本發(fā)明屬于金屬提取領(lǐng)域，具體而言，本發(fā)明涉及處理鎳鐵粉的系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)：

鎳作為一種重要的戰(zhàn)略金屬，具有良好的機(jī)械強(qiáng)度、延展性和化學(xué)穩(wěn)定性。世界上可開采的鎳資源有兩類，一類是硫化礦床，另一類是紅土鎳礦。由于硫化礦提取工藝成熟，60％的鎳產(chǎn)量來源于硫化礦。而世界近期可供開發(fā)的硫化礦資源已經(jīng)不多，加之硫化礦資源勘探周期和建設(shè)周期均較長，開發(fā)和利用相對比較困難，而紅土鎳礦資源豐富，采礦成本低，選冶工藝趨于成熟，可生產(chǎn)氧化鎳、硫鎳、鎳鐵等多種中間產(chǎn)品，礦源靠海，便于運(yùn)輸，因此開發(fā)利用紅土鎳礦具有重要的現(xiàn)實意義。

紅土鎳礦石含鎳橄欖石巖在熱帶或亞熱帶地區(qū)經(jīng)過大規(guī)模的長期風(fēng)化淋濾變質(zhì)而成，是由鐵、鎂、硅等含水氧化物組成的疏松的黏土狀礦石，礦石中的鐵主要以赤鐵礦的形式存在，礦石呈紅色，所以被稱為紅土鎳礦。紅土鎳礦的可采部分一般分為3層：褐鐵礦、過渡層和腐殖層，它們的組成各不相同，規(guī)律為鐵含量依次降低，鎂含量和鎳含量依次升高，褐鐵礦層一般為高鐵低鎂紅土鎳礦，其鐵含量40～50wt％，鎳含量0.8～1.5wt％。

針對紅土鎳礦國內(nèi)學(xué)者開發(fā)出了還原焙燒磁選工藝，該方法是以煤為還原劑，在一定溫度下使紅土鎳礦中的鎳和鐵直接還原為金屬，然后通過磨礦磁選回收還原后的鎳和鐵，得到的產(chǎn)品是粉狀的鎳鐵，稱為鎳鐵粉。還原焙燒磁選法處理紅土鎳礦的工藝具有成本低、節(jié)約能源、鎳回收率高等特點(diǎn)，為紅土鎳礦的開發(fā)利用開辟了新的途徑。

但是現(xiàn)有技術(shù)對紅土鎳礦還原得到的鎳鐵粉的利用還存在很多問題，典型鎳鐵粉的化學(xué)成分為：ni質(zhì)量分?jǐn)?shù)4～10wt％，fe質(zhì)量分?jǐn)?shù)50～80wt％，其余為游離二氧化硅以及硅酸鹽雜質(zhì)。由于鎳含量低，雜質(zhì)含量高，鎳鐵粉還不能直接成為不銹鋼冶煉的原料，因此，現(xiàn)有處理鎳鐵粉的技術(shù)有待進(jìn)一步發(fā)展。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明的一個目的在于提出一種處理鎳鐵粉的系統(tǒng)和方法。該系統(tǒng)采用濕法冶金和氯化冶金相結(jié)合的技術(shù)處理鎳鐵粉，使得所得的高鎳鐵粉相對鎳鐵粉的鎳品位提高120％以上，可作為不銹鋼的優(yōu)質(zhì)原料，也可以作為提鎳的原料，整個工藝鎳回收率達(dá)95％以上。

在本發(fā)明的一個方面，本發(fā)明提出了一種處理鎳鐵粉的系統(tǒng)，根據(jù)本發(fā)明的實施例，該系統(tǒng)包括：

細(xì)磨裝置，所述細(xì)磨裝置具有鎳鐵粉入口和鎳鐵細(xì)粉出口；

堿浸裝置，所述堿浸裝置具有鎳鐵細(xì)粉入口、堿液入口、除硅鎳鐵細(xì)粉出口和堿浸后液出口，所述鎳鐵細(xì)粉入口與所述鎳鐵細(xì)粉出口相連；

氯化焙燒裝置，所述氯化焙燒裝置具有除硅鎳鐵細(xì)粉入口、氯化劑入口、高鎳鐵粉出口和含塵煙氣出口，所述除硅鎳鐵細(xì)粉入口與所述除硅鎳鐵細(xì)粉出口相連。

