專利名稱：一種從復(fù)雜鎳銅精礦中高效提取鎳、鈷、銅及鉑族金屬的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于有色冶金技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種從復(fù)雜鎳銅精礦中高效提取鎳、鈷、銅及鉬族金屬的方法。
背景技術(shù)：
由于鎳礦產(chǎn)資源與其它金屬冶煉相比，進(jìn)入鎳冶煉系統(tǒng)的精礦品位要低得多，而且脈石成分復(fù)雜，因此鎳冶煉的技術(shù)難度較大。一般鎳冶煉系統(tǒng)所用的原料主要是就近出 產(chǎn)的鎳銅精礦，除了鎳、鈷、銅以外還含有金、銀及鉬族金屬，原礦石的鎳含量為2 3%，氧化鎂含量則高達(dá)3 5%。近年來隨著世界范圍內(nèi)礦山開采的不斷深入，礦山出礦發(fā)生了較大的變化，選礦入選礦石鎳銅品位逐年降低而氧化鎂含量有所升高，原礦鎳鎂比增加，礦石嵌布粒度變細(xì)，精礦降氧化鎂難度越來越大，通過選礦產(chǎn)出的精礦氧化鎂含量在5. 5 12%，貧礦資源經(jīng)選礦后的精礦氧化鎂含量高達(dá)14%，給鎳、鈷、銅及鉬族金屬的分離與進(jìn)一步提取帶來了較大的困難。另外，在冶煉提取鎳、銅、鈷及鉬族有價(jià)金屬的后續(xù)工藝中，還存在以下問題
(I)所產(chǎn)出的高鎳锍經(jīng)磨浮工藝需再次進(jìn)行選礦分離，由于高鎳锍礦物性質(zhì)復(fù)雜多變，
致使銅精礦和鎳精礦中硫化亞銅、二硫化三鎳單體機(jī)械夾雜情況嚴(yán)重，鎳銅精礦互含之和接近10%，給下游生產(chǎn)工序的成本控制帶來了壓力。(2)在提取鈷的生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量含鈷廢水，造成金屬資源的損失及嚴(yán)重的環(huán)境污染。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種原料處理能力強(qiáng)、金屬回收率高的從復(fù)雜鎳銅精礦中高效提取鎳、鈷、銅及鉬族金屬的方法。為此，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案
一種從復(fù)雜鎳銅精礦中高效提取鎳、鈷、銅及鉬族金屬的方法，其特征在于，包括以下工藝步驟
(1)選礦通過選礦將鎳銅原礦分選為Ni含量在6.009Γ8. 60%、Mg0含量低于6. 80%的高品質(zhì)精礦及Ni含量低于6. 00%、MgO含量在6. 809Γ13. 00%的低品質(zhì)精礦；
(2)干燥后入爐反應(yīng)將上述高品質(zhì)精礦干燥并散化為含水量在O.3%以下、粒度在-200目的干精礦，與石英粉、粉煤混合后進(jìn)入閃速爐進(jìn)行熔煉；將上述低品質(zhì)精礦干燥并散化為含水量在9. 5%以下、粒度在2 4目的精礦團(tuán)，與石英、塊煤混合后進(jìn)入富氧頂吹爐進(jìn)行熔煉；
(3)轉(zhuǎn)爐吹煉將閃速爐和富氧頂吹爐產(chǎn)出的低鎳锍經(jīng)轉(zhuǎn)爐吹煉后得到高鎳锍；
(4)緩冷分離將步驟(3)產(chǎn)出的高鎳锍熔體進(jìn)行緩慢冷卻，冷卻后的高鎳锍通過磨浮分離得到Ni含量大于60%的二次鎳精礦、Cu含量大于65%的二次銅精礦和Ni含量在6(T65%、Cu含量在15 25%并含有少量貴金屬的一次銅鎳合金。(5)金屬物后續(xù)提取
