一种低品位钼镍矿脱硫脱砷?焙砂熔炼钼镍铁合金的方法
【专利摘要】本发明公开了一种低品位钼镍矿脱硫脱砷?焙砂熔炼钼镍铁合金的方法。将细磨后的钼镍矿或选矿得到的钼镍精矿，与适量氯化钙、氯化钠等氯化剂混合后，通过粉料直接焙烧或制粒后焙烧，将钼镍矿中的砷高效挥发除去，焙烧采用弱氧化焙烧，得到含硫≤3％、含砷≤0.1％的脱硫脱砷焙砂，然后将焙砂进行还原熔炼得到含砷≤0.05％的钼镍铁合金。本发明以氯化剂作为焙烧脱砷助剂，在促进砷深度挥发的同时，利用氯化剂中的钙、钠等阳离子与氧化产生的氧化钼结合生成稳定的钼酸钙/钼酸钠等钼酸盐，从而大大降低氧化钼挥发的损失，具有工艺简单、砷脱除率高、钼镍铁合金质量好、钼回收率高等优点。
【专利说明】
一种低品位钼镍矿脱硫脱砷-焙砂熔炼钼镍铁合金的方法
技术领域
[0001] 本发明属于有色金属冶金技术领域，涉及一种低品位钼镍矿焙烧脱硫脱砷-焙砂 熔炼钼镍铁合金的方法。
【背景技术】
[0002] 钼、镍金属作为战略金属，因其独特的物理和化学性能，被广泛用于国民经济和国 防军工等领域。
[0003] 钼镍矿属于黑色页岩系，是我国特有的新型矿产资源，广泛分布在我国云贵川、湘 西、浙赣地区。因为成矿条件及地理位置不同，该矿藏伴生的有价元素也不尽相同，如湘西 北、黔、桂、渝等地以钼为主，同时还伴生有镍，成为钼镍共生矿，故被当地称为钼镍矿或镍 钼矿。
[0004] 钼镍蕴藏量巨大，具有较大的远景开采价值。例如，据报道贵州遵义地区的黄家湾 多金属黑色页岩资源的远景评价预测表明，仅该一个地区矿区面积就达20km 2,钼、镍均可 达大型矿床，且全区潜在的镍、钼资源量，均可达到特大型矿床的标准。
[0005] 但由于钼镍矿矿物成分复杂，品位低，有价金属钼和镍均以硫化物形态存在，赋存 于有机质碳硅质黑色岩系底部，嵌布粒度细，可选性差。选矿工艺只是将钼镍原矿中的钼与 镍进行富集，目前选矿工艺中钼或镍的回收率可达到75%~85%，但是对于另外15%~ 25 %的含钼或含镍尾矿来说钼镍难以回收，对钼镍矿资源也造成了一定浪费。因此，如何高 效回收钼镍矿中的有价金属也成为了缓解我国一些相应资源匮乏的手段。
[0006] 目前钼镍矿冶金处理工艺主要有火法-湿法、全湿法、全火法工艺。
[0007] 火法-湿法工艺是传统的辉钼矿的提取方法，采用"焙烧一浸出"工艺，即先氧化焙 烧，然后用氨(或碱)浸钼或采用两次焙烧的方法，先氧化焙烧脱硫，再苏打焙烧，之后水浸 钼。此法处理钼镍矿的缺点是钼的回收率、产量低，并且消耗大量化工原料，成本高、渣量 大，镍不能全部回收，原料的综合回收利用率低，特别是焙烧时产生大量含硫烟气对环境造 成严重污染。其中应用厂家较多的为"一次焙烧一碱浸工艺"，流程为镍钼矿破碎细磨-回 转窑焙烧-氢氧化钠浸出-中和净化-离子交换富集转型-解吸液净化除杂-离子交换 除钒-酸沉-四钼酸铵，镍钼金属总回收率可达85 %以上，其他焙烧-浸出工艺通过加入氧 化钙、碳酸钠、超声波硫酸等方式改变焙烧生产产物条件，来达到提高钼、镍回收率的目的。
[0008] 全湿法工艺比如加压浸出工艺流程较短，能将镍、钼高效浸出，但是高压釜设备材 质要求高，设备维护费用高。采用氧压酸浸也大大提高铁、镁、铜、锌等金属杂质的浸出率， 后续溶液净化难度加大。采用氧压碱浸仅能浸出钼，渣中镍需再次提取，工序繁琐。氧压氨 浸则对原矿适应性较差，且在运输使用过程中存在安全隐患。