根據(jù)本發(fā)明實施例的處理鎳鐵粉的系統(tǒng)通過將鎳鐵粉細(xì)磨后進(jìn)行堿浸處理，進(jìn)行第一次提純，由于鎳鐵不與堿液反應(yīng)，鎳鐵細(xì)粉中的游離二氧化硅以及部分硅酸鹽溶解于堿液中與鎳鐵粉分離，堿浸后固液分離得到除硅鎳鐵細(xì)粉，然后根據(jù)鎳鐵粉的物相與成分，充分利用鎳、鐵金屬氯化熱力學(xué)條件不同及對應(yīng)氯化物的蒸汽壓不同的現(xiàn)象，將所得除硅鎳鐵細(xì)粉采用氯化焙燒處理，將除硅鎳鐵細(xì)粉中的部分鐵轉(zhuǎn)化為三氯化鐵氣體揮發(fā)進(jìn)入含塵煙氣中，而鎳不被氯化，即使有少量的鎳被氯化，氯化鎳也會被更活潑的金屬鐵置換回來，從而得到鎳品位較高的高鎳鐵粉。由此，采用該系統(tǒng)將鎳鐵細(xì)粉經(jīng)過兩次提純可以得到的鎳品位高的高鎳鐵粉，并且所得高鎳鐵粉中鎳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)5-22wt％，高鎳鐵粉相對鎳鐵粉的鎳品位提高120％以上，可作為不銹鋼的優(yōu)質(zhì)原料，也可以作為提鎳的原料，整個工藝鎳回收率達(dá)95％以上。

另外，根據(jù)本發(fā)明上述實施例的處理鎳鐵粉的系統(tǒng)還可以具有如下附加的技術(shù)特征：

在本發(fā)明的一些實施例中，上述處理鎳鐵粉的系統(tǒng)進(jìn)一步包括：冷卻-收塵單元，所述冷卻-收塵單元具有含塵煙氣入口和三氯化鐵出口，所述含塵煙氣入口與所述含塵煙氣出口相連。由此，可回收副產(chǎn)品三氯化鐵，提高整個工藝的經(jīng)濟(jì)性。

在本發(fā)明的再一個方面，本發(fā)明提出了一種采用上述處理鎳鐵粉的系統(tǒng)處理鎳鐵粉的方法，根據(jù)本發(fā)明的實施例，該方法包括：

(1)將鎳鐵粉供給至所述細(xì)磨裝置中進(jìn)行細(xì)磨處理，以便得到鎳鐵細(xì)粉；

(2)將所述鎳鐵細(xì)粉和堿液供給至所述堿浸裝置中進(jìn)行堿浸處理，以便得到除硅鎳鐵細(xì)粉和堿浸后液；

(3)將所述除硅鎳鐵細(xì)粉和氯化劑供給至所述氯化焙燒裝置中進(jìn)行氯化焙燒處理，以便得到高鎳鐵粉和含塵煙氣。

根據(jù)本發(fā)明實施例的處理鎳鐵粉的方法通過將鎳鐵粉細(xì)磨后進(jìn)行堿浸處理，進(jìn)行第一次提純，由于鎳鐵不與堿液反應(yīng)，鎳鐵細(xì)粉中的游離二氧化硅以及部分硅酸鹽溶解于堿液中與鎳鐵粉分離，堿浸后固液分離得到除硅鎳鐵細(xì)粉，然后根據(jù)鎳鐵粉的物相與成分，充分利用鎳、鐵金屬氯化熱力學(xué)條件不同及對應(yīng)氯化物的蒸汽壓不同的現(xiàn)象，將所得除硅鎳鐵細(xì)粉采用氯化焙燒處理，將除硅鎳鐵細(xì)粉中的部分鐵轉(zhuǎn)化為三氯化鐵氣體揮發(fā)進(jìn)入含塵煙氣中，而鎳不被氯化，即使有少量的鎳被氯化，氯化鎳也會被更活潑的金屬鐵置換回來，從而得到鎳品位較高的高鎳鐵粉。由此，采用該方法將鎳鐵細(xì)粉經(jīng)過兩次提純可以得到的鎳品位高的高鎳鐵粉，并且所得高鎳鐵粉中鎳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)5-22wt％，高鎳鐵粉相對鎳鐵粉的鎳品位提高120％以上，可作為不銹鋼的優(yōu)質(zhì)原料，也可以作為提鎳的原料，整個工藝鎳回收率達(dá)95％以上。

另外，根據(jù)本發(fā)明上述實施例的處理鎳鐵粉的方法還可以具有如下附加的技術(shù)特征：

在本發(fā)明的一些實施例中，上述處理鎳鐵粉的方法進(jìn)一步包括：(4)將所述含塵煙氣供給至所述冷卻-收塵單元中進(jìn)行冷卻和收塵處理，以便得到三氯化鐵。由此，可回收副產(chǎn)品三氯化鐵，提高整個工藝的經(jīng)濟(jì)性。

在本發(fā)明的一些實施例中，在步驟(1)中，所述鎳鐵粉中鎳的含量為2-10wt％，鐵的含量為60-80wt％，二氧化硅的含量為10-15wt％。由此，可以顯著提高所得高鎳鐵粉中鎳的品位。

