從氧化鎳礦中焙燒水浸回收鎳鈷鐵的工藝的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種從氧化鎳礦中焙燒水浸回收鎳鈷鐵的工藝。包括以下步驟：A、將氧化鎳礦和焦粉分別破碎、球磨；B、氧化鎳礦氯化焙燒；C、制備經(jīng)氯化焙燒后的氧化鎳礦水浸出液；D、生產(chǎn)含鎳鈷鐵化合物的混合物產(chǎn)品。本發(fā)明生產(chǎn)出含鎳鈷鐵化合物的混合物產(chǎn)品含硫低，鎳的品位高，可供生產(chǎn)不銹鋼使用。與傳統(tǒng)的氧化鎳礦濕法處理工藝相比較，本發(fā)明的從氧化鎳礦回收鎳鈷鐵的方法是一項(xiàng)資源綜合利用效率高，能耗低，對(duì)環(huán)境友好而且易于實(shí)施的工藝。
【專(zhuān)利說(shuō)明】從氧化鎳礦中焙燒水浸回收鎳鈷鐵的工藝

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及濕法冶金，具體而言，涉及從氧化鎳礦中焙燒水浸回收鎳鈷鐵的工藝。

【背景技術(shù)】
[0002]氧化鎳礦通常是一種含有多種金屬元素的共生礦物。含有鐵、鎳、鈷、錳、鋁和鎂等。為了回收利用這些有價(jià)金屬元素，人們采用了火法冶金和濕法冶金等方法。
[0003]傳統(tǒng)的氧化鎳礦火法冶金處理技術(shù)有回轉(zhuǎn)窯干燥預(yù)還原-電爐還原熔煉生產(chǎn)鎳鐵；燒結(jié)-鼓風(fēng)爐硫化熔煉生產(chǎn)低冰鎳；以及燒結(jié)-高爐還原熔煉生產(chǎn)鎳生鐵?；剞D(zhuǎn)窯干燥預(yù)還原-電爐還原熔煉是處理氧化鎳礦的經(jīng)典工藝，該方法具有工藝適應(yīng)性強(qiáng)、流程簡(jiǎn)短、鎳回收率高等特點(diǎn)。鼓風(fēng)爐硫化熔煉可產(chǎn)出含鎳8?15%的低冰鎳產(chǎn)品。燒結(jié)-高爐還原熔煉是在借鑒高爐煉鐵工藝的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出的氧化鎳礦處理方法，生產(chǎn)含鎳2?5%的鎳生鐵。
[0004]由于在氧化鎳礦中每種有價(jià)金屬元素含量相對(duì)較少，所以采用火法冶金冶煉的能耗較高，這是氧化鎳礦火法冶煉的主要缺點(diǎn)。于是，人們采用濕法冶金的方法，選擇性地提取其中的有價(jià)金屬。近年來(lái)，氧化鎳礦硫酸濕法提取技術(shù)獲得迅速發(fā)展。
[0005]常用的氧化鎳礦硫酸濕法提取技術(shù)有:硫酸加壓浸出、硫酸常壓浸出、硫酸堆浸以及還原焙燒一氨浸等。硫酸加壓浸出處理氧化鎳礦，鎳、鈷浸出率可以達(dá)到95%左右。還原焙燒-氨浸工藝具有試劑NH3可循環(huán)使用，能耗量小，能綜合回收鎳、鈷、鐵等優(yōu)點(diǎn)，而鎳、鈷浸出率偏低是其主要缺點(diǎn)。硫酸常壓浸出氧化鎳礦，所得到的浸出液中通常含有10?30g/L的鐵、3?5g/L的鎳、0.1?0.3g/L的鈷、30?40g/L的鎂。上述工藝的重點(diǎn)是回收利用溶液中的鎳和鈷，而把有價(jià)元素鐵、鎂等均作為雜質(zhì)元素處理廢棄。另外，在該工藝的用氧化鈣或氫氧化鈣預(yù)先中和去除鐵和鋁過(guò)程中，由于與鐵和鋁的吸附共沉淀，以及局部堿度過(guò)高，經(jīng)常導(dǎo)致寶貴的鎳和鈷大量損失。
