[发明专利]一种红土镍矿生产镍/铁的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种红土镍矿生产镍/铁的方法，具体来讲是一种金属化还原焙烧—分离有价金属的火湿结合冶炼方法，属于红土镍矿综合利用技术领域。

背景技术

镍是重要的战略资源，广泛用于特种钢、电镀、石油化工催化剂、电池材料等领域。镍主要消费于不锈钢生产，该需求约占全球镍消费总量的66％。2012年，全球不锈钢产量达到3460万t，同比增长2.6%，其中我国不锈钢产量达1530万t，同比增长7.6%，约占世界总量的45%，我国已经成为不锈钢生产和消费大国。随着不锈钢工业的迅速发展，镍的需求量也迅猛增加。

目前国内外主要采用硫化镍矿冶炼得到金属镍，但硫化镍矿储量有限且大部分已被开发。世界范围内红土镍矿的储量丰富，已探明的陆基镍资源储量约为2.3亿t，其中红土镍矿占72.2％，平均品位为1.28%。在1950年红土镍矿生产镍的比例只有15%，到2010年利用红土镍矿生产的镍已达到世界镍产量的48％，预计2015年该比例将增长到57%。因此，可以预测，世界未来镍产量的增加将主要来源于红土镍矿资源的开发。

红土镍矿可分为两种类型，一种是褐铁矿型，位于矿床的上部，铁高、镍低，硅、镁较低，但钴含量较高，这种矿石宜采用湿法冶金工艺处理，冶炼镍铁产生的炉渣用于钢的生产；另一种为硅镁型，位于矿床的下部，硅、镁含量较高，铁、钴含量较低，但镍含量较高，这种矿石宜采用火法冶金工艺处理，生产镍铁产生的炉渣可用作建筑材料和生产化肥；处于中间过渡的矿石可以采用火法冶金，也可以采用湿法冶金工艺。目前在工业应用方面，国内外冶炼红土镍矿最常用的工艺是回转窑-电炉冶炼(RKEF)。使用回转窑的目的：一方面是干燥红土镍矿，除去红土镍矿中大量的自由水和结晶水，另一方面是对红土镍矿进行一定程度的预还原，保证电炉持续稳定地提供高温煅烧矿并完成镍铁氧化物的还原。RKEF方法处理红土镍矿需要消耗大量的二次能源—电能，适合电力资源丰富的地方，产品一般只能获得镍铁合金，比较单一。除RKEF方法外，日本大江山法是红土镍矿非电炉生产镍铁的工艺典范，该法采用回转窑高温还原焙烧产出粒铁，但生产温度高（1350℃），焙烧过程易烧结，生产不易控制，能耗相对较高，目前该法未得到广泛推广应用。

总之，目前红土镍矿的处理技术均比较独立和单一，且存在冶炼能耗高、有价金属回收率低、产品附加值低等问题。

发明内容

本发明为克服现有技术的不足，提供一种红土镍矿生产镍、铁的方法，有效地降低了红土镍矿冶炼过程的能耗和生产成本，改变了传统火法处理红土镍矿只能获得镍铁合金的不足，真正实现了红土镍矿资源的高效利用，可以广泛地应用于工业生产。

本发明的技术方案的是通过球团化和金属化技术将红土镍矿分别在预热器和回转窑内实现预热和金属化还原焙烧，焙烧产物通过浮选、磁选、重选，得到金属镍、金属铁、镍铁合金三种产品及尾渣。具体步骤包括如下：

（1）首先将红土镍矿依次进行破碎、初次烘干和细磨，然后与碳质还原剂、添加剂进行配料并混合均匀、压制，并在150～250℃的条件下再次烘干0.5～2h，物料经再次烘干后在200～400℃的条件下预热0.5～1.5h，最后在850～1250℃的条件下还原焙烧1～4h，得到还原焙烧产物；

（2）将步骤（1）中得到的焙烧产物冷却至200℃以下细磨，然后向细磨后的焙烧产物中加入浮选剂进行浮选，得到的泡沫层是金属镍，槽内产品为浮选渣，再将浮选渣进行磁选后得到金属铁和磁选渣，最后将磁选渣进行摇床重选，横向侧得到尾渣，纵向侧得到镍铁颗粒，达到扫选的目的。

所述红土镍矿的成分为铁10～50wt%、镍0.8～3wt%、氧化镁3～35wt%、钴0.02～0.2wt%。

所述步骤（1）中的细磨是将初次烘干后的红土镍矿磨至粒径为75～150μm。

所述配料是首先是将碳质还原剂与红土镍矿均匀混合，碳质还原剂加入量为红土镍矿质量的8%～30%，然后加入添加剂并混合均匀，添加剂的加入量为红土镍矿质量的5～25%。

所述碳质还原剂是指含碳量在70wt%以上的烟煤、无烟煤或焦炭中的一种或多种任意比例混合物。

所述添加剂为二氧化硅、氧化钙或氟化钙的一种或多种任意比例混合物。