在本發(fā)明的一些實施例中，在步驟(1)中，所述鎳鐵細(xì)粉的粒徑為不大于0.15mm，優(yōu)選不大于0.074mm。由此，可以進(jìn)一步提高所得高鎳鐵粉中鎳的品位。

在本發(fā)明的一些實施例中，在步驟(2)中，所述堿液為選自氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸鉀溶液中的至少之一。由此，可以進(jìn)一步提高所得高鎳鐵粉中鎳的品位。

在本發(fā)明的一些實施例中，在步驟(2)中，所述堿液的質(zhì)量濃度為200-500g/l。由此，可以進(jìn)一步提高所得高鎳鐵粉中鎳的品位。

在本發(fā)明的一些實施例中，在步驟(2)中，所述堿液與所述鎳鐵細(xì)粉的質(zhì)量比為(3-5)：1。由此，可以進(jìn)一步提高所得高鎳鐵粉中鎳的品位。

在本發(fā)明的一些實施例中，在步驟(2)中，所述堿浸處理的溫度為60-95攝氏度，時間為30-120min。由此，可以進(jìn)一步提高所得高鎳鐵粉中鎳的品位。

在本發(fā)明的一些實施例中，在步驟(3)中，所述氯化劑為選自氯氣和氯化氫中的至少之一。由此，可以進(jìn)一步提高所得高鎳鐵粉中鎳的品位。

在本發(fā)明的一些實施例中，在步驟(3)中，所述氯化劑的濃度為15-30vt％。由此，可以進(jìn)一步提高所得高鎳鐵粉中鎳的品位。

在本發(fā)明的一些實施例中，在步驟(3)中，所述氯化焙燒處理的溫度為400-500攝氏度，時間為20-60min。由此，可以進(jìn)一步提高所得高鎳鐵粉中鎳的品位。

本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。

附圖說明

本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的處理鎳鐵粉的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明再一個實施例的處理鎳鐵粉的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的處理鎳鐵粉的方法流程示意圖；

圖4是根據(jù)本發(fā)明再一個實施例的處理鎳鐵粉的方法流程示意圖。

具體實施方式

下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。

在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術(shù)語應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通或兩個元件的相互作用關(guān)系，除非另有明確的限定。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

在本發(fā)明的一個方面，本發(fā)明提出了一種處理鎳鐵粉的系統(tǒng)，根據(jù)本發(fā)明的實施例，參考圖1，該系統(tǒng)包括：細(xì)磨裝置100、堿浸裝置200和氯化焙燒裝置300。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，細(xì)磨裝置100具有鎳鐵粉入口101和鎳鐵細(xì)粉出口102，且適于將鎳鐵粉進(jìn)行細(xì)磨處理，以便得到鎳鐵細(xì)粉。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，通過將鎳鐵粉送至細(xì)磨裝置進(jìn)行細(xì)磨，可顯著增加鎳鐵細(xì)粉的比表面積，從而增加鎳鐵細(xì)粉在后續(xù)堿浸和氯化焙燒處理階段的處理效率。需要說明的是，鎳鐵粉是以煤為還原劑，在一定溫度下使紅土鎳礦中的鎳和鐵直接還原為金屬，然后通過磨礦磁選回收還原后的鎳和鐵得到的鎳鐵粉。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，鎳鐵粉中各元素的含量并不受特別限制，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)實際需要進(jìn)行選擇，根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施例，鎳鐵粉中鎳的含量可以為2-10wt％，鐵的含量可以為60-80wt％，二氧化硅的含量可以為10-15wt％。由此，有利于提高鎳的回收率。

根據(jù)本發(fā)明的再一個實施例，鎳鐵細(xì)粉的粒徑并不受特別限制，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)實際需要進(jìn)行選擇，根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施例，鎳鐵細(xì)粉的粒徑可以為不大于0.15，優(yōu)選不大于0.074mm。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，若鎳鐵細(xì)粉的粒徑過大，會導(dǎo)致在后續(xù)的堿浸中鎳鐵細(xì)粉與堿液接觸的不充分，會影響鎳鐵細(xì)粉的堿浸效果。由此，采用本發(fā)明提出的鎳鐵細(xì)粉的粒徑可以顯著提高鎳的回收率。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，堿浸裝置200具有鎳鐵細(xì)粉入口201、堿液入口202、除硅鎳鐵細(xì)粉出口203和堿浸后液出口204，鎳鐵細(xì)粉入口201與鎳鐵細(xì)粉出口102相連，且適于將鎳鐵細(xì)粉和堿液進(jìn)行堿浸處理，以便得到除硅鎳鐵細(xì)粉和堿浸后液。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，鎳鐵細(xì)粉在堿浸處理時其中的鎳和鐵不與堿液反應(yīng)，而鎳鐵細(xì)粉中游離的二氧化硅以及部分硅酸鹽會溶解于堿液中，從而實現(xiàn)其與鎳鐵的分離，進(jìn)而提高后續(xù)所得高鎳鐵粉的品位，堿浸后固液分離可得到除硅鎳鐵細(xì)粉，其中除硅鎳鐵細(xì)粉中二氧化硅的含量為3-5wt％。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，堿液并不受特別限制，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)實際需要進(jìn)行選擇，根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施例，堿液可以為選自氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸鉀溶液中的至少之一。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，該類堿液可以顯著優(yōu)于其他類型提高鎳鐵細(xì)粉中游離的二氧化硅以及部分硅酸鹽的溶解速率，進(jìn)而提高鎳鐵細(xì)粉的堿浸效率。