[0006]在先申請(qǐng)的氧化鎳礦焙燒浸出回收鎳鈷錳鐵的方法(申請(qǐng)?zhí)?01210446215.7)，先將氧化鎳礦進(jìn)行球磨得礦粉，然后向礦粉中加入礦粉添加劑，成球焙燒后再使用水或者稀鹽酸對(duì)焙燒礦料進(jìn)行浸出處理，得到氧化鎳礦的浸出液，向浸出液中加入氧化劑進(jìn)行處理獲得鈷氧化物和錳氧化物的共沉淀，向?yàn)V液中加入氧化鈣或氫氧化鈉進(jìn)行處理，獲得含鎳和鐵的混合物沉淀。這種方法可有效地利用礦產(chǎn)資源，實(shí)現(xiàn)了氧化鎳礦浸出液中鎳、鈷、錳和鐵共4種元素的回收利用，節(jié)約了生產(chǎn)成本。但是，由于這種生產(chǎn)方法加的碳還原劑較多，燒結(jié)溫度過(guò)高1100—1300°C，超過(guò)了氧化鎳的沸點(diǎn)973°C，易揮發(fā)和發(fā)生氯化離析，揮發(fā)出的金屬氯化物被碳還原成金屬不溶于水，很難用水浸出。
[0007]中國(guó)博士論文數(shù)據(jù)庫(kù)20101231發(fā)布的李金輝等研究的氯鹽體系提取紅土礦中鎳鈷的工藝及基礎(chǔ)研究的論文，公開(kāi)了一種紅土鎳礦中溫氯化焙燒實(shí)驗(yàn)研究，雖然實(shí)驗(yàn)取得了較好的氯化效果，但浸出時(shí)還得用PH為I的酸化水，不能直接用清水浸出。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種從氧化鎳礦中焙燒水浸回收鎳鈷鐵的方法。本發(fā)明把鎳、鈷和鐵三種元素作為有價(jià)元素回收利用，特別是能夠提高鎳、鈷和鐵的回收率。
[0009]本發(fā)明的發(fā)明目的是采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0010]一種從氧化鎳礦中焙燒水浸回收鎳鈷鐵的工藝，包括以下步驟:
[0011 ] A、準(zhǔn)備原料氧化鎳礦和焦粉
[0012]氧化鎳礦和焦粉運(yùn)至原料堆場(chǎng)，將氧化鎳礦和焦粉分別破碎、球磨；
[0013]B、氧化鎳礦氯化焙燒
[0014]在A步驟制備后的氧化鎳礦中，拌入氯化劑和焦粉并攪拌均勻。再將拌入氯化劑和焦粉的氧化鎳礦進(jìn)行氯化焙燒，焙燒后冷卻，從而使氧化鎳礦中的鎳、鈷、鐵轉(zhuǎn)化為水溶性氯化物；
[0015]C、制備經(jīng)氯化焙燒的氧化鎳礦清水浸出液
[0016]將所述經(jīng)氯化焙燒的氧化鎳礦放入浸出槽中，加水進(jìn)行浸出處理；浸出完畢后用壓濾機(jī)壓濾，使固液分離；
[0017]D、生產(chǎn)含氫氧化鎳、氫氧化鈷、氫氧化鐵的混合物產(chǎn)品
[0018]在C步驟中獲得的浸出液中加入中和劑氧化鈣或者氫氧化鈣，攪拌進(jìn)行中和處理，使鎳、鈷、鐵化合物共沉淀，用板框壓濾機(jī)壓濾，產(chǎn)出含有氫氧化鎳、氫氧化鈷、氫氧化鐵的混合物。
[0019]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，取得了以下有益效果:
[0020]1、由于氧化鎳礦的金屬元素經(jīng)中溫氯化焙燒，生成可溶于水的金屬氯化物，實(shí)現(xiàn)了氧化鎳礦清水浸出液中鎳鈷鐵三種元素的回收利用。
[0021]2、由于本發(fā)明加入了氯化鈉使得復(fù)配鹽具有更低的共熔點(diǎn)溫度，可以使氯化劑在較低溫度下熔化滲入礦料內(nèi)部，并且能夠在較寬溫度范圍內(nèi)產(chǎn)生氯化氫氣體，避免了集中釋放而無(wú)法有效氯化有價(jià)金屬，提高了氯離子的利用率。