[0009] 镍钼矿的火法冶金工艺流程为镍钼原矿-氧化焙烧-矿热炉熔炼-Ni-Mo合金生 产非标镍钼合金，该工艺生产得到含钼6%~16%、含镍4%~8%的非标镍钼合金，作为初 级产品进入市场。该工艺过程中钼的回收率很低，全流程钼的回收率一般为60%~70%。但 由于钼镍矿通常含较高的砷，部分矿的砷含量高达1.5%左右，而这些砷如不预先脱除，将 在熔炼时大部分进入合金，进入合金的砷后续难以再次脱除，因此，提高焙砂质量，特别是 控制焙砂中的含砷量尤为关键。传统的氧化焙烧虽然脱硫效果好，但脱砷效果差、钼挥发损 失大，焙砂中残余砷很难降至0.1 %以下，导致熔炼生产的钼镍铁合金含砷超标。
【发明内容】
[0010] 本发明的目的是为了解决现有含砷钼镍矿脱砷和直接利用含砷钼镍矿生产钼镍 铁合金中存在的脱砷效果差、钼挥发损失大、钼镍铁合金含砷高等问题，提供一种低品位钼 镍矿脱硫脱砷一一焙砂熔炼钼镍铁合金的方法。本发明的目的通过以下技术方案实现。
[0011] -种低品位钼镍矿脱硫脱砷-焙砂熔炼钼镍铁合金的方法，将钼镍矿与适量氯化 剂混合均匀，散料直接进入或制粒后进入焙烧炉氧化焙烧，然后将得到的脱硫脱砷焙砂进 行还原熔炼，分离炉渣后得到钼镍铁合金。其步骤如下：
[0012] (a)将磨细的钼镍矿或选矿得到的钼镍精矿与适量氯化剂混合均匀得到含氯化剂 混合料，所述氯化剂为氯化钠、氯化钙、氯化镁、氯气中的一种或多种；
[0013] (b)将步骤(a)得到的含氯化剂混合料加入焙烧炉中进行氧化焙烧，焙烧温度600 °C~1100°C，焙烧时间0.5~IOh，得到脱硫脱砷焙砂;所述的焙烧炉为回转窑、立窑、隧道窑 或转底炉中的一种；
[0014] (c)将步骤(b)得到的脱硫脱砷焙砂进行还原熔炼得到钼镍铁合金。
[0015] 进一步地，步骤(a)中将含氯化剂混合料加入适量水进行制粒得到球团，所述氯化 剂为氯化钠、氯化钙、氯化镁中的一种或多种;步骤(b)中的含氯化剂混合料为制粒后的球 团。
[0016] 进一步地，所述的磨细的钼镍矿或选矿得到的钼镍精矿，其粒度为< 74μπι的占 60%以上。
[0017]进一步地，步骤(a)中氯化剂的加入量为钼镍矿或钼镍精矿质量的3%~20%。
[0018] 进一步地，步骤(a)中进行制粒时，水的加入量按质量计为所述含氯化剂混合料的 8% ~15%〇
[0019] 进一步地，步骤(b)所述的氧化焙烧为弱氧化焙烧，是指控制焙烧烟气中氧的体积 百分比浓度为1 %~12%，优选2%~8%。
[0020] 进一步地，步骤(c)中所述还原熔炼，是将脱硫脱砷焙砂与适量还原剂混合后进行 还原熔炼得到钼镍铁合金，熔炼温度多1200 °C，优选1300 °C~1600 °C，所述的还原剂为煤、 焦炭、石油焦中的一种或多种，还原剂的添加量为脱硫脱砷焙砂质量的5%~25%。
[0021] 进一步地，步骤（b)得到的脱硫脱砷焙砂中，硫质量含量<3 %，砷质量含量< 0.1%〇
[0022]进一步地，步骤(c)得到的镍钼铁合金中，砷质量含量<0.05%。
[0023]本发明的一种低品位钼镍矿脱硫脱砷一一焙砂熔炼钼镍铁合金的方法，以氯化剂 作为脱砷助剂，对含砷钼镍矿进行弱氧化焙烧，在促进砷深度挥发的同时，利用氯化剂中的 钙、钠等阳离子与氧化产生的氧化钼结合生成稳定的钼酸钙/钼酸钠等钼酸盐，从而大大降 低氧化钼挥发的损失，提高焙烧过程钼的回收率。利用深度脱砷后产出的含砷<0.1%的焙 砂进行还原熔炼，可直接得到含砷<0.05%的钼镍铁合金。具有工艺简单、砷脱除率高、钼 镍铁合金质量好、钼回收率高等优点。
【具体实施方式】
[0024]以下结合【具体实施方式】和实施例进行详细描述和说明。
