得的鎳鐵精礦含鎳5?8%，可以進(jìn)一步熔分得到鎳鐵，磁選尾礦TFe大于54%，可以作為鐵質(zhì)原料使用。
[0033]G、步驟F所得磁性鎳鐵精礦通過高溫熔分，得到鎳鐵產(chǎn)品。
[0034]其中，步驟G所述高溫熔分的溫度大于1650°C，熔分時間大于Ih以上。
[0035]優(yōu)選的，步驟G所述高溫熔分的溫度為1650°C，熔分時間3h。
[0036]通過上述方法，可得到含鎳6 %?1 %的鎳鐵產(chǎn)品，鎳的收率80 %以上。
[0037]本發(fā)明的有益效果:
[0038]本發(fā)明為了綜合利用紅土鎳礦，尤其是高鐵高鋁低鎳型紅土鎳礦，提供了一種鈉化還原焙燒分離方法，在紅土鎳礦中，配加復(fù)合鈉鹽、還原劑等，在1000?130(TC鈉化還原焙燒，經(jīng)過浸鋁、磁選、熔分等工序，得到經(jīng)氧化鋁和含鎳6%?10%的鎳鐵、尾礦(尾礦又稱富鐵料)等。本發(fā)明制備方法可以實(shí)現(xiàn)紅土鎳礦中鐵、鎳、鋁的分離和綜合利用，處理高鐵高鋁低鎳型紅土鎳礦，可獲得含鎳6 %?1 %的鎳鐵，鎳回收率80 %以上，尾礦中TFe品位達(dá)到了54%以上，可以返回做鐵質(zhì)原料使用，同時還可充分利用鋁資源，所用添加劑可回收循序按使用，經(jīng)濟(jì)實(shí)用，為處理高鋁型紅土鎳礦提供了一種新的選擇。
【附圖說明】
[0039]圖1紅土鎳礦的鈉化還原焙燒分離方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0040]為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明。
[0041 ]實(shí)施例1紅土鎳礦的鈉化還原焙燒分離方法，如圖1所示，具體步驟是:
[0042]I)將紅土鎳礦于110°C下干燥4h以上至重量不在變化，細(xì)磨至100%過150目篩備用；
[0043]2)將細(xì)磨原料按重量百分比將紅土鎳礦69%、煤粉9%、硫酸鈉14%、碳酸鈉8%配制成混合料，外加8 %水混合均勾，壓制成直徑約20_，高約I Omm的圓柱形塊狀料，干燥；
[0044]3)將步驟2)所得的塊狀料裝入石墨坩禍中，置于1200°C的馬弗爐中焙燒lh，在氮?dú)鈿夥罩欣鋮s至室溫；
[0045]4)將冷卻的焙燒礦細(xì)磨至200目；
[0046]5)按固液比1:5配加80°C的溫水恒溫水浴浸出lh，固液分離得到含鋁液和濾渣；
[0047]6)使用滾筒磁選機(jī)磁選分離步驟4)中濾渣得到磁性鎳鐵精礦和尾礦，磁場強(qiáng)度為150mTo
[0048]7)磁選分離得到磁性鎳鐵精礦在1650°C、3h條件下熔分，得到金屬鎳鐵。
[0049]主要指標(biāo):焙砂鋁的浸出率75.0%，磁選得到的鎳鐵料鎳品位5.5%，鎳的收率87%,尾礦TFe54.8%,熔分鐵中鎳的品位7.5 %，鎳的收率83.2 %。
[0050]實(shí)施例2紅土鎳礦的鈉化還原焙燒分離方法，如圖1所示，具體步驟是:
[0051]I)同實(shí)施例1步驟I);
[0052]2)同實(shí)施例1步驟2);
[0053]3)將步驟2)所得的塊狀料裝入石墨坩禍中，置于1300°C的馬弗爐中焙燒1.5h，在氮?dú)鈿夥罩欣鋮s至室溫；
[0054]4)同實(shí)施例1步驟4);
[0055]5)同實(shí)施例1步驟5)。
[0056]6)同實(shí)施例1步驟6)。
[0057]7)磁選分離得到磁性鎳鐵精礦在1700°C、Ih條件下熔分，得到金屬鎳鐵。