[0022]3、本發(fā)明由于加入了合適的碳元素，氯化率得到了提高，因?yàn)榧t土鎳礦屬于復(fù)雜的化合物，直接加固體氯化劑進(jìn)行氯化，是難于氯化的，為了提高氯化率，必須降低氯化反應(yīng)產(chǎn)生的02的逸度，實(shí)踐證明，在氯化過(guò)程中加入還原劑C，使之與02結(jié)合生成穩(wěn)定的化合物，提高紅土鎳礦的氯化率，防止了鎳鈷向氧化的方向發(fā)展。
[0023]因此，與傳統(tǒng)的氧化鎳礦濕法處理工藝相比較，本發(fā)明使用了氯化焙燒法一步法生產(chǎn)工藝，從而縮短了工藝流程，減少了設(shè)備投資，為后道工序提供了便利，可以使用水不用酸進(jìn)行浸出，降低了成本，生產(chǎn)環(huán)境友好，鎳的回收率高。

【具體實(shí)施方式】
[0024]以下通過(guò)【具體實(shí)施方式】和實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。
[0025]一種從氧化鎳礦中焙燒水浸回收鎳鈷鐵的工藝，包括以下步驟:
[0026]A、準(zhǔn)備原料氧化鎳礦和焦粉
[0027]將氧化鎳礦和焦粉運(yùn)至原料堆場(chǎng)分別破碎、球磨，粒度均為100目-120目；
[0028]B、氧化鎳礦氯化焙燒
[0029]按氧化鎳礦重量比拌入20%?25%氯化劑和2%焦粉，并攪拌均勻。所使用的氯化劑為結(jié)晶氯化鋁、無(wú)水氯化亞鐵、氯化銨、氯化鈉、氯化鎂其中的一種或者任意幾種的任意混合比例的混合物。將拌入氯化劑和焦粉的氧化鎳礦在800?900°C溫度下進(jìn)行氯化焙燒I?4小時(shí)，焙燒后冷卻至100?200°C ；
[0030]C、制備經(jīng)氯化焙燒的氧化鎳礦清水浸出液
[0031]將所述的經(jīng)氯化焙燒并冷卻的氧化鎳礦放入浸出槽中，加入清水進(jìn)行浸出處理并攪拌，使用的清水與所述的氧化鎳礦的重量之比為3: I;控制浸出溫度80?100°C、浸出時(shí)間40?70分鐘；浸出完畢后用板框壓濾機(jī)壓濾，固液分離，得到浸出液和濾渣。
[0032]D、生產(chǎn)含氫氧化鎳、氫氧化鈷、氫氧化鐵的混合物產(chǎn)品
[0033]在浸出液中加入中和劑氧化鈣或氫氧化鈣，在溫度60?80°C的條件下攪拌進(jìn)行中和處理，反應(yīng)時(shí)間60?80分鐘，終點(diǎn)PH = 7?9。使含氫氧化鎳、氫氧化鈷、氫氧化鐵的混合物共沉淀，再用板框壓濾機(jī)壓濾，產(chǎn)出含有氫氧化鎳、氫氧化鈷、氫氧化鐵的混合物。
[0034]以下用非限定性實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的工藝作進(jìn)一步的說(shuō)明，以有助于理解本發(fā)明及其優(yōu)點(diǎn)。
[0035]實(shí)施例1
[0036]氧化鎳礦的成分中含有(重量％ ):Ni 1.45%, Fe 14.5%, CO 0.08%, MgO18.5%, S1 35.7%, CaO 0.3%, Al2O3 6.08%, Cr 1.02%。
[0037]將氧化鎳礦和焦粉分別破碎、球磨，球磨后的細(xì)度為100目。
