專利名稱：一種從復雜鎳銅精礦中高效提取鎳、鈷、銅及鉑族金屬的方法
技術領域：
本發明屬于有色冶金技術領域，涉及一種從復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：
由于鎳礦產資源與其它金屬冶煉相比，進入鎳冶煉系統的精礦品位要低得多，而且脈石成分復雜，因此鎳冶煉的技術難度較大。一般鎳冶煉系統所用的原料主要是就近出 產的鎳銅精礦，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3 5%。近年來隨著世界范圍內礦山開采的不斷深入，礦山出礦發生了較大的變化，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，精礦降氧化鎂難度越來越大，通過選礦產出的精礦氧化鎂含量在5. 5 12%，貧礦資源經選礦后的精礦氧化鎂含量高達14%，給鎳、鈷、銅及鉬族金屬的分離與進一步提取帶來了較大的困難。另外，在冶煉提取鎳、銅、鈷及鉬族有價金屬的后續工藝中，還存在以下問題
(I)所產出的高鎳锍經磨浮工藝需再次進行選礦分離，由于高鎳锍礦物性質復雜多變，
致使銅精礦和鎳精礦中硫化亞銅、二硫化三鎳單體機械夾雜情況嚴重，鎳銅精礦互含之和接近10%，給下游生產工序的成本控制帶來了壓力。(2)在提取鈷的生產過程中產生大量含鈷廢水，造成金屬資源的損失及嚴重的環境污染。

發明內容
本發明的目的在于提供一種原料處理能力強、金屬回收率高的從復雜鎳銅精礦中高效提取鎳、鈷、銅及鉬族金屬的方法。為此，本發明采用如下技術方案
一種從復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%的高品質精礦及Ni含量低于6. 00%、MgO含量在6. 809Γ13. 00%的低品質精礦；
(2)干燥后入爐反應將上述高品質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、粉煤混合后進入閃速爐進行熔煉；將上述低品質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，與石英、塊煤混合后進入富氧頂吹爐進行熔煉；
(3)轉爐吹煉將閃速爐和富氧頂吹爐產出的低鎳锍經轉爐吹煉后得到高鎳锍；
(4)緩冷分離將步驟(3)產出的高鎳锍熔體進行緩慢冷卻，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 進行電解，得到鎳陰極板；
在電解工序結束后將殘余的鎳陽極板送入磨浮系統進行磨礦，將磨礦產品漿化后通過常規浸出工藝進行浸出；
在電解工序結束后將含鈷的電解液經過濾得到含鈷固體渣，對固體渣進行萃取得氫氧化鈷；
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；
將二次高鎳锍經磨浮系統分離得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行處理，再經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、富氧頂吹爐及轉爐所產生的含二氧化硫的煙氣經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混合后進入后步工序進行反應。本發明的有益效果在于
(1)解決了復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，并提高了綜合技術水平，實現了廢水的綜合利用；
(2)本發明在復雜難處理鎳、鈷金屬資源高效提取方面取得了重大突破，為開創復雜鎳銅原料大規模產業化開發奠定了技術基礎，能夠處理高鎳锍精礦、電解銅渣、紅土礦后續產物硫化鎳精礦、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外鉬族金屬生產流程的優點，采用加壓處理合金，克服了細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，實現從合金至產品回收率達到92% ；
(4)本發明有效解決了重金屬工業外排廢水中鈷含量高的問題，有效改善了冶煉地區的周邊環境；
(5)整個技術路線循環閉路，工藝流程緊湊，所提供技術方案均可在現有設備基礎上通過技術改造來實現，具有廣闊的推廣應用前景。
具體實施例方式下面通過具體實施例對本發明方法作進一步的說明。下述實施例中，鎳銅精礦的原料為金川公司開采的復雜鎳銅粗礦，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。實施例I
實施例I的一種從復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%的高品質精礦及Ni含量在3. 20 5. 30%、MgO含量在7. 50 11. 40%的低品質精礦；
(2)干燥后入爐反應將上述高品質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入閃速爐進行熔煉，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，與石英、塊煤混合后進入富氧頂吹爐進行熔煉；
(3)轉爐吹煉將閃速爐和富氧頂吹爐產出的低鎳锍經轉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)產出的高鎳锍熔體進行緩慢冷卻，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行電解，得到鎳陰極板；
在電解工序結束后將殘余的鎳陽極板送入磨浮系統進行磨礦，將磨礦產品漿化后通過常規浸出工藝進行浸出；
在電解工序結束后將含鈷的電解液經過濾得到含鈷固體渣，對固體渣進行萃取得氫氧化鈷；
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%，Fe 3. 44%，Co 0. 79%，S 20. 34% ;再將二次高鎳锍經磨浮系統分離得二次銅鎳合金，二次銅鎳合金成分為Ni 64. 77%，Cu 16. 71%，Fe :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行處理，再經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、富氧頂吹爐及轉爐所產生的含二氧化硫的煙氣經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混合后進入后步工序進行反應。實施例2
