[发明专利]一种红土镍矿的综合回收利用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种从红土镍矿中提取镍、钴、铁的冶金方法，特别是以矿热电炉还原技术或者电弧炉还原技术直接从熔融态的炉渣中生产半钢合金的红土镍矿的综合回收利用方法。

背景技术

传统的红土镍矿提取技术有回转窑干燥预还原-电炉还原熔炼生产镍铁；烧结-鼓风炉硫化熔炼生产低冰镍；烧结-高炉还原熔炼生产镍生铁；加压酸浸以及还原焙烧-氨浸等。回转窑干燥预还原-电炉还原熔炼是处理镍红土矿的经典工艺，工艺过程如下：含水约30％的镍红土矿经回转窑在800～900℃下干燥脱水和预还原处理后，再送入矿热电炉，在约1550～1600℃的高温下还原熔炼产出含镍＞15％的镍铁，再经转炉进一步精炼富集至25％以上出售，供生产不锈钢。具有工艺适应性强、流程简短、镍回收率高等特点，缺点是无法回收镍矿中的钴。鼓风炉硫化熔炼也是经典的处理红土镍矿的工艺，镍红土矿在配入适量的CaO和SiO2后，在约1100℃下烧结成块(或挤压成团、自然晾干)，再配入10～20％的黄铁矿和约20～30％的焦炭，在鼓风炉内约1350℃的温度下熔炼，产出含镍8～15％的低冰镍产品。烧结-高炉还原熔炼是在借鉴高炉炼铁工艺的基础上开发出的红土镍矿处理方法，生产含镍3～5％的镍生铁。加压酸浸法处理镍红土矿，是在高温(230～260℃)和高压(4～5MPa)下用硫酸浸出，镍、钴回收率通常为90％～95％，但不能回收铁。还原焙烧-氨浸工艺具有试剂NH3可循环使用，消耗量小，能综合回收镍、钴、铁等优点，镍、钴浸出率偏低是其主要缺点。

综上所述，对于红土镍矿的处理以及红土镍矿中铁的综合利用，尤其是在呈熔融态的炉渣直接电炉还原熔炼生产半钢合金方面，国内外目前均没有进行很深入的研究。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是针对传统红土镍矿处理工艺中存在的资源综合利用程度不高的不足，提供一种资源综合利用好，工艺相对简单，流程短的红土镍矿的综合回收利用方法。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采取以下方案：

本发明的一种红土镍矿的综合回收利用方法，有以下步骤：

A采用硫化熔炼处理红土镍矿生产低冰镍；

B采用矿热电炉还原熔炼直接处理熔融态的硫化熔炼渣生产含铁大于80％的半钢合金，然后送至转炉冶炼成合格钢水；或者也可以采用电弧炉还原熔炼的方法直接处理熔融态的硫化熔炼渣得到合格钢水；

C采用硫酸化焙烧-酸浸处理低冰镍生产硫酸和含铁大于60％的铁精矿；

D采用溶剂萃取处理镍、钴浸出液生产高纯钴盐产品。

其中，所述步骤A还包括步骤：红土镍矿运至原矿堆场，首先送棒条振动给料筛，除去30mm以上大块，筛上物料直接送鼓风炉处理，筛下红土镍矿和5～10％的硫酸钙以及10％的黄铁矿混合后，经压力机挤压成团，晾干后再和约20～30％的焦炭一起送入鼓风炉内，在约1300℃的温度下熔炼，产出含镍8～15％的低冰镍产品。

其中，所述步骤B还包括步骤：约1300℃的呈熔融态的鼓风炉硫化熔炼渣直接自流入矿热电炉内，通电升温至1500℃以上，再用压缩空气通过喷枪喷吹粉煤和焦炭的混合物，使炉渣中的铁还原出来，产出含铁大于80％的半钢合金，再将半钢合金加入转炉，冶炼成合格钢水。

其中，所述步骤B还包括步骤：采用电弧炉还原熔炼直接处理熔融态的硫化熔炼渣：约1300℃的呈熔融态的鼓风炉硫化熔炼渣直接自流入电弧炉内，通电升温至1500℃以上，再用压缩空气通过喷枪喷吹粉煤和焦炭的混合物，使炉渣中的铁还原出来，产出含铁大于80％的半钢合金，再通过炉门、炉壁氧枪通入氧气进行氧化吹炼，得到合格钢水。

其中，所述步骤C还包括步骤：鼓风炉硫化熔炼产出的低冰镍经破碎、球磨后，采用浆式进料的办法把低冰镍矿浆喷入沸腾炉内，在550～600℃的焙烧温度下，实现低冰镍的硫酸化焙烧，烟气回收制硫酸；沸腾炉产出的焙砂经二段酸浸，所产出的浸出渣含铁在60％以上，可以作为优质铁精矿出售；浸出液经碳酸钙中和除铁，可以得到适合于萃取要求的溶液；中和除铁渣返回配料、压团使用。

其中，所述步骤C还包括步骤：经净化除铁后的浸出液采用Cyanex272萃取剂进行钴的选择性萃取，实现钴、镍的深度分离，含钴的负载有机相再经盐酸或硫酸反萃，直接产出高纯的钴盐产品。

(三)有益效果