根據(jù)本發(fā)明的再一個實施例，堿液的質(zhì)量濃度并不受特別限制，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)實際需要進(jìn)行選擇，根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施例，堿液的質(zhì)量濃度為200-500g/l。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，若堿液的質(zhì)量濃度過低，則不能有效地將鎳鐵細(xì)粉中的二氧化硅以及硅酸鹽溶解，影響堿浸效果；而若堿液的質(zhì)量濃度過高，對提高鎳鐵細(xì)粉的堿浸出并沒有幫助，還會造成試劑浪費(fèi)。由此，采用本發(fā)明提出的堿液濃度可顯著優(yōu)于其他提高堿浸效率并節(jié)約能耗。

根據(jù)本發(fā)明的又一個實施例，堿液與鎳鐵細(xì)粉的質(zhì)量比并不受特別限制，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)實際需要進(jìn)行選擇，根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施例，堿液與鎳鐵細(xì)粉的質(zhì)量比可以為(3-5)：1。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，若堿液與鎳鐵細(xì)粉的質(zhì)量比過低，則不能有效地將鎳鐵細(xì)粉中的二氧化硅以及硅酸鹽溶解，影響堿浸效果；而若堿液與鎳鐵細(xì)粉的質(zhì)量比過高，對提高鎳鐵細(xì)粉的堿浸出并沒有幫助，還會造成試劑浪費(fèi)。由此，采用本發(fā)明提出的堿液與鎳鐵細(xì)粉的質(zhì)量比可顯著優(yōu)于其他提高堿浸效率并節(jié)約能耗。

根據(jù)本發(fā)明的又一個實施例，堿浸處理的條件并不受特別限制，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)實際需要進(jìn)行選擇，根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施例，堿浸處理的溫度為60-95攝氏度，時間為30-120min。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，堿浸處理的溫度過低、時間過短都會影響鎳鐵細(xì)粉的堿浸效果，同時堿浸處理的溫度過高、時間過長并不能提高鎳鐵細(xì)粉的堿浸指標(biāo)，還會造成水的蒸發(fā)浪費(fèi)。發(fā)明人通過大量試驗意外發(fā)現(xiàn)，在堿浸處理的溫度為60-95攝氏度，時間為30-120min條件下，鎳鐵細(xì)粉的的堿浸效果最佳。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，氯化焙燒裝置300具有除硅鎳鐵細(xì)粉入口301、氯化劑入口302、高鎳鐵粉出口303和含塵煙氣出口304，除硅鎳鐵細(xì)粉入口301與除硅鎳鐵細(xì)粉出口203相連，且適于將除硅鎳鐵細(xì)粉和氯化劑進(jìn)行氯化焙燒處理，以便得到高鎳鐵粉和含塵煙氣。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，通過將除硅鎳鐵細(xì)粉進(jìn)行氯化焙燒處理，在氯化劑的作用下，除硅鎳鐵細(xì)粉中的鐵可轉(zhuǎn)化為三氯化鐵氣體揮發(fā)進(jìn)入含塵煙氣中，而鎳不會被氯化，即使有少量的鎳被氯化，氯化鎳也會被更活潑的金屬鐵置換回來，反應(yīng)結(jié)束后得到的高鎳鐵粉的鎳品位得到大幅升高，高鎳鐵粉中鎳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)5-22wt％，高鎳鐵粉相對鎳鐵粉的鎳品位提高120％以上，可作為不銹鋼的優(yōu)質(zhì)原料，也可以作為提鎳的原料，整個工藝鎳回收率達(dá)95％以上。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，氯化劑并不受特別限制，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)實際需要進(jìn)行選擇，根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施例，氯化劑可以為選自氯氣和氯化氫中的至少之一)。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，采用該類氯化劑可以顯著優(yōu)于其他類型提高氯化焙燒過程中鐵的氯化效率，進(jìn)而得到鎳品位高的高鎳鐵粉。

