氧化鎳礦高溫氯化揮發回收鎳鈷鐵的工藝的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種氧化鎳礦高溫氯化揮發回收鎳鈷鐵的工藝。包括以下步驟：A、將氧化鎳礦和焦粉分別破碎、球磨；B、將氧化鎳礦、焦粉和氯化劑混合均勻進行高溫氯化揮發焙燒，使氯化的鎳、鈷和鐵在高溫下轉化為氣體進入煙氣，在回收裝置中用水洗滌、吸收和溶解煙氣的氯化物溶液；C、生產含鎳鈷鐵的氫氧混合物產品。本發明生產出含鎳鈷鐵的氫氧混合物產品，鎳的品位高，可供生產不銹鋼使用。與傳統的氧化鎳礦濕法處理工藝相比較，本發明的從氧化鎳礦回收鎳鈷鐵的方法是一項資源綜合利用效率高，能耗低，對環境友好而且易于實施的工藝。
【專利說明】氧化鎳礦高溫氯化揮發回收鎳鈷鐵的工藝

【技術領域】
[0001]本發明涉及濕法冶金，具體而言，涉及一種氧化鎳礦高溫氯化揮發回收鎳鈷鐵的工藝。

【背景技術】
[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金屬元素，人們采用了火法冶金和濕法冶金等方法。
[0003]傳統的氧化鎳礦火法冶金處理技術有回轉窯干燥預還原-電爐還原熔煉生產鎳鐵；燒結-鼓風爐硫化熔煉生產低冰鎳；以及燒結-高爐還原熔煉生產鎳生鐵。回轉窯干燥預還原-電爐還原熔煉是處理氧化鎳礦的經典工藝，該方法具有工藝適應性強、流程簡短、鎳回收率高等特點。鼓風爐硫化熔煉可產出含鎳8?15%的低冰鎳產品。燒結-高爐還原熔煉是在借鑒高爐煉鐵工藝的基礎上開發出的氧化鎳礦處理方法，生產含鎳2?5%的鎳生鐵。由于在氧化鎳礦中每種有價金屬元素含量相對較少，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。于是，人們采用濕法冶金的方法，選擇性地提取其中的有價金屬。近年來，氧化鎳礦硫酸濕法提取技術獲得迅速發展。
[0004]常用的氧化鎳礦硫酸濕法提取技術有: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，是在高溫和高壓下浸出，鎳、鈷浸出率可以達到95%左右。還原焙燒-氨浸工藝具有試劑NH3可循環使用，能耗量小，能綜合回收鎳、鈷、鐵等優點，而鎳、鈷浸出率偏低是其主要缺點。硫酸常壓浸出氧化鎳礦，是在常壓下根據所處理的氧化鎳礦的礦物組成制備浸出液，上述工藝的重點是回收利用溶液中的鎳和鈷，而把有價元素鐵、鎂等均作為雜質元素處理廢棄。另外，在該工藝的第一步驟中，即在用氧化鈣或氫氧化鈣預先中和去除鐵和鋁過程中，由于與鐵和鋁的吸附共沉淀，以及局部堿度過高，經常導致寶貴的鎳和鈷大量損失。
[0005]在先申請的一種焙燒-浸出處理褐鐵礦型氧化鎳礦的方法(專利申請號:201010131130.0)，該方法與現有的焙燒-浸出工藝相比，流程短，試劑消耗少，可有效地回收氧化鎳礦中的鎳和鈷，浸出渣易于綜合利用，但由于氧化鎳礦先還原焙燒后冷卻到300?500°C，再經氯化焙燒兩步法工藝進行氯化氧化鎳礦，其設備增多，投資增大，操作工藝復雜，而且需將焙砂全部浸出，浸液處理量大，金屬回收率低。
