专利名称：一种从复杂镍铜精矿中高效提取镍、钴、铜及铂族金属的方法
技术领域：
本发明属于有色冶金技术领域，涉及一种从复杂镍铜精矿中高效提取镍、钴、铜及钼族金属的方法。
背景技术：
由于镍矿产资源与其它金属冶炼相比，进入镍冶炼系统的精矿品位要低得多，而且脉石成分复杂，因此镍冶炼的技术难度较大。一般镍冶炼系统所用的原料主要是就近出 产的镍铜精矿，除了镍、钴、铜以外还含有金、银及钼族金属，原矿石的镍含量为2 3%，氧化镁含量则高达3 5%。近年来随着世界范围内矿山开采的不断深入，矿山出矿发生了较大的变化，选矿入选矿石镍铜品位逐年降低而氧化镁含量有所升高，原矿镍镁比增加，矿石嵌布粒度变细，精矿降氧化镁难度越来越大，通过选矿产出的精矿氧化镁含量在5. 5 12%，贫矿资源经选矿后的精矿氧化镁含量高达14%，给镍、钴、铜及钼族金属的分离与进一步提取带来了较大的困难。另外，在冶炼提取镍、铜、钴及钼族有价金属的后续工艺中，还存在以下问题
(I)所产出的高镍锍经磨浮工艺需再次进行选矿分离，由于高镍锍矿物性质复杂多变，
致使铜精矿和镍精矿中硫化亚铜、二硫化三镍单体机械夹杂情况严重，镍铜精矿互含之和接近10%，给下游生产工序的成本控制带来了压力。(2)在提取钴的生产过程中产生大量含钴废水，造成金属资源的损失及严重的环境污染。
发明内容
本发明的目的在于提供一种原料处理能力强、金属回收率高的从复杂镍铜精矿中高效提取镍、钴、铜及钼族金属的方法。为此，本发明采用如下技术方案
一种从复杂镍铜精矿中高效提取镍、钴、铜及钼族金属的方法，其特征在于，包括以下工艺步骤
(1)选矿通过选矿将镍铜原矿分选为Ni含量在6.009Γ8. 60%、Mg0含量低于6. 80%的高品质精矿及Ni含量低于6. 00%、MgO含量在6. 809Γ13. 00%的低品质精矿；
(2)干燥后入炉反应将上述高品质精矿干燥并散化为含水量在O.3%以下、粒度在-200目的干精矿，与石英粉、粉煤混合后进入闪速炉进行熔炼；将上述低品质精矿干燥并散化为含水量在9. 5%以下、粒度在2 4目的精矿团，与石英、块煤混合后进入富氧顶吹炉进行熔炼；
(3)转炉吹炼将闪速炉和富氧顶吹炉产出的低镍锍经转炉吹炼后得到高镍锍；
(4)缓冷分离将步骤(3)产出的高镍锍熔体进行缓慢冷却，冷却后的高镍锍通过磨浮分离得到Ni含量大于60%的二次镍精矿、Cu含量大于65%的二次铜精矿和Ni含量在6(T65%、Cu含量在15 25%并含有少量贵金属的一次铜镍合金。(5)金属物后续提取
(5. I) 二次镍精矿处理
将步骤(4)得到的二次镍精矿送入反射炉进行熔炼得到主要成分为粗镍的镍阳极板，然后将镍阳极板送入电解工序 进行电解，得到镍阴极板；
在电解工序结束后将残余的镍阳极板送入磨浮系统进行磨矿，将磨矿产品浆化后通过常规浸出工艺进行浸出；
在电解工序结束后将含钴的电解液经过滤得到含钴固体渣，对固体渣进行萃取得氢氧化钴；
将萃取后的萃余液通过树脂离子交换柱实施钴离子的回收。(5.2) —次铜镍合金处理
将步骤(4)得到的一次铜镍合金通过合金硫化炉吹炼，得到二次高镍锍；
将二次高镍锍经磨浮系统分离得Ni含量在59飞9%、Cu含量在13 19%并含有少量贵金属的二次铜镍合金；对二次铜镍合金采用两段控电氯化、一段碱浸脱硫除硅的工艺进行处理，再经加压浸出除去贱金属，得含Pt大于10%的贵金属精矿。(5.3) 二次铜精矿处理