根據(jù)本發(fā)明的再一個實施例，氯化劑的濃度并不受特別限制，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)實際需要進(jìn)行選擇，根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施例，氯化劑的濃度可以為15-30vt％。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，若氯化劑的濃度過低，鐵的氯化反應(yīng)不能進(jìn)行或進(jìn)行效率低下；而若氯化劑的濃度過高，則并不能促進(jìn)鐵的氯化反應(yīng)進(jìn)行，反而造成化學(xué)試劑的浪費(fèi)。由此，采用本發(fā)明提出的氯化劑的濃度可顯著優(yōu)于其他提高鐵的氯化效率且節(jié)約成本。

根據(jù)本發(fā)明的又一個實施例，氯化焙燒處理的條件并不受特別限制，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)實際需要進(jìn)行選擇，根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施例，氯化焙燒處理的溫度為400-500攝氏度，時間為20-60min。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，若氯化焙燒處理的溫度過低、時間過短，則鐵的氯化反應(yīng)不能進(jìn)行；而若氯化焙燒處理的溫度過高、時間過長，則鎳也會發(fā)生氯化反應(yīng)從而造成鎳損失。發(fā)明人通過大量試驗意外發(fā)現(xiàn)，氯化焙燒處理的溫度為400-500攝氏度、時間為20-60min時鎳鐵的選擇性氯化效果最好。

根據(jù)本發(fā)明實施例的處理鎳鐵粉的系統(tǒng)通過將鎳鐵粉細(xì)磨后進(jìn)行堿浸處理，進(jìn)行第一次提純，由于鎳鐵不與堿液反應(yīng)，鎳鐵細(xì)粉中的游離二氧化硅以及部分硅酸鹽溶解于堿液中與鎳鐵粉分離，堿浸后固液分離得到除硅鎳鐵細(xì)粉，然后根據(jù)鎳鐵粉的物相與成分，充分利用鎳、鐵金屬氯化熱力學(xué)條件不同及對應(yīng)氯化物的蒸汽壓不同的現(xiàn)象，將所得除硅鎳鐵細(xì)粉采用氯化焙燒處理，將除硅鎳鐵細(xì)粉中的部分鐵轉(zhuǎn)化為三氯化鐵氣體揮發(fā)進(jìn)入含塵煙氣中，而鎳不被氯化，即使有少量的鎳被氯化，氯化鎳也會被更活潑的金屬鐵置換回來，從而得到鎳品位較高的高鎳鐵粉。由此，采用該系統(tǒng)將鎳鐵細(xì)粉經(jīng)過兩次提純可以得到的鎳品位高的高鎳鐵粉，并且所得高鎳鐵粉中鎳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)5-22wt％，高鎳鐵粉相對鎳鐵粉的鎳品位提高120％以上，可作為不銹鋼的優(yōu)質(zhì)原料，也可以作為提鎳的原料，整個工藝鎳回收率達(dá)95％以上。

另外，根據(jù)本發(fā)明的實施例，參考圖2，上述處理鎳鐵粉的系統(tǒng)進(jìn)一步包括：冷卻-收塵單元400。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，冷卻-收塵單元400具有含塵煙氣入口401和三氯化鐵出口402，含塵煙氣入口401與含塵煙氣出口304相連，且適于將含塵煙氣進(jìn)行冷卻和收塵處理，以便得到三氯化鐵。具體的，冷卻-收塵單元為冷卻裝置和收塵裝置的聯(lián)動裝置，并且本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際需要對其中的具體操作條件進(jìn)行選擇。由此，可回收副產(chǎn)品三氯化鐵，從而提高整個工藝的經(jīng)濟(jì)性。

如上所述，根據(jù)本發(fā)明實施例的處理鎳鐵粉的系統(tǒng)可以具有選自下列的優(yōu)點(diǎn)至少之一：

根據(jù)本發(fā)明實施例的處理鎳鐵粉的系統(tǒng)應(yīng)用濕法冶金和氯化冶金相結(jié)合的手段提高了鎳鐵粉中鎳品位，擴(kuò)大了鎳的提取資源，得到高附加值的產(chǎn)品，同時工藝簡單，可實現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)；

根據(jù)本發(fā)明實施例的處理鎳鐵粉的系統(tǒng)，該系統(tǒng)解決了低品位紅土鎳礦的直接還原-磨選工藝產(chǎn)生的低品位鎳鐵粉的利用問題。