[0025]将细磨至粒度<74μπι的占60%以上的钼镍矿或选矿得到的钼镍精矿与适量氯化 剂混合均匀得到含氯化剂混合料，所述氯化剂为氯化钠、氯化钙、氯化镁、氯气中的一种或 多种，氯化剂的加入量为钼镍矿或钼镍精矿质量的3%~20%，当采用氯气作氯化剂时，无 需预先混合，而是在焙烧时通入氯气；当氯化剂为氯化钠、氯化钙、氯化镁中的一种或多种 时，优选按所述混合料质量的8%~15%加入水进行制粒得到球团，将球团干燥后在600°C ~1100°C温度下进行弱氧化焙烧，控制焙烧烟气中氧的体积百分比浓度为1 %~12%，优选 2 %~8 %，焙烧时间0.5~IOh，得到含硫< 3 %、含砷<0.1 %的脱硫脱砷焙砂，所述的焙烧 炉为回转窑、立窑、隧道窑、或转底炉中的一种;将所得焙砂与适量还原剂混合后进行还原 熔炼得到含砷< 0.05 %的钼镍铁合金，熔炼温度多1200 °C，优选1300 °C~1600 °C，所述的还 原剂为煤、焦炭、石油焦中的一种或多种，还原剂的添加量为脱硫脱砷焙砂质量的5%~ 25% 〇
[0026] 以下用非限定性实施例对本发明的方法作进一步的说明，以有助于理解本发明的 内容及其优点，而不作为对本发明保护范围的限定，本发明的保护范围由权利要求书决定。
[0027] 实施例采用的钼镍矿，其主要化学成分见下表。 L 0029 J 买施例1
[0030] 将粒度彡74μπι占80 %左右的钼镍矿，按质量计钼镍矿：氯化钙=100 : 5的配比混 匀，再按(钼镍矿+氯化钙）：水=100:8与水拌匀，进行压团，压团后的料在回转窑O2含量在 10%的弱氧化气氛下，温度800°C焙烧6h，质量失重率为26.83%，焙砂中硫含量2.20%，砷 含量0.086 %。脱硫砷焙砂在1400°C，还原剂煤比10 %条件下还原熔炼，得到砷、硫含量合格 的钼镍铁合金。
[0031] 实施例2
[0032]将粒度彡74μπι占70%左右的钼镍矿，按质量计钼镍矿:氯化钙= 100:10与氯化钙 混匀，再按(钼镍矿+氯化钙）：水=100:10与水拌匀，进行压团，压团后的料在立窑〇2含量在 9%的弱氧化气氛下，温度900 °C焙烧3h，质量失重率为26.50%，焙砂中硫含量1.53%，砷含 量0.0073%。脱硫砷焙砂在1300°C，还原剂煤比10%条件下还原熔炼，得到砷、硫含量合格 的钼镍铁合金。
[0033] 实施例3
[0034] 将粒度<74μπι占85 %左右的钼镍矿，按质量计钼镍矿：氯化钠:氯化钙=100:10: 10与氯化钠、氯化钙混匀，散料在回转窑〇2含量在12 %的弱氧化气氛下，温度1000 °C焙烧 Ih，质量失重率为23.47 %，焙砂中硫含量2.25 %，砷含量0.0055 %。脱硫砷焙砂在1400 °C， 还原剂煤比15 %条件下还原熔炼，得到砷、硫含量合格的钼镍铁合金。
[0035] 实施例4
[0036] 将粒度彡74μπι占80%左右的钼镍矿，按质量计钼镍矿:氯化镁= 100:10与氯化镁 混匀，再按(钼镍矿+氯化镁）：水=IOO: IO与水拌匀，进行压团，压团后的料经干燥在回转窑 O2含量在8 %的弱氧化气氛下，温度800 °C焙烧3h，质量失重率为15.80%，焙砂中硫含量 2.75%，砷含量0.005%。脱硫砷焙砂在1350°C，还原剂煤比15%条件下还原熔炼，得到砷、 硫含量合格的钼镍铁合金。
[0037] 实施例5
[0038]将粒度彡74μπι占60 %左右的钼镍矿，按质量计钼镍矿:氯化钙=100:10与氯化钙 混匀，散料经干燥在回转窑O2含量在6 %的弱氧化气氛下，温度1000°C焙烧4h，质量失重率 为18.20 %，焙砂中硫含量1.70%，砷含量0.0025 %。脱硫砷焙砂在1550°C，还原剂煤比15% 条件下还原熔炼，得到砷、硫含量合格的钼镍铁合金。
[0039] 实施例6
[0040]将粒度<74μπι占80 %左右的钼镍矿，按质量计钼镍矿:氯化钙:氯化镁=100:10:3 与氯化钙、氯化镁混匀，散料在回转窑O2含量在9%的弱氧化气氛下，温度1000°C焙烧2h，质 量失重率为12.83%，焙砂中硫含量1.64%，砷含量0.0067%。脱硫砷焙砂在1450°C，还原剂 煤比15 %条件下还原熔炼，得到砷、硫含量合格的钼镍铁合金。