[0058]主要指標(biāo):焙砂鋁的浸出率72.0%，磁選得到的磁性鎳鐵精礦鎳品位5.8%，鎳的收率81.2 %，尾礦TFe53.6%,熔分鐵中鎳的品位8.1 %，鎳的收率79.0 %。
[0059]實(shí)施例3紅土鎳礦的鈉化還原焙燒分離方法，如圖1所示，具體步驟是:
[0060]I)同實(shí)施例1步驟I);
[0061 ] 2)將細(xì)磨的原料按重量百分比將紅土鎳礦60%、煤粉10%、硫酸鈉20%、碳酸鈉10%配制成混合料，外加8%水混合均勾，制成直徑8?15mm的球團(tuán)，干燥；
[0062]3)將步驟2)所得球團(tuán)裝入石墨坩禍中，置于1150°C的馬弗爐中焙燒lh，在氮?dú)鈿夥罩欣鋮s至室溫；
[0063]4)將冷卻的焙燒礦細(xì)磨至200目，按固液比1: 3配加50°C的溫水恒溫水浴浸出lh，固液分離得到含鋁液和濾渣；
[0064]5)使用滾筒磁選機(jī)磁選分離步驟4)中濾渣得到磁性鎳鐵精礦和尾礦，磁場強(qiáng)度分別為10mT。
[0065]6)磁選分離得到磁性鎳鐵精礦在1650°C、3h條件下熔分，得到金屬鎳鐵。
[0066]主要指標(biāo):焙砂鋁的浸出率80.1%，磁選得到的磁性鎳鐵精礦鎳品位4.7%，鎳的收率92.1%,尾礦TFe52.6%,熔分鐵中鎳的品位5.7 %，鎳的收率87.0 %。
[0067]實(shí)施例4紅土鎳礦的鈉化還原焙燒分離方法，如圖1所示，具體步驟是:
[0068]I)同實(shí)施例1步驟I);
[0069]2)同實(shí)施例3步驟2);
[0070]3)將步驟2)所得球團(tuán)裝入石墨坩禍中，置于1250°C的馬弗爐中焙燒1.5h，在氮?dú)鈿夥罩欣鋮s至室溫；
[0071 ] 4)將冷卻的焙燒礦細(xì)磨至200目；
[0072]5)按固液比1:1配加50°C的溫水恒溫水浴浸出lh，固液分離得到含鋁液和濾渣；
[0073]6)使用滾筒磁選機(jī)磁選分離步驟4)中濾渣得到磁性鎳鐵精礦和尾礦，磁場強(qiáng)度為
200mTo
[0074]7)磁選分離得到磁性鎳鐵精礦在1700°C、3h條件下熔分，得到金屬鎳鐵。
[0075]主要指標(biāo):焙砂鋁的浸出率72.5%，磁選得到的磁性鎳鐵精礦鎳品位5.2%，鎳的收率87.6%,尾礦TFe54.1%,熔分鐵中鎳的品位7.2%，鎳的收率82.5%。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.紅土鎳礦的鈉化還原焙燒分離方法，其特征在于:包括如下步驟: A、預(yù)處理:干燥、粉碎，得到粉狀紅土鎳礦； B、配料:步驟A所得粉狀紅土鎳礦與還原劑、硫酸鈉、碳酸鈉混合，造球，干燥，得生料球團(tuán)； C、將生料球團(tuán)高溫還原焙燒，得到金屬化球團(tuán)； D、將金屬化球團(tuán)粉碎至-200目，得金屬化球團(tuán)粉末； E、將金屬化球團(tuán)粉末加水加熱浸出，然后過濾，得到含鋁溶液和濾渣。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅土鎳礦的鈉化還原焙燒分離方法，其特征在于:紅土鎳礦與還原劑、硫酸鈉、碳酸鈉的重量百分比為: 紅土鎳礦51 %?72%還原劑5 %?12 %，硫酸鈉12 %?22 %，碳酸鈉5 %?15 % ; 優(yōu)選，紅土鎳礦69%還原劑9%，硫酸鈉14%，碳酸鈉8%。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅土鎳礦的鈉化還原焙燒分離方法，其特征在于:步驟A至少滿足以下任意一項(xiàng): 步驟A的紅土鎳礦干燥溫度為80 %?150 % ; 優(yōu)選，步驟A的紅土鎳礦干燥溫度為110 °C ; 步驟A的粉狀紅土鎳礦的粒度控制在-150目。