在本發(fā)明的再一個方面，本發(fā)明提出了一種采用上述處理鎳鐵粉的系統(tǒng)處理鎳鐵粉的方法，根據(jù)本發(fā)明的實施例，參考圖3，該方法包括：

s100：將鎳鐵粉供給至細(xì)磨裝置中進(jìn)行細(xì)磨處理

該步驟中，將鎳鐵粉供給至細(xì)磨裝置中進(jìn)行細(xì)磨處理，以便得到鎳鐵細(xì)粉。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，通過將鎳鐵粉送至細(xì)磨裝置進(jìn)行細(xì)磨，可顯著增加鎳鐵細(xì)粉的比表面積，從而增加鎳鐵細(xì)粉在后續(xù)堿浸和氯化焙燒處理階段的處理效率。需要說明的是，鎳鐵粉是以煤為還原劑，在一定溫度下使紅土鎳礦中的鎳和鐵直接還原為金屬，然后通過磨礦磁選回收還原后的鎳和鐵得到的鎳鐵粉。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，鎳鐵粉中各元素的含量并不受特別限制，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)實際需要進(jìn)行選擇，根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施例，鎳鐵粉中鎳的含量可以為2-10wt％，鐵的含量可以為60-80wt％，二氧化硅的含量可以為10-15wt％。由此，有利于提高鎳的回收率。

根據(jù)本發(fā)明的再一個實施例，鎳鐵細(xì)粉的粒徑并不受特別限制，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)實際需要進(jìn)行選擇，根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施例，鎳鐵細(xì)粉的粒徑可以為不大于0.15，優(yōu)選不大于0.074mm。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，若鎳鐵細(xì)粉的粒徑過大，會導(dǎo)致在后續(xù)的堿浸中鎳鐵細(xì)粉與堿液接觸的不充分，會影響鎳鐵細(xì)粉的堿浸效果。由此，采用本發(fā)明提出的鎳鐵細(xì)粉的粒徑可以顯著提高鎳的回收率。

s200：將鎳鐵細(xì)粉和堿液供給至堿浸裝置中進(jìn)行堿浸處理

該步驟中，將鎳鐵細(xì)粉和堿液供給至堿浸裝置中進(jìn)行堿浸處理，以便得到除硅鎳鐵細(xì)粉和堿浸后液。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，鎳鐵細(xì)粉在堿浸處理時其中的鎳和鐵不與堿液反應(yīng)，而鎳鐵細(xì)粉中游離的二氧化硅以及部分硅酸鹽會溶解于堿液中，從而實現(xiàn)其與鎳鐵的分離，進(jìn)而提高后續(xù)所得高鎳鐵粉的品位，堿浸后固液分離可得到除硅鎳鐵細(xì)粉，其中除硅鎳鐵細(xì)粉中二氧化硅的含量為3-5wt％。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，堿液并不受特別限制，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)實際需要進(jìn)行選擇，根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施例，堿液可以為選自氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸鉀溶液中的至少之一。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，該類堿液可以顯著優(yōu)于其他類型提高鎳鐵細(xì)粉中游離的二氧化硅以及部分硅酸鹽的溶解速率，進(jìn)而提高鎳鐵細(xì)粉的堿浸效率。

根據(jù)本發(fā)明的再一個實施例，堿液的質(zhì)量濃度并不受特別限制，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)實際需要進(jìn)行選擇，根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施例，堿液的質(zhì)量濃度為200-500g/l。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，若堿液的質(zhì)量濃度過低，則不能有效地將鎳鐵細(xì)粉中的二氧化硅以及硅酸鹽溶解，影響堿浸效果；而若堿液的質(zhì)量濃度過高，對提高鎳鐵細(xì)粉的堿浸出并沒有幫助，還會造成試劑浪費(fèi)。由此，采用本發(fā)明提出的堿液濃度可顯著優(yōu)于其他提高堿浸效率并節(jié)約能耗。

根據(jù)本發(fā)明的又一個實施例，堿液與鎳鐵細(xì)粉的質(zhì)量比并不受特別限制，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)實際需要進(jìn)行選擇，根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施例，堿液與鎳鐵細(xì)粉的質(zhì)量比可以為(3-5)：1。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，若堿液與鎳鐵細(xì)粉的質(zhì)量比過低，則不能有效地將鎳鐵細(xì)粉中的二氧化硅以及硅酸鹽溶解，影響堿浸效果；而若堿液與鎳鐵細(xì)粉的質(zhì)量比過高，對提高鎳鐵細(xì)粉的堿浸出并沒有幫助，還會造成試劑浪費(fèi)。由此，采用本發(fā)明提出的堿液與鎳鐵細(xì)粉的質(zhì)量比可顯著優(yōu)于其他提高堿浸效率并節(jié)約能耗。