[0038]氯化焙燒條件:按氧化鎳礦重量加入10%氯化銨、10%氯化鈉和2%焦粉并攪拌均勻，焙燒溫度800°C，焙燒時(shí)間I小時(shí)，冷卻至150°C。
[0039]浸出條件:清水與氧化鎳礦粉的重量比3: 1，浸出溫度85°C、浸出時(shí)間60分鐘，攪拌線(xiàn)速度4.5m/s。浸出率:鎳90%、鈷85%、鐵15%。
[0040]鎳鈷鐵化合物的混合物共沉淀?xiàng)l件:加入氫氧化鈣漿液，中和沉淀溫度60 V、反應(yīng)時(shí)問(wèn)60分鐘，控制終點(diǎn)PH = 8.5，得到含鎳鈷鐵化合物的混合物。
[0041]實(shí)施例2
[0042]所用氧化鎳礦組成含有(重量％ ):Ni 1.65%, Fe 16.3%, Co 0.07%, MgO15.8%, S12:41.2%, CaO 0.2%, Al2O3 5.28%, Cr 0.92%。
[0043]將氧化鎳礦和焦粉分別破碎、球磨，球磨后的細(xì)度為100目。
[0044]氯化焙燒條件:按氧化鎳礦重量比加入20%氯化鋁、5%氯化鈉和2%焦粉并攪拌均勻，焙燒溫度850°C，焙燒時(shí)間2小時(shí)，冷卻至200°C。
[0045]浸出條件:清水與氧化鎳礦粉的重量比3: 1，浸出溫度85°C，浸出時(shí)間60分鐘，攪拌線(xiàn)速度5m/s。浸出率:鎳88 %、鈷76 %、鐵54%。
[0046]鎳鈷鐵化合物的混合物共沉淀?xiàng)l件:加入氫氧化鈣漿液，中和沉淀溫度60°C、反應(yīng)時(shí)間60分鐘，控制終點(diǎn)PH = 7.5，得到含鎳鈷鐵化合物的混合物。
[0047]實(shí)施例3
[0048]所用氧化鎳礦組成(重量％)中:Ni 1.82%,Fe 13.5%,CO 0.08%,MgO 16.5%,S12 38.2%, CaO 0.32%, Al2O3 4.57%, Cr 1.15%。
[0049]將氧化鎳礦和焦粉分別破碎、球磨，球磨后的細(xì)度為120目。
[0050]氯化焙燒條件:按氧化鎳礦重量比加入10%氯化鈉，10%氯化鎂和2%焦粉，焙燒溫度900°C，焙燒時(shí)間3小時(shí)，冷卻至150°C。
[0051]浸出條件:清水與氧化鎳礦粉的重量比3: 1，浸出溫度90°C，浸出時(shí)間45分鐘，攪拌線(xiàn)速度5m/s。浸出率:鎳80%、鈷66.5%、鐵56%。
[0052]鎳鈷鐵化合物的混合物共沉淀?xiàng)l件:加入氫氧化鈣漿液，中和沉淀溫度70°C、反應(yīng)時(shí)間75分鐘，控制終點(diǎn)pH = 9，得到含鎳鈷鐵化合物的混合物。
[0053]實(shí)施例4
[0054]所用氧化鎳礦組成(重量％)中:Ni1.95%,Fe 13.8%,CO 0.09%,MgO 14.8%,Si0239.8%, CaO 0.12%, Al2O3 5.6%, Cr 0.96%0
[0055]將氧化鎳礦和焦粉分別破碎、球磨，球磨后的細(xì)度為120目。
[0056]氯化焙燒條件:按氧化鎳礦重量比加入20%無(wú)水氯化亞鐵、2%氯化鈉和2%焦粉并攪拌均勻，焙燒溫度850°C，焙燒時(shí)間4小時(shí)，冷卻至100°C。
[0057]浸出條件:清水與氧化鎳礦粉的重量比3: 1，浸出溫度90°C，浸出時(shí)間60分鐘，攪拌線(xiàn)速度5m/s。浸出率:鎳79%、鈷63%、鐵47%。
[0058]鎳鈷鐵化合物的混合物共沉淀?xiàng)l件:加入氫氧化鈣漿液，中和沉淀溫度75°C、反應(yīng)時(shí)間80分鐘，控制終點(diǎn)PH = 9，得到含鎳鈷鐵化合物的混合物。