将步骤(4)得到的二次铜精矿通过自热炉熔炼、卡尔多炉吹炼、阳极炉精炼得到铜阳极板，再送往铜电解工序进行电解，得到铜阴极板。上述步骤中，将闪速炉、富氧顶吹炉及转炉所产生的含二氧化硫的烟气经电除尘器除尘后先混合配比，得到二氧化硫浓度为8. 0%的混合烟气，然后输送至制酸厂制酸；除尘器收集的烟尘与步骤(2)中的干精矿或精矿团混合后进入后步工序进行反应。本发明的有益效果在于
(1)解决了复杂难处理的镍铜原矿的冶炼难题，提高了镍、钴及钼族金属的回收率，增大了镍铜原料的处理能力，并提高了综合技术水平，实现了废水的综合利用；
(2)本发明在复杂难处理镍、钴金属资源高效提取方面取得了重大突破，为开创复杂镍铜原料大规模产业化开发奠定了技术基础，能够处理高镍锍精矿、电解铜渣、红土矿后续产物硫化镍精矿、硫化镍钴物料、镍钴的氢氧化物、镍钴的碳酸盐类等十几种物料；
(3)钼族金属的处理流程综合了国内外钼族金属生产流程的优点，采用加压处理合金，克服了细粒合金中金属的分散损失；采用此工艺流程，可使钼族金属回收率较大幅度提高，实现从合金至产品回收率达到92% ；
(4)本发明有效解决了重金属工业外排废水中钴含量高的问题，有效改善了冶炼地区的周边环境；
(5)整个技术路线循环闭路，工艺流程紧凑，所提供技术方案均可在现有设备基础上通过技术改造来实现，具有广阔的推广应用前景。
具体实施例方式下面通过具体实施例对本发明方法作进一步的说明。下述实施例中，镍铜精矿的原料为金川公司开采的复杂镍铜粗矿，其成分如下常见的金属矿物主要为镍黄铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿、紫硫镍矿、方黄铜矿、墨铜矿、四方硫铁矿、磁铁矿、铬尖晶石等，另外还有少量的钛铁矿、赤铁矿、白铁矿、碲铋矿、碲铋镍矿、碲铅矿、碲铋钯矿、自然金、银金矿、碲银矿、砷钼矿等。脉石矿物主要有蛇纹石、橄榄石、辉石、透闪石、碳酸盐、滑石、绿泥石、云母等。矿石含镍品位平均为I. 29%，氧化镁含量在27%左右。实施例I
实施例I的一种从复杂镍铜精矿中高效提取镍、钴、铜及钼族金属的方法，具体包括如下工艺步骤
(1)选矿通过选矿将镍铜精矿分选为Ni含量在6.00 7. 10%、MgO含量在4. 90 6.80%的高品质精矿及Ni含量在3. 20 5. 30%、MgO含量在7. 50 11. 40%的低品质精矿；
(2)干燥后入炉反应将上述高品质精矿干燥并散化为含水量在O.3%以下、粒度在-200目的干精矿，与SiO2含量在90%以上的石英粉及粉煤混合后进入闪速炉进行熔炼，此处石英粉作为溶剂参与闪速熔炼的造渣过程，粉煤通过燃烧提供闪速熔炼所需要的热量；将上述低品质精矿干燥并散化为含水量在9. 5%以下、粒度在2 4目的精矿团，与石英、块煤混合后进入富氧顶吹炉进行熔炼；
(3)转炉吹炼将闪速炉和富氧顶吹炉产出的低镍锍经转炉吹炼后得到高镍锍，所得高镍锍成分为 Ni 47. 69%, Cu 25. 65%, Fe 2. 19%, Co 0. 81%, S 23% ；
(4)缓冷分离将步骤(3)产出的高镍锍熔体进行缓慢冷却，冷却后的高镍锍通过磨浮分离得到二次镍精矿、二次铜精矿和一次铜镍合金，其中，二次镍精矿的成分为Ni 64. 83%，Cu 3. 25%, Fe 2. 99%, Co 1. 12%，S 24. 41% ;二次铜精矿的成分为 Ni 4. 09%, Cu 68. 04%Fe 4. 07%, Co 0. 19%, S 21. 86% ; 一次铜镍合金的成分为 Ni 62. 51%, Cu 20. 32%, Fe