根據(jù)本發(fā)明的又一個實施例，堿浸處理的條件并不受特別限制，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)實際需要進(jìn)行選擇，根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施例，堿浸處理的溫度為60-95攝氏度，時間為30-120min。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，堿浸處理的溫度過低、時間過短都會影響鎳鐵細(xì)粉的堿浸效果，同時堿浸處理的溫度過高、時間過長并不能提高鎳鐵細(xì)粉的堿浸指標(biāo)，還會造成水的蒸發(fā)浪費(fèi)。發(fā)明人通過大量試驗意外發(fā)現(xiàn)，在堿浸處理的溫度為60-95攝氏度，時間為30-120min條件下，鎳鐵細(xì)粉的的堿浸效果最佳。

s300：將除硅鎳鐵細(xì)粉和氯化劑供給至氯化焙燒裝置中進(jìn)行氯化焙燒處理

該步驟中，將除硅鎳鐵細(xì)粉和氯化劑供給至氯化焙燒裝置中進(jìn)行氯化焙燒處理，以便得到高鎳鐵粉和含塵煙氣。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，通過將除硅鎳鐵細(xì)粉進(jìn)行氯化焙燒處理，在氯化劑的作用下，除硅鎳鐵細(xì)粉中的鐵可轉(zhuǎn)化為三氯化鐵氣體揮發(fā)進(jìn)入含塵煙氣中，而鎳不會被氯化，即使有少量的鎳被氯化，氯化鎳也會被更活潑的金屬鐵置換回來，反應(yīng)結(jié)束后得到的高鎳鐵粉的鎳品位得到大幅升高，高鎳鐵粉相對鎳鐵粉的鎳品位提高120％以上，可作為不銹鋼的優(yōu)質(zhì)原料，也可以作為提鎳的原料，整個工藝鎳回收率達(dá)95％以上。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，氯化劑并不受特別限制，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)實際需要進(jìn)行選擇，根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施例，氯化劑可以為選自氯氣和氯化氫中的至少之一。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，采用該類氯化劑可以顯著優(yōu)于其他類型提高氯化焙燒過程中鐵的氯化效率，進(jìn)而得到鎳品位高的高鎳鐵粉。

根據(jù)本發(fā)明的再一個實施例，氯化劑的濃度并不受特別限制，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)實際需要進(jìn)行選擇，根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施例，氯化劑的濃度可以為15-30vt％。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，若氯化劑的濃度過低，鐵的氯化反應(yīng)不能進(jìn)行或進(jìn)行效率低下；而若氯化劑的濃度過高，則并不能促進(jìn)鐵的氯化反應(yīng)進(jìn)行，反而造成化學(xué)試劑的浪費(fèi)。由此，采用本發(fā)明提出的氯化劑的濃度可顯著優(yōu)于其他提高鐵的氯化效率且節(jié)約成本。

根據(jù)本發(fā)明的又一個實施例，氯化焙燒處理的條件并不受特別限制，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)實際需要進(jìn)行選擇，根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施例，氯化焙燒處理的溫度為400-500攝氏度，時間為20-60min。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，若氯化焙燒處理的溫度過低、時間過短，則鐵的氯化反應(yīng)不能進(jìn)行；而若氯化焙燒處理的溫度過高、時間過長，則鎳也會發(fā)生氯化反應(yīng)從而造成鎳損失。發(fā)明人通過大量試驗意外發(fā)現(xiàn)，氯化焙燒處理的溫度為400-500攝氏度、時間為20-60min時鎳鐵的選擇性氯化效果最好。

根據(jù)本發(fā)明實施例的處理鎳鐵粉的方法通過將鎳鐵粉細(xì)磨后進(jìn)行堿浸處理，進(jìn)行第一次提純，由于鎳鐵不與堿液反應(yīng)，鎳鐵細(xì)粉中的游離二氧化硅以及部分硅酸鹽溶解于堿液中與鎳鐵粉分離，堿浸后固液分離得到除硅鎳鐵細(xì)粉，然后根據(jù)鎳鐵粉的物相與成分，充分利用鎳、鐵金屬氯化熱力學(xué)條件不同及對應(yīng)氯化物的蒸汽壓不同的現(xiàn)象，將所得除硅鎳鐵細(xì)粉采用氯化焙燒處理，將除硅鎳鐵細(xì)粉中的部分鐵轉(zhuǎn)化為三氯化鐵氣體揮發(fā)進(jìn)入含塵煙氣中，而鎳不被氯化，即使有少量的鎳被氯化，氯化鎳也會被更活潑的金屬鐵置換回來，從而得到鎳品位較高的高鎳鐵粉。由此，采用該方法將鎳鐵細(xì)粉經(jīng)過兩次提純可以得到的鎳品位高的高鎳鐵粉，并且所得高鎳鐵粉中鎳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)5-22wt％，高鎳鐵粉相對鎳鐵粉的鎳品位提高120％以上，可作為不銹鋼的優(yōu)質(zhì)原料，也可以作為提鎳的原料，整個工藝鎳回收率達(dá)95％以上。