[0041 ] 实施例7
[0042]将粒度< 74μπι占75 %左右的钼镍矿，散料在立窑内通入氯气且O2含量在5 %的弱 氧化气氛下，温度1000°c焙烧2h，质量失重率为10.89%，焙砂中硫含量1.27%，砷含量 0.0045 %。脱硫砷焙砂在1500°C，还原剂煤比15 %条件下还原熔炼，得到砷、硫含量合格的 钼镍铁合金。
【主权项】
1. 一种低品位钼镍矿脱硫脱砷-焙砂熔炼钼镍铁合金的方法，其特征在于，包括以下步 骤： (a) 将磨细的钼镍矿或选矿得到的钼镍精矿与适量氯化剂混合均匀得到含氯化剂混合 料，所述氯化剂为氯化钠、氯化钙、氯化镁、氯气中的一种或多种； (b) 将步骤(a)得到的含氯化剂混合料加入焙烧炉中进行氧化焙烧，焙烧温度600°C~ 1100°C，焙烧时间0.5~10h，得到脱硫脱砷焙砂;所述的焙烧炉为回转窑、立窑、隧道窑或转 底炉中的一种； (c) 将步骤(b)得到的脱硫脱砷焙砂进行还原熔炼得到钼镍铁合金。2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(a)中将含氯化剂混合料加入适量水 进行制粒得到球团，所述氯化剂为氯化钠、氯化钙、氯化镁中的一种或多种;步骤(b)中的含 氯化剂混合料为制粒后的球团。3. 根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤(a)中所述的磨细的钼镍矿或选矿 得到的钼镍精矿，其粒度为< 74μπι的占60 %以上。4. 根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤(a)中氯化剂的加入量为钼镍矿或 钼镍精矿质量的3 %~20 %。5. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤(a)进行制粒时，水的加入量为所述含 氯化剂混合料的8%~15wt%。6. 根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤(b)所述的氧化焙烧为弱氧化焙 烧，控制焙烧烟气中氧的体积百分比浓度为1 %~12 %，优选2 %~8 %。7. 根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤(b)中所述还原熔炼，是将脱硫脱 砷焙砂与适量还原剂混合后，在多1200°C条件下进行还原熔炼得到钼镍铁合金。8. 根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤(b)中所述的还原剂为煤、焦炭、石油 焦中的一种或多种，还原剂的添加量为脱硫脱砷焙砂的5%~25wt%，还原熔炼温度为1300 。(:~1600。。。9. 根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤(b)中所述脱硫脱砷焙砂，焙砂中 的硫质量含量<3%，砷质量含量<0.1%。10. 根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤(c)中所述镍钼铁合金，合金中砷 质量含量<0.05%。
【文档编号】C22C1/02GK106086487SQ201610720087
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年8月24日
【发明人】范艳青, 张登高, 靳冉公, 蒋训雄, 汪胜东, 冯林永, 蒋伟, 刘巍
【申请人】北京矿冶研究总院