一种从红土镍矿中提取镍钴铁的方法与流程

本申请涉及有色金属冶金，尤其涉及一种从红土镍矿中提取镍钴铁的方法。

背景技术：

1、镍具有良好的延展性、机械强度和化学稳定性，是一种重要的战略金属。镍的来源主要可以分为硫化矿和氧化矿，而硫化镍矿由于大量的开采，资源量和品位逐渐降低，因此储量丰富、开采成本低、运输便利的红土镍矿成为目前研究的重点。目前，研究人员已经开发出了火法、湿法和其他工艺来提取利用红土镍矿资源。

2、其中，火法工艺主要利用氧化物稳定性差异，采用缺碳操作使镍钴氧化物优先于铁氧化物还原，实现有价金属的富集。火法工艺具有工艺成熟、流程短、效率高等优点，但是能耗较高，而且还存在大量还原渣不能有效利用的问题，不能回收钴，只能生产镍铁合金或者镍锍，高价的氢氧化镍钴产物只能采用湿法工艺实现。湿法工艺主要通过金属元素与脉石在酸碱溶液中反应性质的差异实现，主要工艺包括常压酸浸、加压酸浸以及还原焙烧-氨浸等，具有回收率高的优势。但是湿法工艺存在工艺复杂、流程长、工艺条件对设备要求高、操作要求高，且环境污染严重、不能回收铁的问题。高温氯化焙烧则是在被提取的金属氯化物能挥发的温度下进行，所形成的氯化物呈蒸气状态挥发，与脉石分离，该工艺对原料适应性强，且药剂消耗少、成本低，但是提取镍钴后的铁品位较低，难以利用。