[0006]在先申請的紅土鎳礦高溫氯化法(專利申請號:200910094630.9)，這種方法的缺點是采用的高溫氯化焙燒溫度低，達不到氯化鎳的揮發溫度973°C。因此，在高溫下氯化焙燒紅土鎳礦中的氯化鎳不能轉化為氣體進入煙氣回收。


【發明內容】

[0007]本發明為了克服現有技術中存在的不足，提供一種工藝設計更為合理、有效地回收氧化鎳中的多種元素、提高回收率的氧化鎳礦高溫氯化焙燒回收鎳鈷鐵的方法。
[0008]本發明的發明目的是采用以下技術方案實現的:
[0009]一種氧化鎳礦高溫氯化揮發回收鎳鈷鐵的工藝，包括以下步驟:
[0010]A、準備原料氧化鎳礦和焦粉
[0011]氧化鎳礦和焦粉運至原料堆場，分別將氧化鎳礦和焦粉破碎、球磨；
[0012]B、氧化鎳礦高溫氯化焙燒
[0013]在A步驟制備后的氧化鎳礦中，拌入氯化劑和少量焦粉攪拌均勻。再將拌入氯化劑和少量焦粉的氧化鎳礦進行高溫氯化焙燒，使氯化的鎳、鈷和鐵在高溫下轉化為氣體進入煙氣，在回收裝置中用水洗滌、吸收和溶解煙氣的氯化物溶液；
[0014]C、生產含氫氧化鎳、氫氧化鈷、氫氧化鐵的混合物
[0015]在B步驟中獲得的氯化物溶液中加入中和劑氫氧化鈉攪拌進行中和處理，使鎳、鈷、鐵混合物共沉淀，然后用板塊壓濾機壓濾，產生氫氧化鎳、氫氧化鈷、氫氧化鐵的混合物，其中鎳回收率80?90%。
[0016]本發明與現有技術相比，取得了以下有益效果:
[0017]1、由于氧化鎳礦的金屬元素經高溫氯化焙燒揮發，使氯化的鎳、鈷和鐵在高溫下轉化為氣體進入煙氣，在回收裝置中用水洗滌、吸收和溶解煙氣的氯化物溶液，實現了氧化鎳礦清水浸出液中鎳鈷鐵三種元素的回收利用。
[0018]2、由于采用了大于氯化鎳、氯化鈷的沸點957°C以上的高溫1210°C _1250°C進行氯化焙燒，把處于穩定狀態的紅土鎳礦改了性，使氯化劑充分作用于紅土鎳礦并發生一系列的氯化反應，使紅土鎳礦生成的氯化鎳、氯化鈷最大限度的揮發出來。再則，在紅土鎳礦高溫氯化焙燒中配了少量合理的碳，不僅能促進固體氯化劑的分解，而且提高了氯化揮發率，又不使紅土鎳礦在高溫氯化時鎳鈷就地還原或揮發出的鎳鈷發生氯化離析，附著碳的表面，形成金屬鎳，揮發不出去。
[0019]因此，與傳統的氧化鎳礦濕法處理工藝相比較，本發明使用了高溫氯化焙燒法一步法生產工藝，不需要將焙燒料浸出，濕法處理量少，從而縮短了工藝流程，減少了設備投資，為后道工序提供了便利，降低了成本，生產環境友好。

【具體實施方式】
[0020]以下通過【具體實施方式】和實施例詳細說明本發明。
[0021]一種從氧化鎳礦中回收鎳鈷鐵的工藝，包括以下步驟:
[0022]A、準備原料氧化鎳礦和焦粉
[0023]氧化鎳礦和焦粉運至原料堆場后分別破碎、球磨，粒度均為100目-120目；
[0024]B、氧化鎳礦氯化焙燒
[0025]按氧化鎳礦重量比拌入20%?25%氯化劑和0.5%焦粉并攪拌均勻。所使用的氯化劑為氯化鈣、氯化銨、氯化鈉、氯化鎂其中的一種或任意比例的任意幾種。將拌入氯化劑和焦粉的氧化鎳礦在1210?1250°C溫度下進行氯化焙燒10?20小時，使氯化的鎳、鈷和鐵在高溫下轉化為氣體進入煙氣，在回收裝置中用水洗滌、吸收和溶解煙氣的氯化物溶液；
