一種紅土鎳礦濕法冶煉尾礦無害化的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種化學(xué)處理方法，具體是指一種在紅土鎳礦濕法冶煉過程中產(chǎn)生的尾礦進行資源化、無害化的處理方法。本發(fā)明通過將紅土鎳礦濕法冶煉尾礦以1∶4重量比加水化漿，然后用酸將其調(diào)至pH1.25—1.35，反應(yīng)2—4小時，往里加入鎳含量1—3倍的三價鐵離子、或加雙氧水、漂白粉，加堿將pH調(diào)至9.5，形成鎳鐵比為10%左右的含鎳鐵氧體；尾泥用于制作免燒磚。本發(fā)明的優(yōu)點是可以有效降低二次污染、同時實現(xiàn)經(jīng)濟效益的最大化，而且操作方便、成本低廉。
【專利說明】一種紅土鎳礦濕法冶煉尾礦無害化的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種化學(xué)處理方法，具體是指一種在紅土鎳礦濕法冶煉過程中產(chǎn)生的尾礦進行資源化、無害化的處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]我國鋼鐵年產(chǎn)量已連續(xù)多年居世界第一，成為名副其實的世界鋼鐵大國。我國是一個鎳資源相對貧乏的國家，相當大部分依賴進口。傳統(tǒng)的從硫化鎳礦中提取鎳金屬已有近百年歷史，工藝成熟，但經(jīng)百年開采，地球上硫化鎳礦資源日漸枯竭，因此用氧化鎳礦(俗稱:紅土鎳礦)提取鎳金屬正逐步成為世界提取鎳金屬的主流。
[0003]我國作為世界鎳礦與鎳金屬進口的第一大國，針對從鎳礦中提取鎳金屬不同工藝的特點，研究并探索一條適合我國國情的鎳金屬生產(chǎn)發(fā)展道路，建議政府有關(guān)部門制定相應(yīng)的戰(zhàn)略與策略，對確保我國不銹鋼與特鋼產(chǎn)業(yè)持續(xù)健康發(fā)展必須的鎳資源供應(yīng)具有重大現(xiàn)實意義。
[0004]用紅土鎳礦提取鎳金屬有二種主要工藝，即濕法冶煉，火法冶煉。
[0005]目前我國新設(shè)工業(yè)項目已實行環(huán)保評估一票否決制度，因此首先從環(huán)保與循環(huán)經(jīng)濟方面進行比較:
[0006]濕法冶煉:一般紅土鎳礦含Ni在0.8~3.0%之間，含Co在0.02~0.3%之間，濕法冶煉僅提取其中的Ni和Co，其余近97%部分包含含量較高的Fe (占總量的10~45%%)和少量的Cr全部作為固體廢棄物廢棄，需建專門場地堆集；濕法冶煉采用液態(tài)酸或氨作為N1、Co的浸出劑,使用后除部分回收利用外,其余均以液態(tài)經(jīng)處理后排放江河或匯入廢液潭；某些濕法冶煉中還會產(chǎn)生大量的C02氣`體排放。由于生產(chǎn)中產(chǎn)生的固體、液體、氣體廢棄物不能被循環(huán)利用，從而對環(huán)境造成極大危害，屬三廢全排放，因此，在我國沒有發(fā)展前途。
[0007]火法冶煉:無論是電爐還是高爐，生產(chǎn)中產(chǎn)生的固體爐渣因已經(jīng)高溫煅燒，經(jīng)干燥研磨即成為低強度的水泥，是水泥生產(chǎn)廠家生產(chǎn)標準水泥時最佳的填充劑，也是磚瓦廠生產(chǎn)磚瓦的優(yōu)質(zhì)原料，可100%得到循環(huán)使用；另外，高爐生產(chǎn)中使用的冷卻水，可建封閉冷卻水池循環(huán)使用；高爐沖渣水也可沉淀后循環(huán)使用。因此火法冶煉產(chǎn)生的固體、液體廢棄物幾乎全部得到循環(huán)回收利用，在三廢中徹底解決了二廢，因此是我國鎳金屬提煉工業(yè)發(fā)展的方向。但無論是電爐還是高爐，對生產(chǎn)中產(chǎn)生的C02排放尚沒有徹底解決的辦法，國際上也沒有解決此難題的報導(dǎo)。由于紅土鎳礦與一般鐵礦相比硫含量較低，因此生產(chǎn)中S02排放較一般生鐵冶煉大大減少，但火法冶煉中對余熱的回收利用，對粉塵的回收利用則是重點。其中電爐占地面積小，較易處理；高爐則相對工程與投資量較大。我們應(yīng)密切結(jié)合我國的實際，加速研究、制定整套火法冶煉鎳鐵的符合環(huán)保生產(chǎn)和循環(huán)經(jīng)濟需要的設(shè)備、標準和工藝是當務(wù)之急。
