[发明专利]一种用中低品位红土镍矿制备高品位镍铁的方法

说明书

本发明涉及一种用中低品位红土镍矿制备高品位镍铁的方法，该方法包括：将破碎后的红土镍矿与还原剂混合均匀，混合物造块，然后在保护性气氛中充分自还原，得到自还原产物；自还原产物在弱氧化性气氛中选择性氧化得到氧化产物；氧化产物熔分后将金属与脉石分离，获得高品位镍铁合金。本方法制备出镍铁产品含镍品位高于30％，镍回收率高于93％，且本方法不添加其他含硫、含碱金属添加剂，避免了这类添加剂对镍铁产品的污染和对设备的腐蚀，此外本方法熔分温度低，能耗低，还实现了CO₂资源化利用。

技术领域

本发明涉及镍铁的制备，具体地指一种用中低品位红土镍矿制备高品位镍铁的方法，属于冶金技术领域。

背景技术

镍具有较好的耐腐蚀，耐高温，防锈等性能，广泛应用于不锈钢和合金钢等钢铁制造领域。全球不锈钢产量的快速增长加速了原生镍资源的消费。原生镍资源主要来源于硫化镍矿和红土镍矿，硫化镍矿经过长期的开采而逐渐枯竭，红土镍矿成为原生镍资源的主要来源。全球红土镍矿的平均镍含量只有1.28％，伴生含有大量的硅镁酸盐以及铁氧化物，不仅增加了处理难度，而且铁氧化物的还原制约了镍铁产品的镍品位。

红土镍矿的选择性还原，由于镍、铁氧化物以“异质同构”的形式赋存在绿泥石和蛇纹石中，增加了还原处理的难度，选择性还原不利于镍资源的回收。

发明专利(CN 104498733 A 2015.04.08)公开了一种提高红土镍矿碳热还原选择性的方法，在红土镍矿中添加含硫助剂，采用碳热还原-分选工艺制得镍铁产品。在含硫助剂的作用下，部分铁氧化物与助剂中的硫结合转化为FeS，而镍氧化物还原成金属镍。但是FeS并没有进入脉石中，而是与金属铁形成Fe-FeS固溶体存在于金属颗粒中，磁选并不能将硫化亚铁和金属分离，所得产品中全铁含量并没有降低，反而硫含量偏高。

火法冶炼红土镍矿制备镍铁合金，为实现镍资源的高效回收，将镍氧化物充分还原，同时不可避免的将铁氧化物还原。对金属化红土镍矿进行选择性氧化处理，将铁氧化进入脉石中，从而实现铁、镍分离制备出高品位的镍铁合金。

发明内容

本发明目的在于克服上述现有技术的不足而提出一种用中低品位红土镍矿制备高品位镍铁的方法，该方法针对中低品位红土镍矿，采用固体碳自还原将红土镍矿中的铁、镍氧化物充分还原成金属铁和镍，再用CO₂或CO₂/CO混合气氛或CO₂/N₂混合气氛将自还原产物中的金属铁选择性氧化成氧化铁，而金属镍不被氧化。氧化铁与脉石相结合成渣相，最后通过高温熔分将渣相与金属分离，制备得到含镍品位高于30％的高品位镍铁。在实现镍高回收率的同时，实现了CO₂资源化利用。

实现本发明目的采用的技术方案是一种用中低品位红土镍矿制备高品位镍铁的方法，该方法包括：将破碎后的红土镍矿与还原剂混合均匀，混合物造粒，然后在保护性气氛中充分自还原，得到自还原产物；自还原产物在弱氧化性气氛中选择性氧化得到氧化产物；氧化产物熔分后将金属与脉石分离，获得高品位镍铁合金。

在上述技术方案中，所述还原剂为固体粉状碳质还原剂，还原剂中碳原子的摩尔数应高于红土镍矿中镍与铁氧化物中的氧原子的摩尔数之和。

在上述技术方案中，所述还原剂为煤粉和/或焦粉。

在上述技术方案中，混合物造粒后在保护性气氛中于800～1300℃下充分自还原，所述保护性气氛为惰性气氛和/或还原性气氛。

在上述技术方案中，所述惰性气氛为N₂和/或Ar，所述还原性气氛为CO和/或H₂。