[0026]C、生產含氫氧化鎳、氫氧化鈷、氫氧化鐵的混合物產品
[0027]在B步驟中獲得的氯化物溶液中加入中和劑氧化鈣或者氫氧化鈣，在溫度60?80°C的條件下攪拌進行中和處理，反應時間60?80分鐘，終點PH = 7?9。使含氫氧化鎳、氫氧化鈷、氫氧化鐵的混合物共沉淀，再用板框壓濾機壓濾，產出含有氫氧化鎳、氫氧化鈷、氫氧化鐵的混合物。
[0028]以下用非限定性實施例對本發明的工藝作進一步的說明，以有助于理解本發明及其優點。
[0029]實施例1
[0030]氧化鎳礦的成分中含有(重量％):Ni 1.45%,Fe 14.5%,CO0.08%,Mg018.5%,S1 35.7%, CaO 0.3%,A12036.08%, Cr 1.02%。
[0031]將氧化鎳礦和焦粉分別破碎、球磨，球磨后的氧化鎳礦的細度為100目。
[0032]氯化焙燒條件:按氧化鎳礦重量加入20%氯化鈣和0.5%焦粉，焙燒溫度1250°C，焙燒時間10小時，使氯化的鎳、鈷和鐵在高溫下轉化為氣體進入煙氣，在回收裝置中用水洗滌、吸收和溶解煙氣的氯化物溶液；
[0033]鎳鈷鐵化合物的混合物共沉淀條件:將上述氯化物溶液加入氫氧化鈣漿液，中和沉淀溫度60°C、反應時間60分鐘，控制終點PH = 8.5，得到含鎳鈷鐵的氫氧混合物，其回收率:鎳 90%、鈷 85%、鐵 15%。
[0034]實施例2
[0035]所用氧化鎳礦組成含有(重量％ ):Ni 1.65 Fe 16.3 Co 0.07Mg015.8 %、S12:41.2%,CaO 0.2%, Α12035.28%, Cr 0.92%?
[0036]將氧化鎳礦和焦粉分別破碎、球磨，球磨后的氧化鎳礦的細度為100目。
[0037]氯化焙燒條件:按氧化鎳礦重量比加入20%氯化銨，0.5%焦粉和5%的氯化鈉，焙燒溫度1210°C，焙燒時間15小時，使氯化的鎳、鈷和鐵在高溫下轉化為氣體進入煙氣，在回收裝置中用水洗滌、吸收和溶解煙氣的氯化物溶液；
[0038]鎳鈷鐵化合物的混合物共沉淀條件:將上述氯化物溶液加入氫氧化鈣漿液，中和沉淀溫度60°C、反應時間60分鐘，控制終點PH = 7.5，得到含鎳鈷鐵的氫氧混合物，其回收率:鎳 85%、鈷 80%、鐵 25%。
[0039]實施例3
[0040]所用氧化鎳礦組成(重量％)中:Ni 1.82%,Fe 13.5%,CO 0.08%,MgO 16.5%,
510238.2%,CaO 0.32%,A12034.57%,Cr 1.15%。將氧化鎳礦和焦粉分別破碎、球磨，球磨后的氧化鎳礦的細度為120目。
[0041]氯化焙燒條件:按氧化鎳礦重量比加入30 %氯化鈉和0.5 %焦粉，焙燒溫度1220°C，焙燒時間12小時，使氯化的鎳、鈷和鐵在高溫下轉化為氣體進入煙氣，在回收裝置中用水洗滌、吸收和溶解煙氣的氯化物溶液；
[0042]鎳鈷鐵化合物的混合物共沉淀條件:將上述氯化物溶液加入氫氧化鈣漿液，中和沉淀溫度70°C、反應時間75分鐘，控制終點pH = 9，得到含鎳鈷鐵的氫氧混合物，其回收率:鎳 82%、鈷 78%、鐵 35%。