實施例2的一種從復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%的高品質精礦及Ni含量在4. 80 6. 00%、Mg0含量為6. 80 8. 40%的低品質精礦；
(2)同實施例I；
(3)轉爐吹煉將閃速爐和富氧頂吹爐產出的低鎳锍經轉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)產出的高鎳锍熔體進行緩慢冷卻，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)金屬物后續提取
(5. I) 二次鎳精礦處理 同實施例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% ;再將二次高鎳锍經磨浮系統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%，Fe :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行處理，再經加壓浸出除去賤金屬，得含Pt大于10%的貴金屬精礦。其余步驟同實施例I。實施例3
實施例3的一種從復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%的高品質精礦及Ni含量在3. 50 5. 60%、MgO含量為10. 80 13. 00%的低品質精礦；
(2)同實施例I；
(3)轉爐吹煉將閃速爐和富氧頂吹爐產出的低鎳锍經轉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)產出的高鎳锍熔體進行緩慢冷卻，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)金屬物后續提取
(5. I) 二次鎳精礦處理 同實施例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%，Fe :3. 14%，Co :0. 81%，S :21. 57% ;再將二次高鎳锍經磨浮系統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行處理，再經加壓浸出除去賤金屬，得含Pt大于10%的貴金屬精礦。
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其余步驟同實施例I。
權利要求
1.一種從復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%的高品質精礦及Ni含量低于6. 00%、MgO含量在6. 809Γ13. 00%的低品質精礦； (2)干燥后入爐反應將上述高品質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、粉煤混合后進入閃速爐進行熔煉；將上述低品質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，與石英、塊煤混合后進入富氧頂吹爐進行熔煉； (3)轉爐吹煉將閃速爐和富氧頂吹爐產出的低鎳锍經轉爐吹煉后得到高鎳锍； (4)緩冷分離將步驟(3)產出的高鎳锍熔體進行緩慢冷卻，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.根據權利要求I所述的一種從復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行熔煉得到鎳陽極板，然后將鎳陽極板送入電解工序進行電解，得到鎳陰極板。
3.根據權利要求2所述的一種從復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，在電解工序結束后將殘余的鎳陽極板送入磨浮系統進行磨礦，將磨礦產品漿化后通過常規浸出工藝進行浸出。
4.根據權利要求2所述的一種從復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，在電解工序結束后將含鈷的電解液經過濾得到含鈷固體渣，對固體渣進行萃取得氫氧化鈷。
5.根據權利要求4所述的一種從復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施鈷離子的回收。
6.根據權利要求I所述的一種從復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.根據權利要求6所述的一種從復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，將二次高鎳锍經磨浮系統分離得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行處理，再經加壓浸出除去賤金屬，得含Pt大于10%的貴金屬精礦。
8.根據權利要求I所述的一種從復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行電解，得到銅陰極板。
9.根據權利要求I所述的一種從復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、頂吹爐及轉爐所產生的含二氧化硫的煙氣經電除塵器除塵后輸送至制酸廠制酸。
10.根據權利要求8所述的一種從復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、富氧頂吹爐及轉爐所產生的含二氧化硫的煙氣經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
本發明提供了一種從復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%的高品質精礦及Ni含量低于6.00%、MgO含量在6.80%~13.00%的低品質精礦；(2)干燥后入爐反應將上述高品質精礦干燥并散化與石英粉、粉煤混合后進入閃速爐進行熔煉；將上述低品質精礦干燥并散化與石英、塊煤混合后進入富氧頂吹爐進行熔煉；(3)轉爐吹煉；(4)緩冷分離；(5)金屬物后續提取。通過本發明工藝的應用解決了復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 優先權日2012年9月26日
發明者劉鑄, 吳中生, 王仕博 申請人:金川集團股份有限公司