(5. I) 二次鎳精礦處理
將步驟(4)得到的二次鎳精礦送入反射爐進(jìn)行熔煉得到主要成分為粗鎳的鎳陽極板，然后將鎳陽極板送入電解工序 進(jìn)行電解，得到鎳陰極板；
在電解工序結(jié)束后將殘余的鎳陽極板送入磨浮系統(tǒng)進(jìn)行磨礦，將磨礦產(chǎn)品漿化后通過常規(guī)浸出工藝進(jìn)行浸出；
在電解工序結(jié)束后將含鈷的電解液經(jīng)過濾得到含鈷固體渣，對固體渣進(jìn)行萃取得氫氧化鈷；
將萃取后的萃余液通過樹脂離子交換柱實(shí)施鈷離子的回收。(5.2) —次銅鎳合金處理
將步驟(4)得到的一次銅鎳合金通過合金硫化爐吹煉，得到二次高鎳锍；
將二次高鎳锍經(jīng)磨浮系統(tǒng)分離得Ni含量在59飛9%、Cu含量在13 19%并含有少量貴金屬的二次銅鎳合金；對二次銅鎳合金采用兩段控電氯化、一段堿浸脫硫除硅的工藝進(jìn)行處理，再經(jīng)加壓浸出除去賤金屬，得含Pt大于10%的貴金屬精礦。(5.3) 二次銅精礦處理
將步驟(4)得到的二次銅精礦通過自熱爐熔煉、卡爾多爐吹煉、陽極爐精煉得到銅陽極板，再送往銅電解工序進(jìn)行電解，得到銅陰極板。上述步驟中，將閃速爐、富氧頂吹爐及轉(zhuǎn)爐所產(chǎn)生的含二氧化硫的煙氣經(jīng)電除塵器除塵后先混合配比，得到二氧化硫濃度為8. 0%的混合煙氣，然后輸送至制酸廠制酸；除塵器收集的煙塵與步驟(2)中的干精礦或精礦團(tuán)混合后進(jìn)入后步工序進(jìn)行反應(yīng)。本發(fā)明的有益效果在于
(1)解決了復(fù)雜難處理的鎳銅原礦的冶煉難題，提高了鎳、鈷及鉬族金屬的回收率，增大了鎳銅原料的處理能力，并提高了綜合技術(shù)水平，實(shí)現(xiàn)了廢水的綜合利用；
(2)本發(fā)明在復(fù)雜難處理鎳、鈷金屬資源高效提取方面取得了重大突破，為開創(chuàng)復(fù)雜鎳銅原料大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化開發(fā)奠定了技術(shù)基礎(chǔ)，能夠處理高鎳锍精礦、電解銅渣、紅土礦后續(xù)產(chǎn)物硫化鎳精礦、硫化鎳鈷物料、鎳鈷的氫氧化物、鎳鈷的碳酸鹽類等十幾種物料；
(3)鉬族金屬的處理流程綜合了國內(nèi)外鉬族金屬生產(chǎn)流程的優(yōu)點(diǎn)，采用加壓處理合金，克服了細(xì)粒合金中金屬的分散損失；采用此工藝流程，可使鉬族金屬回收率較大幅度提高，實(shí)現(xiàn)從合金至產(chǎn)品回收率達(dá)到92% ；
(4)本發(fā)明有效解決了重金屬工業(yè)外排廢水中鈷含量高的問題，有效改善了冶煉地區(qū)的周邊環(huán)境；
(5)整個(gè)技術(shù)路線循環(huán)閉路，工藝流程緊湊，所提供技術(shù)方案均可在現(xiàn)有設(shè)備基礎(chǔ)上通過技術(shù)改造來實(shí)現(xiàn)，具有廣闊的推廣應(yīng)用前景。
具體實(shí)施例方式下面通過具體實(shí)施例對本發(fā)明方法作進(jìn)一步的說明。下述實(shí)施例中，鎳銅精礦的原料為金川公司開采的復(fù)雜鎳銅粗礦，其成分如下常見的金屬礦物主要為鎳黃鐵礦、磁黃鐵礦、黃銅礦、紫硫鎳礦、方黃銅礦、墨銅礦、四方硫鐵礦、磁鐵礦、鉻尖晶石等，另外還有少量的鈦鐵礦、赤鐵礦、白鐵礦、碲鉍礦、碲鉍鎳礦、碲鉛礦、碲鉍鈀礦、自然金、銀金礦、碲銀礦、砷鉬礦等。脈石礦物主要有蛇紋石、橄欖石、輝石、透閃石、碳酸鹽、滑石、綠泥石、云母等。礦石含鎳品位平均為I. 29%，氧化鎂含量在27%左右。實(shí)施例I