7.24%，Co :1. 65%，S :8. 35%，并含有少量Pt等贵金属元素；
(5)金属物后续提取
(5. I) 二次镍精矿处理
将步骤(4)得到的二次镍精矿送入反射炉进行熔炼得到主要成分为粗镍的镍阳极板，然后将镍阳极板送入电解工序进行电解，得到镍阴极板；
在电解工序结束后将残余的镍阳极板送入磨浮系统进行磨矿，将磨矿产品浆化后通过常规浸出工艺进行浸出；
在电解工序结束后将含钴的电解液经过滤得到含钴固体渣，对固体渣进行萃取得氢氧化钴；
将萃取后的萃余液通过树脂离子交换柱实施钴离子的回收。(5.2) —次铜镍合金处理
将步骤(4)得到的一次铜镍合金通过合金硫化炉吹炼，得到二次高镍锍，其中二次高镍锍成分为 Ni 48. 76%，Cu 18. 73%，Fe 3. 44%，Co 0. 79%，S 20. 34% ;再将二次高镍锍经磨浮系统分离得二次铜镍合金，二次铜镍合金成分为Ni 64. 77%，Cu 16. 71%，Fe :4. 64%，Co
I.25%，S :9. 33%，并含有少量Pt等贵金属；对二次铜镍合金采用两段控电氯化、一段碱浸脱硫除硅的工艺进行处理，再经加压浸出除去贱金属，得含Pt大于10%的贵金属精矿。(5.3) 二次铜精矿处理将步骤(4)得到的二次铜精矿通过自热炉熔炼、卡尔多炉吹炼、阳极炉精炼得到铜阳极板，再送往铜电解工序进行电解，得到铜阴极板。上述步骤中，将闪速炉、富氧顶吹炉及转炉所产生的含二氧化硫的烟气经电除尘器除尘后先混合配比，得到二氧化硫浓度为8. 0%的混合烟气，然后输送至制酸厂制酸；除尘器收集的烟尘与步骤(2)中的干精矿或精矿团混合后进入后步工序进行反应。实施例2
实施例2的一种从复杂镍铜精矿中高效提取镍、钴、铜及钼族金属的方法，具体包括如下工艺步骤
(1)选矿通过选矿将镍铜精矿分选为Ni含量在6.80 8. 40%、MgO含量在3. 00
5.70%的高品质精矿及Ni含量在4. 80 6. 00%、Mg0含量为6. 80 8. 40%的低品质精矿；
(2)同实施例I；
(3)转炉吹炼将闪速炉和富氧顶吹炉产出的低镍锍经转炉吹炼后得到高镍锍，所得高镍锍成分为 Ni 48. 04%, Cu 21. 53%, Fe 3. 22%, Co 0. 93%, S 23. 26% ；
(4)缓冷分离将步骤(3)产出的高镍锍熔体进行缓慢冷却，冷却后的高镍锍通过磨浮分离得到二次镍精矿、二次铜精矿和一次铜镍合金，其中，二次镍精矿的成分为Ni 64. 58%，Cu 3. 43%, Fe 3. 19%, Co 1. 04%，S 24. 05% ;二次铜精矿的成分为 Ni 5. 45%, Cu 67. 12%Fe 3. 96%, Co 0. 24%, S 21. 88% ; 一次铜镍合金的成分为 Ni 62. 78%, Cu 16. 65%, Fe 8. 24%，Co :1. 55%，S :6. 26%，并含有少量Pt等贵金属元素；
(5)金属物后续提取
(5. I) 二次镍精矿处理 同实施例I。(5.2) —次铜镍合金处理
