[发明专利]从镍冶炼弃渣中回收镍、钴的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种从镍冶炼弃渣中回收镍、钴的方法。

背景技术

镍冶炼弃渣是镍冶炼生产中排放的冶炼弃渣，是一种工业固体废弃物。随着生产的发展，固体废弃物逐年增加，数量巨大的镍冶炼弃渣在冶炼企业周边渣场露天堆存，除极少量供水泥厂作添加剂(代替铁矿石)外，其余绝大部分没有得到利用，造成了对企业周边生态环境、人居环境的严重的环保问题。

经过分析测算，镍冶炼弃渣中含有大量铁质元素和二氧化硅，另外含有少量镍、铜、钴、铅、锌等金属元素。以某特大型冶炼企业约160万吨的弃渣为例，其中金属、非金属理论存量为：含铁62万吨、镍4917吨、钴1864吨、铅337吨、锌5976吨、二氧化硅59万吨。这既是巨大的资源浪费，同时也表明镍冶炼弃渣具有巨大的开发利用价值，然而目前镍冶炼弃渣的综合利用实际上已成为世界性的难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种从镍冶炼弃渣中回收镍、钴的方法，该方法能够充分利用废弃的镍冶炼弃渣资源，避免由此带来的资源浪费和环境影响，以较低的成本回收弃渣中的贵重金属。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种从镍冶炼弃渣中回收镍、钴的方法，其特征在于，包括如下步骤：

a、将镍冶炼弃渣加热至熔融状态或直接取熔融状态的镍冶炼弃渣放置于热渣包内；

b、保温使镍冶炼弃渣保持熔融状态，同时向镍冶炼弃渣中通入氧气或空气从而生成固体残渣以净化除杂；

c、震荡热渣包30-40分钟，然后静置8-12分钟；

c、除去固体残渣；

d、倒出熔融状态镍冶炼弃渣下层占镍冶炼弃渣总重量4-6％的贵重金属层后冷却；

e、破碎，再研磨后通过浮选工艺即可获取镍、钴精矿粉。

其中在步骤b后还要保温使镍冶炼弃渣保持熔融状态，同时向镍冶炼弃渣中通入氯气从而生成固体残渣以净化除杂，氯气的用量为每吨镍冶炼弃渣0.1-0.25立方米，通气时间为5-10分钟，或向镍冶炼弃渣中通入氯气直至杂质含量符合要求。

其中在步骤b中通入氧气的用量为每吨镍冶炼弃渣0.4-1立方米，通气时间为5-10分钟，或向镍冶炼弃渣中通入氧气直至杂质含量符合要求。

其中在步骤b中通入空气的用量为每吨镍冶炼弃渣2-5立方米，通气时间为5-10分钟，或向镍冶炼弃渣中通入空气直至杂质含量符合要求。

其中使用石墨化碳素材料气体导管伸入该热渣包内以通气。

其中熔融状态的镍冶炼弃渣是指镍冶炼弃渣温度在1150-1300℃。

其中步骤e中对破碎、研磨、和浮选的工艺要求与常规镍矿或铜矿相同。

其中步骤d中冷却工序是将贵重金属层倒入至少一个模具中缓慢冷却。

经过多次实验证明，采用本发明方法得到的镍冶炼弃渣下层的贵重金属层重量占弃渣总重量的4-6％，但其中富集的镍、钴占占弃渣中镍、钴总重量的60-83％，在富集量为60％时，镍含量从弃渣中的0.12％变为1.2％，钴含量从弃渣中的0.16％变为1.6％，从而使通过浮选法选出精矿成为可能，而在富集量为83％时，镍、钴含量分别变为1.66％、2.21％，远远超过了浮选法选矿的最低要求。采用本发明的方法能够高效综合回收镍冶炼弃渣中的镍、钴等元素，达到了大宗工业固体废弃物资源化利用的目的。

具体实施方式

本发明方法对镍冶炼弃渣净化除杂的原理是：

利用炉外精炼技术，将高压氧气、高压氯气先后分别喷吹入熔融状态的镍冶炼弃渣中，分批定量对其进行净化除杂处理，使弃渣中的有害杂质(如氧化铝、氧化镁、氧化钙、硫化物等)进行充分反应，同时通过均匀、轻微的水平震荡促进生成比重较小的新化合物，新化合物漂浮于镍冶炼弃渣上面而析出，而镍、钴等贵重金属富集沉积于下层，利于回收。

反应方程式为

FeS+3Fe₃O₄+5SiO₂+5O₂＝5(2FeO·SiO₂)+SO₂↑(高温熔融状态下)

2Ca+O₂＝2CaO        (高温熔融状态下)

2Mg+O₂＝2MgO        (高温熔融状态下)

4Al+3O₂＝2Al₂O₃     (高温熔融状态下)

2K+Cl₂＝2KCl        (高温熔融状态下)