實(shí)施例I的一種從復(fù)雜鎳銅精礦中高效提取鎳、鈷、銅及鉬族金屬的方法，具體包括如下工藝步驟
(1)選礦通過選礦將鎳銅精礦分選為Ni含量在6.00 7. 10%、MgO含量在4. 90 6.80%的高品質(zhì)精礦及Ni含量在3. 20 5. 30%、MgO含量在7. 50 11. 40%的低品質(zhì)精礦；
(2)干燥后入爐反應(yīng)將上述高品質(zhì)精礦干燥并散化為含水量在O.3%以下、粒度在-200目的干精礦，與SiO2含量在90%以上的石英粉及粉煤混合后進(jìn)入閃速爐進(jìn)行熔煉，此處石英粉作為溶劑參與閃速熔煉的造渣過程，粉煤通過燃燒提供閃速熔煉所需要的熱量；將上述低品質(zhì)精礦干燥并散化為含水量在9. 5%以下、粒度在2 4目的精礦團(tuán)，與石英、塊煤混合后進(jìn)入富氧頂吹爐進(jìn)行熔煉；
(3)轉(zhuǎn)爐吹煉將閃速爐和富氧頂吹爐產(chǎn)出的低鎳锍經(jīng)轉(zhuǎn)爐吹煉后得到高鎳锍，所得高鎳锍成分為 Ni 47. 69%, Cu 25. 65%, Fe 2. 19%, Co 0. 81%, S 23% ；
(4)緩冷分離將步驟(3)產(chǎn)出的高鎳锍熔體進(jìn)行緩慢冷卻，冷卻后的高鎳锍通過磨浮分離得到二次鎳精礦、二次銅精礦和一次銅鎳合金，其中，二次鎳精礦的成分為Ni 64. 83%，Cu 3. 25%, Fe 2. 99%, Co 1. 12%，S 24. 41% ;二次銅精礦的成分為 Ni 4. 09%, Cu 68. 04%Fe 4. 07%, Co 0. 19%, S 21. 86% ; 一次銅鎳合金的成分為 Ni 62. 51%, Cu 20. 32%, Fe
7.24%，Co :1. 65%，S :8. 35%，并含有少量Pt等貴金屬元素；
(5)金屬物后續(xù)提取
(5. I) 二次鎳精礦處理
將步驟(4)得到的二次鎳精礦送入反射爐進(jìn)行熔煉得到主要成分為粗鎳的鎳陽極板，然后將鎳陽極板送入電解工序進(jìn)行電解，得到鎳陰極板；
在電解工序結(jié)束后將殘余的鎳陽極板送入磨浮系統(tǒng)進(jìn)行磨礦，將磨礦產(chǎn)品漿化后通過常規(guī)浸出工藝進(jìn)行浸出；
在電解工序結(jié)束后將含鈷的電解液經(jīng)過濾得到含鈷固體渣，對固體渣進(jìn)行萃取得氫氧化鈷；
將萃取后的萃余液通過樹脂離子交換柱實(shí)施鈷離子的回收。(5.2) —次銅鎳合金處理
將步驟(4)得到的一次銅鎳合金通過合金硫化爐吹煉，得到二次高鎳锍，其中二次高鎳锍成分為 Ni 48. 76%，Cu 18. 73%，F(xiàn)e 3. 44%，Co 0. 79%，S 20. 34% ;再將二次高鎳锍經(jīng)磨浮系統(tǒng)分離得二次銅鎳合金，二次銅鎳合金成分為Ni 64. 77%，Cu 16. 71%，F(xiàn)e :4. 64%，Co
I.25%，S :9. 33%，并含有少量Pt等貴金屬；對二次銅鎳合金采用兩段控電氯化、一段堿浸脫硫除硅的工藝進(jìn)行處理，再經(jīng)加壓浸出除去賤金屬，得含Pt大于10%的貴金屬精礦。(5.3) 二次銅精礦處理將步驟(4)得到的二次銅精礦通過自熱爐熔煉、卡爾多爐吹煉、陽極爐精煉得到銅陽極板，再送往銅電解工序進(jìn)行電解，得到銅陰極板。上述步驟中，將閃速爐、富氧頂吹爐及轉(zhuǎn)爐所產(chǎn)生的含二氧化硫的煙氣經(jīng)電除塵器除塵后先混合配比，得到二氧化硫濃度為8. 0%的混合煙氣，然后輸送至制酸廠制酸；除塵器收集的煙塵與步驟(2)中的干精礦或精礦團(tuán)混合后進(jìn)入后步工序進(jìn)行反應(yīng)。實(shí)施例2