[0043]實施例4
[0044]所用氧化鎳礦組成(重量％)中:Ni1.95%,Fe 13.8%,CO 0.09%,MgO 14.8%,
510239.8%, CaO 0.12%,A12035.6%, Cr 0.96%0
[0045]將氧化鎳礦和焦粉分別破碎、球磨，球磨后的氧化鎳礦的細度為120目。
[0046]氯化焙燒條件:按氧化鎳礦重量比加入25%氯化鎂和0.5%焦粉，焙燒溫度1240°C，焙燒時間20小時，使氯化的鎳、鈷和鐵在高溫下轉化為氣體進入煙氣，在回收裝置中用水洗滌、吸收和溶解煙氣的氯化物溶液；
[0047]鎳鈷鐵化合物的混合物共沉淀條件:將上述氯化物溶液加入氫氧化鈣漿液，中和沉淀溫度75°C、反應時間80分鐘，控制終點PH = 9，得到含鎳鈷鐵化合物的混合物，其回收率:鎳 80%、鈷 68%、鐵 37%。
【權利要求】
1.一種氧化鎳礦高溫氯化揮發回收鎳鈷鐵的工藝，包括以下步驟: A、準備原料氧化鎳礦和焦粉 將氧化鎳礦和焦粉運至原料堆場，分別破碎、球磨； B、氧化鎳礦高溫氯化焙燒 在A步驟制備的氧化鎳礦中，拌入氯化劑和焦粉并攪拌均勻，再進行焙燒，使氯化的鎳、鈷和鐵在高溫下轉化為氣體進入煙氣，在回收裝置中用水洗滌、吸收和溶解煙氣的氯化物溶液； C、生產含氫氧化鎳、氫氧化鈷、氫氧化鐵的混合物產品 在B步驟中獲得的氯化物溶液中加入中和劑氧化鈣或者氫氧化鈣，攪拌進行中和處理，使鎳、鈷、鐵化合物共沉淀，用板框壓濾機壓濾，產出含有氫氧化鎳、氫氧化鈷、氫氧化鐵的混合物。
2.根據權利要求1所述的一種氧化鎳礦高溫氯化揮發回收鎳鈷鐵的工藝，其特征在于:所述A步驟中，將氧化鎳礦和焦粉分別破碎、球磨，粒度為100目-120目。
3.根據權利要求1所述的一種氧化鎳礦高溫氯化揮發回收鎳鈷鐵的工藝，其特征在于:所述B步驟中，按氧化鎳礦重量比拌入20%?25 %氯化劑和0.5 %焦粉并攪拌均勻，所使用的氯化劑為氯化鈣、氯化銨、氯化鈉、氯化鎂其中的一種或任意比例的任意幾種混合物；將拌入氯化劑的氧化鎳礦在1200?1250°C溫度下進行高溫氯化焙燒揮發10?12小時，使氯化的鎳、鈷和鐵在高溫下轉化為氣體進入煙氣，在回收裝置中用水洗滌、吸收和溶解煙氣的氯化物溶液。
4.根據權利要求1所述的一種氧化鎳礦高溫氯化揮發回收鎳鈷鐵的工藝，其特征在于:所述B步驟中獲得的氯化物溶液中加入中和劑氧化鈣或者氫氧化鈣，在溫度60?80°C的條件下攪拌進行中和處理，反應時間60?80分鐘，終點PH = 7?9 ;使含氫氧化鎳、氫氧化鈷、氫氧化鐵的混合物共沉淀，再用板框壓濾機壓濾，產出含有氫氧化鎳、氫氧化鈷、氫氧化鐵的混合物。
【文檔編號】C22B23/02GK104232882SQ201410504145
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月28日 優先權日:2014年9月28日
【發明者】毛黎生, 趙明會, 毛耐文 申請人:毛黎生, 趙明會, 毛耐文