红土镍矿的加工方法主要分为火法冶金法和湿法冶金法。依照不同类型矿石的镍、钴含量,以及不同的工作条件区分,一共有七种方法可供选择。
火法冶金法主要用来处理变质橄榄岩,这种岩石中有1.5%-3%Ni、10%-40%Fe、5%-35%MgO和1%-2%Cr2O3。火法冶金提取红土镍矿包括:矿热炉法、高炉法、采矿热炉法和回转窑粒铁法。
1、回转窑干燥预还原-电炉还原冶炼法
回转窑干燥预还原-电炉还原冶炼是红土镍矿加工的经典工艺。在回转窑(800℃)中,对含水量约30%红土镍矿的脱水预还原。然后,将处理后的材料输送到电炉,在1600℃高温下还原冶炼生产镍含量>15%的镍铁。
该方法能耗高,适用于加工镍>2%、钴<0.05%的红土镍矿,需要充足的本地电源或材料供应。
2、烧结高炉硫化冶炼法
烧结高炉硫化冶炼也是一项经典工艺。红土镍矿、氧化钙和SiO2完全混合后,在1100℃高温下烧结成块,将黄铁矿(20%)和焦炭(20%-30%)加入块中,在1350℃在高炉中熔炼,得到的镍含量为8%-15%。
该工艺的镍回收率一般在85%以上,同时也可以回收钴,适用于处理红土镍矿,镍含量在1%以上。
3、烧结-高炉还原冶炼法
红土镍矿经炼铁高炉处理,生产镍1.5%-5%的镍生铁。
4、回转窑直接还原生产镍铁粉
在红土镍矿回转窑直接还原生产镍铁粉的生产过程中,压块后的混合物从回转窑的尾部进料。随着窑体的旋转,材料向前移动,与窑头的高温烟气相互作用。形成逆向流,然后进行预热、分解转变、高温还原、冷凝等热交换反应。
以上四个过程都属于烟火。缺点是能源消耗高。目前,能够使用烟火法处理的红土镍矿越来越少,未来的发展方向将主要是湿法冶金法。
湿法冶金能有效回收镍和钴、铁等有价值的金属,而且具有能耗低的优点。湿法冶金提取红土镍矿包括:还原焙烧-常压氨浸工艺、高压酸浸工艺和常压酸浸工艺。
5、还原焙烧-常压氨浸工艺
还原焙烧-常压氨浸工艺又称Caron工艺,由教授Caron发明。氨浸过程是将镍通过还原焙烧还原为金属镍,将大部分铁还原为氧化铁(少量氧化铁还原为金属铁),然后用氨浸出金属镍,用蒸馏塔蒸馏氨浸出液,形成碱性碳酸镍浆,送至煅烧窑干燥煅烧。NiO通过煅烧取得,可直接作为产品销售,也可进一步还原为金属镍。
6、加压酸浸工艺
加压酸浸法是用稀硫酸在高压釜(240~265℃,4-5MP)中浸出红土镍矿,使Ni、Co和H2SO4反应生成可溶性硫酸氢盐进入溶液,铁残留在炉渣中。用洗涤增稠剂反流洗涤浸出浆,然后将硫化氢进入高压釜,沉淀出硫化镍钴,最后精制硫化镍钴。
7、常压酸浸工艺
红土镍矿的常压酸浸法处理工艺流程如下:用球磨机将红土镍矿磨成一定细度,用搅拌槽混合浆料。在加热条件下,将硫酸和洗涤剂按一定比例混合反应。浸出的镍溶解在溶液中后,用碳酸钙中和和过滤。浸出液用沉淀剂沉淀镍。
对低品位红土镍矿用硫酸在常压下进行酸粒堆浸工艺研究。矿石破碎至20mm以下,以N603为结合剂。H2SO4冷溶液做润湿剂用作制粒和4级系列柱浸渍。镍浸出率可达85%以上。常压浸出法工艺简单、能耗低、投资成本低等优势,但浸出液难以分离,浸出渣中镍含量仍然较高等问题仍需进一步研究。
以上,我们介绍了红土镍矿的加工方法。目前,红土镍矿广泛采用常压浸出和高压浸出相结合的工艺。矿主可以根据矿石的性质选择合适的处理工艺。
来源:矿机之家
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