實(shí)施例2的一種從復(fù)雜鎳銅精礦中高效提取鎳、鈷、銅及鉬族金屬的方法，具體包括如下工藝步驟
(1)選礦通過選礦將鎳銅精礦分選為Ni含量在6.80 8. 40%、MgO含量在3. 00
5.70%的高品質(zhì)精礦及Ni含量在4. 80 6. 00%、Mg0含量為6. 80 8. 40%的低品質(zhì)精礦；
(2)同實(shí)施例I；
(3)轉(zhuǎn)爐吹煉將閃速爐和富氧頂吹爐產(chǎn)出的低鎳锍經(jīng)轉(zhuǎn)爐吹煉后得到高鎳锍，所得高鎳锍成分為 Ni 48. 04%, Cu 21. 53%, Fe 3. 22%, Co 0. 93%, S 23. 26% ；
(4)緩冷分離將步驟(3)產(chǎn)出的高鎳锍熔體進(jìn)行緩慢冷卻，冷卻后的高鎳锍通過磨浮分離得到二次鎳精礦、二次銅精礦和一次銅鎳合金，其中，二次鎳精礦的成分為Ni 64. 58%，Cu 3. 43%, Fe 3. 19%, Co 1. 04%，S 24. 05% ;二次銅精礦的成分為 Ni 5. 45%, Cu 67. 12%Fe 3. 96%, Co 0. 24%, S 21. 88% ; 一次銅鎳合金的成分為 Ni 62. 78%, Cu 16. 65%, Fe 8. 24%，Co :1. 55%，S :6. 26%，并含有少量Pt等貴金屬元素；
(5)金屬物后續(xù)提取
(5. I) 二次鎳精礦處理 同實(shí)施例I。(5.2) —次銅鎳合金處理
將步驟(4)得到的一次銅鎳合金通過合金硫化爐吹煉，得到二次高鎳锍，所得二次高鎳锍的成分為 Ni 49. 77%，Cu 19. 20%, Fe 2. 75%，Co 0. 82%，S 20. 59% ;再將二次高鎳锍經(jīng)磨浮系統(tǒng)分離得二次銅鎳合金，二次銅鎳合金的成分為Ni 65. 37%，Cu 15. 76%，F(xiàn)e :5. 06%,Co :1. 35%，S :9. 73%，并含有少量貴金屬；對二次銅鎳合金采用兩段控電氯化、一段堿浸脫硫除硅的工藝進(jìn)行處理，再經(jīng)加壓浸出除去賤金屬，得含Pt大于10%的貴金屬精礦。其余步驟同實(shí)施例I。實(shí)施例3
實(shí)施例3的一種從復(fù)雜鎳銅精礦中高效提取鎳、鈷、銅及鉬族金屬的方法，具體包括如下工藝步驟
(1)選礦通過選礦將鎳銅精礦分選為Ni含量在7.20 8. 60%、Mg0含在4. 20 6. 10%的高品質(zhì)精礦及Ni含量在3. 50 5. 60%、MgO含量為10. 80 13. 00%的低品質(zhì)精礦；
(2)同實(shí)施例I；
(3)轉(zhuǎn)爐吹煉將閃速爐和富氧頂吹爐產(chǎn)出的低鎳锍經(jīng)轉(zhuǎn)爐吹煉后得到高鎳锍，所得高鎳锍成分為 Ni 46. 42%, Cu 24. 69%, Fe 2. 17%, Co 0. 68%, S 20. 96% ；