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅土鎳礦的鈉化還原焙燒分離方法，其特征在于:步驟B至少滿足以下任意一項(xiàng): 步驟B中所述還原劑為無煙煤； 所述無煙煤的粒度為-150目； 步驟B所述硫酸鈉的粒度為-150目； 步驟B所述碳酸鈉的粒度為-150目； 步驟B所述造球是采用圓盤造球工藝或壓球工藝造球； 步驟B所得生料球團(tuán)的直徑為8?30mm; 步驟B造球時的外配加水量為5%?12% ； 優(yōu)選，步驟B造球時的外配加水量為8 %。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅土鎳礦的鈉化還原焙燒分離方法，其特征在于:步驟C至少滿足以下任意一項(xiàng): 步驟C所述高溫還原焙燒的溫度為1000?1300 0C，焙燒時間為0.5?2h; 優(yōu)選的，步驟C所述高溫還原焙燒的溫度為1200°C，焙燒時間為Ih; 步驟C高溫還原焙燒的氣氛為還原性氣氛； 優(yōu)選的，步驟C所述還原性氣氛為氮?dú)鈿夥铡?.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅土鎳礦的鈉化還原焙燒分離方法，其特征在于:步驟E至少滿足以下任意一項(xiàng): 步驟E中金屬化球團(tuán)粉末與水的固液比控制在1:1?1:5; 優(yōu)選的，步驟E中金屬化球團(tuán)粉末與水的固液比控制在1:3， 步驟E中加熱浸出的溫度為20 %?95 °C ; 優(yōu)選的，步驟E中加熱浸出的溫度為70 °C ； 步驟E中加熱浸出的浸出時間為0.5?2h。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅土鎳礦的鈉化還原焙燒分離方法，其特征在于:步驟F至少滿足以下任意一項(xiàng): 步驟F磁選采用濕法磁選工藝，磁場強(qiáng)度為50?300mT ； 優(yōu)選的，步驟F磁選采用濕法磁選工藝，磁場強(qiáng)度為150mT。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅土鎳礦的鈉化還原焙燒分離方法，其特征在于:步驟G至少滿足以下任意一項(xiàng): 步驟G所述高溫熔分的溫度大于1650°C，熔分時間大于Ih; 優(yōu)選的，步驟G所述高溫熔分的溫度為1650 °C，熔分時間3h。9.根據(jù)權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的紅土鎳礦的鈉化還原焙燒分離方法，其特征在于:所述紅土鎳礦為高鐵高鋁低鎳型紅土鎳礦，其礦物成分包括TFe 55%?58%、Al2O3 10%?12%,N1 1%?1.5%;以及不可避免的雜質(zhì)。
【文檔編號】C22B1/24GK106086393SQ201610619690
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年7月29日 公開號201610619690.8, CN 106086393 A, CN 106086393A, CN 201610619690, CN-A-106086393, CN106086393 A, CN106086393A, CN201610619690, CN201610619690.8
【發(fā)明人】郝建璋, 曾冠武, 高建勇
【申請人】攀鋼集團(tuán)攀枝花鋼鐵研究院有限公司