另外，根據(jù)本發(fā)明的實施例，參考圖4，上述處理鎳鐵粉的方法進(jìn)一步包括：

s400：將含塵煙氣供給至冷卻-收塵單元中進(jìn)行冷卻和收塵處理

該步驟中，將含塵煙氣供給至冷卻-收塵單元中進(jìn)行冷卻和收塵處理，以便得到三氯化鐵。具體的，冷卻-收塵單元為冷卻裝置和收塵裝置的聯(lián)動裝置，并且本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際需要對其中的具體操作條件進(jìn)行選擇。由此，可回收副產(chǎn)品三氯化鐵，從而提高整個工藝的經(jīng)濟(jì)性。

下面參考具體實施例，對本發(fā)明進(jìn)行描述，需要說明的是，這些實施例僅僅是描述性的，而不以任何方式限制本發(fā)明。

實施例1

將鎳鐵粉(ni含2wt％，fe含60wt％，sio2含10wt％)進(jìn)行細(xì)磨處理得到鎳鐵細(xì)粉，鎳鐵細(xì)粉的粒度小于0.15mm。將鎳鐵細(xì)粉進(jìn)行堿浸處理，堿浸條件為：堿液為naoh溶液，堿液的質(zhì)量濃度為200g/l，堿液與鎳鐵細(xì)粉的質(zhì)量比為5：1，堿浸處理的溫度為60攝氏度，時間為30min。堿浸結(jié)束后固液分離得到除硅鎳鐵細(xì)粉(sio2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3wt％)。將除硅鎳鐵細(xì)粉進(jìn)行選擇性氯化焙燒，焙燒條件：氯化劑為氯氣，氯氣體積濃度為15vt％，氯化焙燒處理的溫度為400攝氏度，時間為20min。氯化焙燒結(jié)束后得到高鎳鐵粉(ni的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5wt％)和含塵煙氣。將含塵煙氣進(jìn)行冷卻、收塵處理得到副產(chǎn)品三氯化鐵。高鎳鐵粉相對鎳鐵粉鎳品位提高150％，可作為不銹鋼的優(yōu)質(zhì)原料，也可以作為提鎳的原料，整個工藝鎳回收率為95％。

實施例2

將鎳鐵粉(ni含5wt％，fe含70wt％，sio2含12.5wt％)進(jìn)行細(xì)磨處理得到鎳鐵細(xì)粉，鎳鐵細(xì)粉的粒度小于0.15mm。將鎳鐵細(xì)粉進(jìn)行堿浸處理，堿浸條件為：堿液為koh溶液，堿液的質(zhì)量濃度為350g/l，堿液與鎳鐵細(xì)粉的質(zhì)量比為4：1，堿浸處理的溫度為80攝氏度，時間為90min。堿浸結(jié)束后固液分離得到除硅鎳鐵細(xì)粉(sio2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4wt％)。將除硅鎳鐵細(xì)粉進(jìn)行選擇性氯化焙燒，焙燒條件：氯化劑為氯化氫，氯化氫體積濃度為20vt％，氯化焙燒處理的溫度為450攝氏度，時間為40min。氯化焙燒結(jié)束后得到高鎳鐵粉(ni的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為13wt％)和含塵煙氣。將含塵煙氣進(jìn)行冷卻、收塵處理得到副產(chǎn)品三氯化鐵。高鎳鐵粉相對鎳鐵粉鎳品位提高160％，可作為不銹鋼的優(yōu)質(zhì)原料，也可以作為提鎳的原料，整個工藝鎳回收率為97％。

實施例3

將鎳鐵粉(ni含10wt％，fe含80wt％，sio2含20wt％)進(jìn)行細(xì)磨處理得到鎳鐵細(xì)粉，鎳鐵細(xì)粉的粒度小于0.15mm。將鎳鐵細(xì)粉進(jìn)行堿浸處理，堿浸條件為：堿液為na2co3溶液，堿液的質(zhì)量濃度為500g/l，堿液與鎳鐵細(xì)粉的質(zhì)量比為3：1，堿浸處理的溫度為95攝氏度，時間為120min。堿浸結(jié)束后固液分離得到除硅鎳鐵細(xì)粉(sio2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5wt％)。將除硅鎳鐵細(xì)粉進(jìn)行選擇性氯化焙燒，焙燒條件：氯化劑為氯氣，氯氣體積濃度為30vt％，氯化焙燒處理的溫度為500攝氏度，時間為60min。氯化焙燒結(jié)束后得到高鎳鐵粉(ni的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為22wt％)和含塵煙氣。將含塵煙氣進(jìn)行冷卻、收塵處理得到副產(chǎn)品三氯化鐵。高鎳鐵粉相對鎳鐵粉鎳品位提高120％，可作為不銹鋼的優(yōu)質(zhì)原料，也可以作為提鎳的原料，整個工藝鎳回收率為98％。

在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不必須針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特征進(jìn)行結(jié)合和組合。

盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對上述實施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。