3、综上可见，现有技术中对红土镍矿的提炼工艺仍存在生产成本高、工艺条件苛刻、金属回收率不高等的弊端，未能很好的实现镍钴铁的高效提取以及资源的综合利用。

技术实现思路

1、针对上述问题，本申请的目的在于提供一种从红土镍矿中提取镍钴铁的方法，具有短流程、投资低、成本低、镍钴提取效率高、镍钴铁回收效率高、资源综合利用率高的特点。

2、为实现以上目的，本申请的技术方案如下：

3、本申请提供一种从红土镍矿中提取镍钴铁的方法，包括：

4、将破碎后的红土镍矿与助剂、氯化剂混合，进行第一熔炼；

5、将所述第一熔炼结束后得到的熔体与炭粉、石灰石混合，进行第二熔炼，得到液态铁水；

6、将所述第一熔炼产生的烟气通入吸收液中得到富镍钴溶液，调节所述富镍钴溶液的ph，进行第一沉淀、第二沉淀，得到氢氧化镍钴产品。

7、优选地，所述破碎后的红土镍矿的粒度为50mm-150mm。

8、优选地，所述方法满足以下条件中的至少一个：

9、a.所述助剂包括氧化钙、碳酸钙、二氧化硅、煤粉、炭粉中的至少一种；

10、b.所述氯化剂包括氯化钙、氯化镁、氯化钠、氯化铵中的至少一种；

11、c.所述助剂的用量不超过所述红土镍矿质量的20%；

12、d.所述氯化剂的用量为所述红土镍矿质量的5%-20%；

13、e.所述第一熔炼的温度为1300℃-1700℃，时间为30min-300min。

14、优选地，所述方法还满足以下条件中的至少一个：

15、f.所述炭粉的用量为所述红土镍矿质量的15%-50%；

16、g.所述石灰石的用量为所述红土镍矿质量的5%-40%；

17、h.所述第二熔炼的温度为1300℃-1700℃，时间为30min-300min。

18、优选地，所述吸收液包括水。

19、优选地，所述得到富镍钴溶液之前，包括：对所述烟气进行多级洗涤、浓缩、过滤处理。

20、优选地，所述调节所述富镍钴溶液的ph，进行第一沉淀、第二沉淀，包括：

21、向所述富镍钴溶液中加入碱性物质，直至所述富镍钴溶液的ph为3.5-5.0，进行所述第一沉淀、第一固液分离；

22、向所述第一固液分离得到的滤液中加入碱，直至所述滤液的ph为6.5-7.5，进行所述第二沉淀、第二固液分离，得到所述氢氧化镍钴产品。

23、进一步优选地，所述方法满足以下条件中的至少一个：

24、i.所述碱性物质包括碳酸钙、氢氧化镁、氢氧化钠、氢氧化钙、氧化钙、氨水中的至少一种；

25、j.所述碱包括氢氧化镁、氢氧化钠、氢氧化钙、氧化钙、氨水中的至少一种；

26、k.所述第一固液分离和所述第二固液分离各自独立地采用过滤、抽滤、压滤中的任意一种方式；

27、l.所述第二固液分离产生的滤液进行加热浓缩结晶，得到氯化物。

28、更进一步地，所述加热浓缩结晶包括：多效蒸发、热力蒸汽再压缩蒸发、机械蒸汽再压缩蒸发、降膜式机械蒸汽再压缩循环蒸发中的任意一种。

29、优选地，所述进行第二熔炼之后，还得到尾气和炉渣；

30、所述尾气进行热量回收、除尘、除砷脱硫之后排出；

31、所述炉渣进行渣粒化处理。

32、本申请的有益效果：

33、本申请从红土镍矿中提取镍钴铁的方法中，通过使用熔融氯化焙烧的方法，还可使镍钴氯化物呈蒸气状态挥发，与脉石分离，经吸收之后沉淀分离，得到氢氧化镍钴产品；同时熔融氯化焙烧得到的熔体经熔融还原后可以得到铁水，用于炼钢，产物品位高，相比于低品位的铁球团矿具有更高的经济价值。本申请的工艺方法能够实现资源的高效综合利用，还具有流程短、操作简单、污染小、投资成本低、镍钴铁回收效率高、资源综合利用率高的优势，具有现实意义和良好的应用前景。

34、具体地，使用破碎的红土镍矿进行熔炼，相比于传统火法工艺节约了造粒的步骤，缩短流程，且反应过程中助剂和氯化剂与红土镍矿在熔融状态下接触，反应物接触效率高，镍钴转化率显著提升。

35、在熔融氯化挥发过程中添加助剂，其作用为促进氯化剂的分解，与氯化剂分解产物结合或其他方式促进氯化剂分解反应沿正向进行，提高了反应效率，且在促进镍钴挥发的同时、抑制铁的挥发，实现了镍钴与铁的分离，得到高品位的氢氧化镍钴产品而非氢氧化镍钴铁混合物。

36、对富镍钴溶液进行第一沉淀和第二沉淀，可以在第一沉淀时预先将一部分杂质除掉，减少其他熔融挥发产物对氢氧化镍钴产物质量的影响，使产物纯度更高。

37、提取氢氧化镍钴后的含氯废液经进一步处理回收得到固体氯化剂，可以循环利用，减少了工艺中的氯化剂用量，且大幅减少废水排放，环境友好。

38、进行第一熔炼后剩余的熔体直接加石灰石和炭粉进行熔融还原，可以得到熔融状态的铁水，而非低品位的铁球团，产物品位高，可直接用于炼钢，能够实现红土镍矿资源全面综合利用；还原产生的尾气还可以用于原料预热或余热回收等，进一步降低整个工艺方法的能耗，提高经济效益。

39、与现有火法工艺相比，本申请能生产氢氧化镍和氢氧化钴，并非产生镍铁，因此产品附加值更高；而与湿法处理工艺相比，本申请具有流程短、低成本、低投资、工艺流程简单的优势，同时还能回收得到氯化物，将其返回前端作为氯化剂使用，减少了氯化剂的消耗。与现有氯化工艺相比，提取镍钴后的熔体进一步还原提铁，得到了高品位铁水，可用于制造生铁，资源综合利用效率高，产生的尾气也可以用于预热原料和预热回收，可降低能耗。

技术特征：

1.一种从红土镍矿中提取镍钴铁的方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述破碎后的红土镍矿的粒度为50mm-150mm。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，满足以下条件中的至少一个：

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还满足以下条件中的至少一个：

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述吸收液包括水。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述得到富镍钴溶液之前，包括：对所述烟气进行多级洗涤、浓缩、过滤处理。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述调节所述富镍钴溶液的ph，进行第一沉淀、第二沉淀，包括：

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，满足以下条件中的至少一个：

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述加热浓缩结晶包括：多效蒸发、热力蒸汽再压缩蒸发、机械蒸汽再压缩蒸发、降膜式机械蒸汽再压缩循环蒸发中的任意一种。

10.如权利要求1-9任一项所述的方法，其特征在于，所述进行第二熔炼之后，还得到尾气和炉渣；

技术总结
本申请提供一种从红土镍矿中提取镍钴铁的方法，涉及有色金属冶金技术领域。从红土镍矿中提取镍钴铁的方法包括：将破碎后的红土镍矿与助剂、氯化剂混合，进行第一熔炼；将所述第一熔炼结束后得到的熔体与炭粉、石灰石混合，进行第二熔炼，得到液态铁水；将所述第一熔炼产生的烟气通入吸收液中得到富镍钴溶液，调节所述富镍钴溶液的pH，进行第一沉淀、第二沉淀，得到氢氧化镍钴产品。本申请所用的方法可显著提升反应选择性和效率，具有镍、钴、铁回收效率高、流程短、低成本、低投资、低污染、资源综合利用效率高的优点。

技术研发人员：郭持皓,袁朝新,刘琦,梁东东,马辉,曹佳旭,孙聪,余群波,李大江,胡磊,孙彦文
受保护的技术使用者：矿冶科技集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/21