(4)緩冷分離將步驟(3)產(chǎn)出的高鎳锍熔體進(jìn)行緩慢冷卻，冷卻后的高鎳锍通過磨浮分離得到二次鎳精礦、二次銅精礦和一次銅鎳合金，其中，二次鎳精礦的成分為Ni 64. 23%，Cu 3. 97%, Fe 2. 89%, Co 1. 09%，S 23. 82% ; 二次銅精礦的成分為 Ni 4. 28%, Cu 68. 07%, Fe :4. 20%, Co :0. 17%, S :21. 86% ;一次銅鎳合金的成分為 Ni 63. 12%, Cu :18. 52%,Fe 7. 74%，Co :1. 38%，S :7. 35%，并含有少量Pt等貴金屬元素；
(5)金屬物后續(xù)提取
(5. I) 二次鎳精礦處理 同實(shí)施例I。(5.2) —次銅鎳合金處理
將步驟(4)得到的一次銅鎳合金通過合金硫化爐吹煉，得到二次高鎳锍，所得二次高鎳锍的成分為 Ni 48. 66%，Cu 19. 45%，F(xiàn)e :3. 14%，Co :0. 81%，S :21. 57% ;再將二次高鎳锍經(jīng)磨浮系統(tǒng)分離得二次銅鎳合金，二次銅鎳合金的成分為Ni 66. 08%, Cu 17. 07%, Fe :3. 99%，Co :1. 33%，S :7. 88%，并含有少量貴金屬；對二次銅鎳合金采用兩段控電氯化、一段堿浸脫硫除硅的工藝進(jìn)行處理，再經(jīng)加壓浸出除去賤金屬，得含Pt大于10%的貴金屬精礦。
·
其余步驟同實(shí)施例I。
權(quán)利要求
1.一種從復(fù)雜鎳銅精礦中高效提取鎳、鈷、銅及鉬族金屬的方法，其特征在于，包括以下工藝步驟 (1)選礦通過選礦將鎳銅原礦分選為Ni含量在6.009Γ8. 60%、Mg0含量低于6. 80%的高品質(zhì)精礦及Ni含量低于6. 00%、MgO含量在6. 809Γ13. 00%的低品質(zhì)精礦； (2)干燥后入爐反應(yīng)將上述高品質(zhì)精礦干燥并散化為含水量在O.3%以下、粒度在-200目的干精礦，與石英粉、粉煤混合后進(jìn)入閃速爐進(jìn)行熔煉；將上述低品質(zhì)精礦干燥并散化為含水量在9. 5%以下、粒度在2 4目的精礦團(tuán)，與石英、塊煤混合后進(jìn)入富氧頂吹爐進(jìn)行熔煉； (3)轉(zhuǎn)爐吹煉將閃速爐和富氧頂吹爐產(chǎn)出的低鎳锍經(jīng)轉(zhuǎn)爐吹煉后得到高鎳锍； (4)緩冷分離將步驟(3)產(chǎn)出的高鎳锍熔體進(jìn)行緩慢冷卻，冷卻后的高鎳锍通過磨浮分離得到Ni含量大于60%的二次鎳精礦、Cu含量大于65%的二次銅精礦和Ni含量在6(T65%、Cu含量在15 25%并含有少量貴金屬的一次銅鎳合金。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種從復(fù)雜鎳銅精礦中高效提取鎳、鈷、銅及鉬族金屬的方法，其特征在于，將步驟(4)得到的二次鎳精礦送入反射爐進(jìn)行熔煉得到鎳陽極板，然后將鎳陽極板送入電解工序進(jìn)行電解，得到鎳陰極板。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種從復(fù)雜鎳銅精礦中高效提取鎳、鈷、銅及鉬族金屬的方法，其特征在于，在電解工序結(jié)束后將殘余的鎳陽極板送入磨浮系統(tǒng)進(jìn)行磨礦，將磨礦產(chǎn)品漿化后通過常規(guī)浸出工藝進(jìn)行浸出。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種從復(fù)雜鎳銅精礦中高效提取鎳、鈷、銅及鉬族金屬的方法，其特征在于，在電解工序結(jié)束后將含鈷的電解液經(jīng)過濾得到含鈷固體渣，對固體渣進(jìn)行萃取得氫氧化鈷。