将步骤(4)得到的一次铜镍合金通过合金硫化炉吹炼，得到二次高镍锍，所得二次高镍锍的成分为 Ni 49. 77%，Cu 19. 20%, Fe 2. 75%，Co 0. 82%，S 20. 59% ;再将二次高镍锍经磨浮系统分离得二次铜镍合金，二次铜镍合金的成分为Ni 65. 37%，Cu 15. 76%，Fe :5. 06%,Co :1. 35%，S :9. 73%，并含有少量贵金属；对二次铜镍合金采用两段控电氯化、一段碱浸脱硫除硅的工艺进行处理，再经加压浸出除去贱金属，得含Pt大于10%的贵金属精矿。其余步骤同实施例I。实施例3
实施例3的一种从复杂镍铜精矿中高效提取镍、钴、铜及钼族金属的方法，具体包括如下工艺步骤
(1)选矿通过选矿将镍铜精矿分选为Ni含量在7.20 8. 60%、Mg0含在4. 20 6. 10%的高品质精矿及Ni含量在3. 50 5. 60%、MgO含量为10. 80 13. 00%的低品质精矿；
(2)同实施例I；
(3)转炉吹炼将闪速炉和富氧顶吹炉产出的低镍锍经转炉吹炼后得到高镍锍，所得高镍锍成分为 Ni 46. 42%, Cu 24. 69%, Fe 2. 17%, Co 0. 68%, S 20. 96% ；
(4)缓冷分离将步骤(3)产出的高镍锍熔体进行缓慢冷却，冷却后的高镍锍通过磨浮分离得到二次镍精矿、二次铜精矿和一次铜镍合金，其中，二次镍精矿的成分为Ni 64. 23%，Cu 3. 97%, Fe 2. 89%, Co 1. 09%，S 23. 82% ; 二次铜精矿的成分为 Ni 4. 28%, Cu 68. 07%, Fe :4. 20%, Co :0. 17%, S :21. 86% ;一次铜镍合金的成分为 Ni 63. 12%, Cu :18. 52%,Fe 7. 74%，Co :1. 38%，S :7. 35%，并含有少量Pt等贵金属元素；
(5)金属物后续提取
(5. I) 二次镍精矿处理 同实施例I。(5.2) —次铜镍合金处理
将步骤(4)得到的一次铜镍合金通过合金硫化炉吹炼，得到二次高镍锍，所得二次高镍锍的成分为 Ni 48. 66%，Cu 19. 45%，Fe :3. 14%，Co :0. 81%，S :21. 57% ;再将二次高镍锍经磨浮系统分离得二次铜镍合金，二次铜镍合金的成分为Ni 66. 08%, Cu 17. 07%, Fe :3. 99%，Co :1. 33%，S :7. 88%，并含有少量贵金属；对二次铜镍合金采用两段控电氯化、一段碱浸脱硫除硅的工艺进行处理，再经加压浸出除去贱金属，得含Pt大于10%的贵金属精矿。
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其余步骤同实施例I。
权利要求
1.一种从复杂镍铜精矿中高效提取镍、钴、铜及钼族金属的方法，其特征在于，包括以下工艺步骤 (1)选矿通过选矿将镍铜原矿分选为Ni含量在6.009Γ8. 60%、Mg0含量低于6. 80%的高品质精矿及Ni含量低于6. 00%、MgO含量在6. 809Γ13. 00%的低品质精矿； (2)干燥后入炉反应将上述高品质精矿干燥并散化为含水量在O.3%以下、粒度在-200目的干精矿，与石英粉、粉煤混合后进入闪速炉进行熔炼；将上述低品质精矿干燥并散化为含水量在9. 5%以下、粒度在2 4目的精矿团，与石英、块煤混合后进入富氧顶吹炉进行熔炼； (3)转炉吹炼将闪速炉和富氧顶吹炉产出的低镍锍经转炉吹炼后得到高镍锍； (4)缓冷分离将步骤(3)产出的高镍锍熔体进行缓慢冷却，冷却后的高镍锍通过磨浮分离得到Ni含量大于60%的二次镍精矿、Cu含量大于65%的二次铜精矿和Ni含量在6(T65%、Cu含量在15 25%并含有少量贵金属的一次铜镍合金。