[0008]電爐冶煉:主要以電為主要能源。一般人都認為電能清潔、方便，冶煉時不排放C02，符合環(huán)保。我們應(yīng)了解，如果所用的電是核電、風電、太陽能電，這觀點當然不錯。但事實是我國電爐冶煉絕大部分使用煤電，發(fā)電過程中產(chǎn)生大量C02與廢氣，煤燃烷烴鍋爐將水變成高溫、高壓蒸汽以氣體能帶動氣輪機轉(zhuǎn)動形成機械能，汽輪機的機械能再帶動發(fā)電機轉(zhuǎn)動形成電能。能量的形式每轉(zhuǎn)換一次，效率就降低一次；加之電能遠距離輸送的損耗，因此經(jīng)層層損耗，電能至用戶電爐時每消耗一度電發(fā)出的熱量遠低于將發(fā)這一度電的煤炭直接投入高爐產(chǎn)生的熱量。因為投入高爐的焦炭是直接燃燒不經(jīng)能量轉(zhuǎn)換而效率高。由于用電能和電爐冶煉同高爐相比必須達到同樣的溫度才能出鐵水，因此用電能與電爐冶煉耗電轉(zhuǎn)化為電煤的用量將高于用高爐用焦炭的用量，推而論之，用電能經(jīng)電爐冶煉排放C02總量將超過高爐冶煉。其次，高爐冶煉時以焦炭為能源，而將煤煉成焦炭過程可從煤中提取幾百種化工原料，公認是最經(jīng)濟合理綜合利用煤資源的有效途徑。最后，電力生產(chǎn)投資大，焦炭生產(chǎn)投入少。因此，高爐生產(chǎn)鎳鐵比電爐生產(chǎn)在能源消耗與環(huán)保上更勝一籌。
[0009]從不同工藝的產(chǎn)品質(zhì)量、價格與市場需求比較，濕法冶煉:能分別提煉出含量99.9%的鎳和鈷金屬，這是濕法冶煉最大的優(yōu)勢。其產(chǎn)品純鎳是電鍍、電池、化工催化設(shè)備與特種不銹鋼特鋼的主要原料；純鈷是耐高強、高溫、高耐磨特鋼的主要原料。
[0010]濕法冶煉在我國歷史比較長，占我國鎳金屬產(chǎn)量比例較高。但純鎳的年產(chǎn)量已遠超過以上用途的年市場需求量。因此，目前相當大部分被轉(zhuǎn)用于300系列含鎳不銹鋼的冶煉。這真是高射炮打蚊子，有大材小用之嫌。由于濕法冶煉生產(chǎn)工藝投資大，周期長，工藝復(fù)雜，成本較高而售價較高，使不銹鋼與特鋼生產(chǎn)企業(yè)對其是又愛又恨。愛其純度高，使用方便，產(chǎn)品質(zhì)量有保證；恨其價格太高，使產(chǎn)品成本上升盈利降低，減少市場競爭能力，但這種狀態(tài)一時尚難以改變。
[0011]同時濕法冶煉后的尾礦中還有一定含量的鎳存在，對于這些尾礦的處理一直是相關(guān)部門的難題，既要使這些尾礦不構(gòu)成二次污染，同時也希望能把其中的有價值的東西再次利用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提出一種可以使紅土鎳礦濕法冶煉后的尾礦不再二次污染，而且使其被人們所利用。
[0013]本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案得以實現(xiàn)的:
[0014]一種紅土鎳礦濕法冶煉尾礦無害化的方法，其特征在于，將紅土鎳礦濕法冶煉尾礦以1: 4重量比加水化衆(zhòng)，其中濕基鎳的重量含量0.5%為依據(jù)，用酸將其調(diào)至pHl.25—1.35，反應(yīng)2— 4小時，往 里加入鎳含量I一3倍的三價鐵離子，或加雙氧水、漂白粉，加堿將PH調(diào)至9.5，形成鎳鐵比為10%左右的含鎳鐵氧體；尾泥用于制作免燒磚。由于紅土鎳礦濕法冶煉過程中所產(chǎn)出的尾礦中的濕基鎳含量一般都約0.5%，所以根據(jù)這個比例來進行加水化漿，再對其進行酸化，可以達到將尾礦中的鎳有效利用的目的，而現(xiàn)有技術(shù)中，還沒有相關(guān)的技術(shù)公開，雖然有些技術(shù)文件所公開的技術(shù)內(nèi)容看似與本發(fā)明相似，但由于鎳在尾礦中的含量本身已不高，需要將這不高的尾礦中再將鎳回收利用是一件較難實現(xiàn)的技術(shù)，所以一般的技術(shù)人員無法從現(xiàn)有技術(shù)中通過一般的聯(lián)想可以想到本發(fā)明中的特定技術(shù)特征，從而可以把尾礦中的鎳再次利用。其中的酸化、加三價鐵離子等的用量、再加堿的過程，以及具體的PH值的確定等等，都是本發(fā)明中特定條件下所需要確定的內(nèi)容。
[0015]作為優(yōu)選，上述一種紅土鎳礦濕法冶煉尾礦無害化的方法中所用酸為廢鹽酸，調(diào)節(jié)pH至1.35，反應(yīng)時間為2小時。在本發(fā)明中，廢鹽酸至少有2個好處，一是對廢鹽酸本身是一種廢物利用，二是廢鹽酸的利用可以在常溫下實現(xiàn)本發(fā)明的目的，而其它的酸則需要一定的溫度，會需要較高的能耗，相比較而言，廢鹽酸具有更大的技術(shù)優(yōu)勢和經(jīng)濟優(yōu)勢。至于其中的PH1.35則是發(fā)明人通過大量對比后所得出的更具有經(jīng)濟性的結(jié)果，從反應(yīng)的效率、產(chǎn)品的純度等都具有相當?shù)膬?yōu)勢。
[0016]作為優(yōu)選，上述一種紅土鎳礦濕法冶煉尾礦無害化的方法中往化漿池中加入鎳含量I倍的三價鐵離子，由于不同的物質(zhì)具有不同的特性，在本發(fā)明中，由于紅土鎳礦的成份特性、以及濕法冶煉后的成份，所以采用三價鐵離子后具有非常好的效果，相對于其它的氧化法等更具有高效性。
[0017]作為優(yōu)選，上述一種紅土鎳礦濕法冶煉尾礦無害化的方法中在加堿調(diào)節(jié)pH調(diào)至
9.5后，再在2000高斯磁誘導(dǎo)下，反應(yīng)2小時，對于磁場強度也可以適當改變，以實現(xiàn)相同目的為原則即可，反應(yīng)時間也是如此。
[0018]作為優(yōu)選，上述一種紅土鎳礦濕法冶煉尾礦無害化的方法中所用的堿為石灰水。由于不銹鋼生產(chǎn)企業(yè)中生產(chǎn)成本一直是企業(yè)重點考慮的問題，所以在本發(fā)明中，在實現(xiàn)技術(shù)需求的同時，更為了實現(xiàn)經(jīng)濟效益，所以在本發(fā)明中，不降低技術(shù)效果的情況下，所用的堿為石灰水，這樣可以更好減少成本，經(jīng)濟利益最大化。這也是本發(fā)明相對現(xiàn)有技術(shù)的重要內(nèi)容之一。
[0019]有益效果:通過使用本發(fā)明可以有效降低二次污染、同時實現(xiàn)經(jīng)濟效益的最大化，而且操作方便、成本低廉。
【具體實施方式】
[0020]下面對本發(fā)明的實施作具體說明:
[0021]實施例1
[0022]某紅土鎳礦濕法冶煉廠年產(chǎn)鎳板1500噸，消耗紅土鎳礦15萬噸(濕基鎳含量1.5%)，在濕法冶煉后的尾礦經(jīng)測定其濕基鎳含量為0.35%，二價鐵含量為25%。再用本發(fā)明的方法，將紅土鎳礦濕法冶煉尾礦以1: 4重量比加水化漿，其中濕基鎳的重量含量以0.5%為依據(jù)，用鹽酸將其調(diào)至PH1.35反應(yīng)2小時，在常溫下，往里加入鎳含量I倍的三價鐵離子，然后再加氫氧化鈉將pH調(diào)至9.5,在2000高斯磁誘導(dǎo)下,反應(yīng)2小時,形成鎳鐵比為10%左右的含鎳鐵氧體進行循環(huán)利用；尾泥用于制作免燒磚。
[0023]經(jīng)上述過程處理，可提取90%的殘鎳，形成含鎳鐵氧體；經(jīng)計算年可回收金屬鎳約380噸，價值數(shù)仟萬元，余下的尾泥中鎳含量為0.035%。