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種從復(fù)雜鎳銅精礦中高效提取鎳、鈷、銅及鉬族金屬的方法，其特征在于，將萃取后的萃余液通過樹脂離子交換柱實(shí)施鈷離子的回收。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種從復(fù)雜鎳銅精礦中高效提取鎳、鈷、銅及鉬族金屬的方法，其特征在于，將步驟(4)得到的一次銅鎳合金通過合金硫化爐吹煉，得到二次高鎳锍。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種從復(fù)雜鎳銅精礦中高效提取鎳、鈷、銅及鉬族金屬的方法，其特征在于，將二次高鎳锍經(jīng)磨浮系統(tǒng)分離得Ni含量在59飛9%、Cu含量在13 19%并含有少量貴金屬的二次銅鎳合金；對二次銅鎳合金采用兩段控電氯化、一段堿浸脫硫除硅的工藝進(jìn)行處理，再經(jīng)加壓浸出除去賤金屬，得含Pt大于10%的貴金屬精礦。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種從復(fù)雜鎳銅精礦中高效提取鎳、鈷、銅及鉬族金屬的方法，其特征在于，將步驟(4)得到的二次銅精礦通過自熱爐熔煉、卡爾多爐吹煉、陽極爐精煉得到銅陽極板，再送往銅電解工序進(jìn)行電解，得到銅陰極板。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種從復(fù)雜鎳銅精礦中高效提取鎳、鈷、銅及鉬族金屬的方法，其特征在于，將閃速爐、頂吹爐及轉(zhuǎn)爐所產(chǎn)生的含二氧化硫的煙氣經(jīng)電除塵器除塵后輸送至制酸廠制酸。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種從復(fù)雜鎳銅精礦中高效提取鎳、鈷、銅及鉬族金屬的方法，其特征在于，將閃速爐、富氧頂吹爐及轉(zhuǎn)爐所產(chǎn)生的含二氧化硫的煙氣經(jīng)電除塵器除塵后先混合配比，得到二氧化硫濃度為8. 0%的混合煙氣，然后輸送至制酸廠制酸。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種從復(fù)雜鎳銅精礦中高效提取鎳、鈷、銅及鉑族金屬的方法，包括以下工藝步驟(1)選礦通過選礦將鎳銅原礦分選為Ni含量在6.00%~8.60%、MgO含量低于6.80%的高品質(zhì)精礦及Ni含量低于6.00%、MgO含量在6.80%~13.00%的低品質(zhì)精礦；(2)干燥后入爐反應(yīng)將上述高品質(zhì)精礦干燥并散化與石英粉、粉煤混合后進(jìn)入閃速爐進(jìn)行熔煉；將上述低品質(zhì)精礦干燥并散化與石英、塊煤混合后進(jìn)入富氧頂吹爐進(jìn)行熔煉；(3)轉(zhuǎn)爐吹煉；(4)緩冷分離；(5)金屬物后續(xù)提取。通過本發(fā)明工藝的應(yīng)用解決了復(fù)雜難處理的鎳銅原礦的冶煉難題，提高了鎳、鈷及鉑族金屬的回收率，增大了鎳銅原料的處理能力。
文檔編號C22B23/02GK102888520SQ20121036672
公開日2013年1月23日 申請日期2012年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月26日
發(fā)明者劉鑄, 吳中生, 王仕博 申請人:金川集團(tuán)股份有限公司