2.根据权利要求I所述的一种从复杂镍铜精矿中高效提取镍、钴、铜及钼族金属的方法，其特征在于，将步骤(4)得到的二次镍精矿送入反射炉进行熔炼得到镍阳极板，然后将镍阳极板送入电解工序进行电解，得到镍阴极板。
3.根据权利要求2所述的一种从复杂镍铜精矿中高效提取镍、钴、铜及钼族金属的方法，其特征在于，在电解工序结束后将残余的镍阳极板送入磨浮系统进行磨矿，将磨矿产品浆化后通过常规浸出工艺进行浸出。
4.根据权利要求2所述的一种从复杂镍铜精矿中高效提取镍、钴、铜及钼族金属的方法，其特征在于，在电解工序结束后将含钴的电解液经过滤得到含钴固体渣，对固体渣进行萃取得氢氧化钴。
5.根据权利要求4所述的一种从复杂镍铜精矿中高效提取镍、钴、铜及钼族金属的方法，其特征在于，将萃取后的萃余液通过树脂离子交换柱实施钴离子的回收。
6.根据权利要求I所述的一种从复杂镍铜精矿中高效提取镍、钴、铜及钼族金属的方法，其特征在于，将步骤(4)得到的一次铜镍合金通过合金硫化炉吹炼，得到二次高镍锍。
7.根据权利要求6所述的一种从复杂镍铜精矿中高效提取镍、钴、铜及钼族金属的方法，其特征在于，将二次高镍锍经磨浮系统分离得Ni含量在59飞9%、Cu含量在13 19%并含有少量贵金属的二次铜镍合金；对二次铜镍合金采用两段控电氯化、一段碱浸脱硫除硅的工艺进行处理，再经加压浸出除去贱金属，得含Pt大于10%的贵金属精矿。
8.根据权利要求I所述的一种从复杂镍铜精矿中高效提取镍、钴、铜及钼族金属的方法，其特征在于，将步骤(4)得到的二次铜精矿通过自热炉熔炼、卡尔多炉吹炼、阳极炉精炼得到铜阳极板，再送往铜电解工序进行电解，得到铜阴极板。
9.根据权利要求I所述的一种从复杂镍铜精矿中高效提取镍、钴、铜及钼族金属的方法，其特征在于，将闪速炉、顶吹炉及转炉所产生的含二氧化硫的烟气经电除尘器除尘后输送至制酸厂制酸。
10.根据权利要求8所述的一种从复杂镍铜精矿中高效提取镍、钴、铜及钼族金属的方法，其特征在于，将闪速炉、富氧顶吹炉及转炉所产生的含二氧化硫的烟气经电除尘器除尘后先混合配比，得到二氧化硫浓度为8. 0%的混合烟气，然后输送至制酸厂制酸。
全文摘要
本发明提供了一种从复杂镍铜精矿中高效提取镍、钴、铜及铂族金属的方法，包括以下工艺步骤(1)选矿通过选矿将镍铜原矿分选为Ni含量在6.00%~8.60%、MgO含量低于6.80%的高品质精矿及Ni含量低于6.00%、MgO含量在6.80%~13.00%的低品质精矿；(2)干燥后入炉反应将上述高品质精矿干燥并散化与石英粉、粉煤混合后进入闪速炉进行熔炼；将上述低品质精矿干燥并散化与石英、块煤混合后进入富氧顶吹炉进行熔炼；(3)转炉吹炼；(4)缓冷分离；(5)金属物后续提取。通过本发明工艺的应用解决了复杂难处理的镍铜原矿的冶炼难题，提高了镍、钴及铂族金属的回收率，增大了镍铜原料的处理能力。
文档编号C22B23/02GK102888520SQ20121036672
公开日2013年1月23日 申请日期2012年9月26日 优先权日2012年9月26日
发明者刘铸, 吴中生, 王仕博 申请人:金川集团股份有限公司