[0024]實施例2
[0025]與實施例1相同的原料，以及實施例1相同的方法，將紅土鎳礦濕法冶煉尾礦以
I: 4重量比加水化衆(zhòng)，其中濕基鎳的重量含量0.5%為依據(jù)，用鹽酸將其調(diào)至pHl.25，反應(yīng)3小時，往里加入鎳含量2倍的雙氧水(以質(zhì)量比來計算)，加石灰將pH調(diào)至9.5，形成鎳鐵比為10%左右的含鎳鐵氧體；尾泥用于制作免燒磚。
[0026]經(jīng)上述過程處理，可提取尾礦中90%的殘鎳，形成含鎳鐵氧體；余下的尾泥中鎳含量為 0.034%。
[0027]實施例3[0028]與實施例1相同的原料，以及實施例1相同的方法，將紅土鎳礦濕法冶煉尾礦以I: 4重量比加水化衆(zhòng)，其中濕基鎳的重量含量0.5%為依據(jù)，用硫酸將其調(diào)至pHl.25，反應(yīng)
2小時，且加熱物料至50°C，往里加入鎳含量2倍的漂白粉(以質(zhì)量比來計算)，加石灰水將pH調(diào)至9.5，形成鎳鐵比為10%左右的含鎳鐵氧體；尾泥用于制作免燒磚。
[0029]經(jīng)上述過程處理，可提取尾礦中90%的殘鎳，形成含鎳鐵氧體；余下的尾泥中鎳含量為 0.034%。
[0030]實施例4
[0031]與實施例1相同的原料，以及實施例1相同的方法，將紅土鎳礦濕法冶煉尾礦以I: 4重量比加水化衆(zhòng)，其中濕基鎳的重量含量0.5%為依據(jù)，用廢鹽酸將其調(diào)至pHl.35，反應(yīng)2小時，且加熱物料至50°C，往里加入鎳含量I倍的三價鐵離子，加石灰水將pH調(diào)至9.5，然后再在2000高斯磁誘導(dǎo)下，反應(yīng)2小時，形成鎳鐵比為10%左右的含鎳鐵氧體；尾泥用于制作免燒磚。
[0032]經(jīng)上述過程處理，可提取尾礦中90%的殘鎳，形成含鎳鐵氧體；余下的尾泥中鎳含量為 0.035%。
[0033]上述實施例中，所 用的酸為廢鹽酸；所用的堿為石灰水，具有成本更低的效果。
【權(quán)利要求】
1.一種紅土鎳礦濕法冶煉尾礦無害化的方法，其特征在于，將紅土鎳礦濕法冶煉尾礦以1: 4重量比加水化漿，其中濕基鎳的重量含量0.5%為依據(jù)，用酸將其調(diào)至pHl.25—1.35，反應(yīng)2— 4小時，往里加入鎳含量I一3倍的三價鐵離子，或加雙氧水、漂白粉，加堿將pH調(diào)至9.5，形成鎳鐵比為10%左右的含鎳鐵氧體；尾泥用于制作免燒磚。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種紅土鎳礦濕法冶煉尾礦無害化的方法，其特征在于所用酸為廢鹽酸，調(diào)節(jié)pH至1.35，反應(yīng)時間為2小時。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種紅土鎳礦濕法冶煉尾礦無害化的方法，其特征在于往化漿池中加入鎳含量I倍的三價鐵離子。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種紅土鎳礦濕法冶煉尾礦無害化的方法，其特征在于在加堿調(diào)節(jié)PH調(diào)至9.5后，再在2000高斯磁誘導(dǎo)下，反應(yīng)2小時。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種紅土鎳礦濕法冶煉尾礦無害化的方法，其特征在于所用的堿為石灰水。.
【文檔編號】C22B23/00GK103468958SQ201310435553
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年9月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月23日
【發(fā)明者】陳啟松 申請人:陳啟松