【權(quán)利要求】
1.一種從氧化鎳礦中焙燒水浸回收鎳鈷鐵的工藝，包括以下步驟: A、準(zhǔn)備原料氧化鎳礦和焦粉: 氧化鎳礦和焦粉運(yùn)至原料堆場(chǎng)，將氧化鎳礦和焦粉分別破碎、球磨； B、氧化鎳礦氯化焙燒: 氧化鎳礦中拌入氯化劑和焦粉并攪拌均勻，進(jìn)行氯化焙燒，焙燒后冷卻，從而使氧化鎳礦中的鎳、鈷、鐵轉(zhuǎn)化為水溶性氯化物； C、制備經(jīng)氯化焙燒的氧化鎳礦水浸出液: 將所述經(jīng)氯化焙燒的氧化鎳礦放入浸出槽中，加入水進(jìn)行浸出處理；浸出完畢后用壓濾機(jī)壓濾，使固液分離； D、生產(chǎn)含氫氧化鎳、氫氧化鈷、氫氧化鐵的混合物產(chǎn)品: 在C步驟中獲得的浸出液中加入中和劑氧化鈣或者氫氧化鈣，攪拌進(jìn)行中和處理，使鎳、鈷、鐵化合物共沉淀，用板框壓濾機(jī)壓濾，產(chǎn)出含有氫氧化鎳、氫氧化鈷、氫氧化鐵的混合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從氧化鎳礦中焙燒水浸回收鎳鈷鐵的工藝，其特征在于:所述A步驟中，將氧化鎳礦破碎、球磨，粒度為100目-120目。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從氧化鎳礦中焙燒水浸回收鎳鈷鐵的工藝，其特征在于:所述B步驟中，按氧化鎳礦重量比的20%?25%拌入氯化劑和2%焦粉，并攪拌均勻，所使用的氯化劑為結(jié)晶氯化鋁、無(wú)水氯化亞鐵、氯化銨、氯化鈉、氯化鎂其中的一種或任意幾種的任意混合比例的混合物；將拌入氯化劑的氧化鎳礦在800?900°C溫度下進(jìn)行氯化焙燒1?4小時(shí)，焙燒后冷卻至100?200°C。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的一種從氧化鎳礦中焙燒水浸回收鎳鈷鐵的工藝，其特征在于:所述C步驟中，將所述的經(jīng)氯化焙燒并冷卻的氧化鎳礦放入浸出槽中，加水進(jìn)行浸出處理并攪拌，使用的水與礦粉的重量之比為3: 1;控制浸出溫度80?100°C、浸出時(shí)間40?70分鐘；浸出完畢后用板框壓濾機(jī)壓濾，固液分離，得到浸出液和濾渣。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種從氧化鎳礦中焙燒水浸回收鎳鈷鐵的工藝，其特征在于:所述D步驟中，在C步驟中獲得的浸出液中加入中和劑氧化鈣或者氫氧化鈣，在溫度60?80°C的條件下攪拌進(jìn)行中和處理，反應(yīng)時(shí)間60?80分鐘，終點(diǎn)PH = 7?9 ;使含氫氧化鎳、氫氧化鈷、氫氧化鐵的混合物共沉淀，再用板框壓濾機(jī)壓濾，產(chǎn)出含有氫氧化鎳、氫氧化鈷、氫氧化鐵的混合物。
【文檔編號(hào)】C22B3/04GK104263909SQ201410504144
【公開(kāi)日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年9月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月28日
【發(fā)明者】毛黎生, 趙明會(huì), 毛耐文 申請(qǐng)人:毛黎生, 趙明會(huì), 毛耐文