[发明专利]一种用红土镍矿富集镍制备镍铁的方法

说明书

本发明公开了一种用红土镍矿富集镍制备镍铁的方法，该方法包括将破碎后的红土镍矿粉与还原剂、助熔剂混合均匀，并压制成块，在高温炉窑内升温预还原，再经过选择性氧化，最后通过熔分方法获得镍含量高的镍铁。本发明实现了对预还原产物中金属铁和镍的选择性氧化，可实现大幅提高镍铁中的镍含量，同时实现高的镍回收率，获得的高质量的镍铁有利于不锈钢的冶炼。该方法具有原料适应性强、工艺流程简单、可操作性强、产品质量高、镍回收效果好，能耗和处理成本低等特点。为红土镍矿富集镍提供了一个新的方向。

技术领域

本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种用红土镍矿富集镍制备镍铁的方法。

背景技术

红土镍矿作为目前原生镍资源的主要来源，镍含量远低于铁含量，而镍与铁具有相似的物理化学特性，都附存于含铝镁的硅酸盐中，嵌布十分细密，难于通过物理选矿等方法将他们有效分离。因此，如何将红土镍矿中的镍有效富集成为当下对红土镍矿深加工研究的热点和难点。目前，火法处理红土镍矿关于镍的富集主要集中在预还原过程中，主要方法有：(1)选择性还原(通过降低内配碳比来控制还原气氛)(蒋曼、孙体昌、刘志国等.煤种类及添加剂对红土镍矿选择性直接还原的影响规律[J]，矿冶工程，2012，32(5)：77～81)；(2)预还原过程中加入添加剂抑制氧化铁的还原(用含硫添加剂将氧化亚铁硫化处理实现选择还原，或添加钠盐抑制铁氧化铁的还原)(李光辉、饶明军、姜涛等.红土镍矿钠盐还原焙烧—磁选的机理[J]，中国有色金属学报，2012，22，(1)：27～280；饶明军.红土镍矿选择性还原/硫化制备粗镍铁的基础及新工艺研究[D]，长沙：中南大学，2014)。文献中报道的与上述两种方法相关的技术方案还有：

“一步还原焙烧—磁选”工艺制取镍铁，研究了还原煤加入量对焙烧效果的影响，红土镍矿化学成分：Ni1.52％、Fe14.08％，Ni/(Ni+Fe)为9.74％；在加入一定量的还原煤和添加剂、在温度1200℃通N₂保护焙烧180min，使原矿中大部分的氧化镍和少量铁的氧化物得到选择还原，制备出含Ni10.74％的镍铁精粉，Ni的回收率为86.23％。物相分析仅有81.46％的金属镍相，另有13.25％的硅酸镍相，剩余为氧化镍相。选择性还原可以提高镍铁镍含量，但是效果并不显著，而且由于配碳不足，原矿中以硅酸镍相存在的氧化镍没有充分还原，影响了金属镍的回收率。(梁威、王晖、符剑刚等.从低品位红土镍矿中高效回收镍铁[J]，中南大学学报(自然科学版)，2011，42，(8)：2173～2177)。

发明专利(CN 102146511 A 2011.08.10)公开了一种选择性还原焙烧回收红土镍矿中镍和铁的工艺方法，该方法将一定量的红土镍矿破碎为-10mm，加入10％～20％的还原剂和5％～15％的助熔剂，混合后在1100℃～1150℃下焙烧40～80min，自然冷却后经过球磨机磨矿，得到浓度60％粒度-0.074mm占85～95％的矿浆，在磁场强度为150～200KA/m条件下进行磁选。原矿含镍1.43％、含铁13.21％，镍铁粉镍含量7.61％，镍回收率83.71％。该工艺虽然流程简单，但是最终产品镍铁镍含量并不高，而且镍的回收率低。

发明专利(CN 102605174 A 2012.07.25)公开了一种从低镍高铁红土镍矿中分别回收镍和铁的工艺方法，该方法经过两步直接还原焙烧分别得到镍铁粉和铁粉两种产品，原矿含Ni1.48％，Fe33.56％，还原剂煤粉加入量5％，添加剂用量20％，添加剂为氢氧化钠与氯化钙的混合物，比例为1：0.5，混合后试样在1100℃下还原焙烧40min，冷却后在质量浓度60％左右时磨细至粒度-0.074mm占90％，在磁场强度1.8KGs下磁选，得到含镍10.61％的镍铁粉，镍回收率80.71％；在磁选尾矿中继续添加25％的煤粉8％的粘结剂，在1200℃下还原焙烧50min，冷却后进行二次磁选得到铁粉。该工艺经过了两次的配料—还原焙烧—磁选，工艺流程复杂，操作不易，添加剂使用量大，能耗和成本太高，同时镍的回收率低。