专利名称：一种红土镍矿的联合流程处理方法
技术领域：
本发明属于有色金属冶金领域，涉及不同类型红土镍矿氯化离析还原焙烧 —磨矿一浮选(或磁一浮)处理方法。
背景技术：
红土镍矿可分为2种类型， 一种是褐铁矿型(铁质矿)，位于矿床的上部， 铁高、镍低，硅、镁较低，但钴含量较高。另一种为硅镁镍矿(镁质矿)，位 于矿床的下部，硅、镁含量较高，铁、钴含量较低，但镍含量较高。红土镍矿 含镍低且组成比硫化镍矿复杂得多，通过传统的选矿工艺进行富集难以获得精 矿而且镍的收率很低；同时，由于含镍太低也难以直接用简单的冶金工艺富集。 因此，开发红土镍矿对技术的要求更高、对设备的要求也更高。
大体来说目前红土 (氧化)镍矿的处理方法只有三种火法、湿法以及火湿 法结合。
1、 火法炼镍铁工艺
利用红土镍矿火法冶炼镍铁的一般工艺为首先将矿石破碎至50 150 mm， 送入干燥窑干燥到矿石既不黏结又不太粉化，再送煅烧回转窑，在700。C温度下 干燥、预热和煅烧，得到焙砂；然后将焙砂加入电炉，并加入焙砂重量10 30% 的挥发性煤，经过100(TC的还原熔炼，产出粗镍铁合金。在电炉还原熔炼的过程 中几乎所有的镍和钴的氧化物都被还原成金属，而铁的还原则通过焦炭的加入量 加以调整；最后将粗镍铁合金经过吹炼产出成品镍铁合金。此工艺具有流程短， 投资小等优点；但是它也有炉料的熔化温度高，所需的能耗高；腐蚀性强，设备 要求高；产品性质单一，只能用于不锈钢生产中；镍铁质量不高等缺点。
2、 火法炼镍锍工艺
红土镍矿的镍锍工艺具体实施方法与硫化镍矿的处理方式相似。其生产镍铁 工艺是在1500 160(TC熔炼过程中，加入硫磺，产出低镍锍，再通过转炉吹炼生 产高镍锍。此产品可以使用不同的处理方式，可以做成镍丸、镍粉以及阴极镍等。 但是，此工艺的前提条件是要有稳定廉价的硫来源，否则成本过高。
3、 湿法氨浸工艺
氨浸工艺是利用镍、钴能与氨络合而溶于溶液中，而其它杂质则滞留在渣中， 从而将镍、钴选择性浸出。具体是将红土镍矿干燥、磨碎，在600 700。C温度下 还原焙烧，使镍、钻和部分铁还原成合金，然后再经4级逆流氨浸，利用镍和钴可与氨形成配和物的特性，使镍、钻等有价金属进入浸出液。浸出液经硫化沉淀， 沉淀母液再除铁、蒸氨，产出碱式硫酸镍，碱式硫酸镍再经煅烧转化成氧化镍， 也可以经还原生产镍粉。此工艺的主要特点是避开了氧化镁和铁的影响；但是， 镍钴回收率低，很难推广使用。到目前为止，世界上采用该工艺处理红土镍矿的 仅有澳大利亚QM公司的雅布鲁精炼厂和古巴的尼加罗冶炼厂。
4、 湿法加压酸浸
在250 27(TC、 4 5MPa的高温高压条件下，用稀硫酸将镍、钻等有价金 属与铁、铝矿物一起溶解，在随后的反应中，控制一定的pH值等条件，使铁、 铝和硅等杂质元素水解进入渣中，镍、钴选择性进入溶液。浸出液用硫化氢还原 中和、沉淀，产出高质量的镍钴硫化物。镍钴硫化物通过传统的精炼工艺配套产 出最终产品。该工艺的技术经济指标受矿石品位、镁与铝的含量、矿物学特征、 工业用水等影响较大，适宜处理矿石品位高、镁与铝含量低、铁矿物以针铁矿为 主的矿石，不太适合处理泥质较多的矿石；而且，高压釜胆和管道内壁易结垢， 导致高压釜的有效容积减少，管道堵塞。
5、 湿法常压酸浸
常压酸浸具有代表性的流程为原矿经破碎、磨矿，经过选矿富集，精矿加 入HCl和MgCl2，常压条件下进行逆流浸出，浸出液经固液分离后，滤液加MgO 进行纯化后再进行固液分离得到混合镍、钴氢氧化物，所得滤液主要含有MgCl2， 部分滤液与热水解产生的HC1以一定比例配合返回常压逆流浸出，剩余滤液热水 解得到盐酸和MgO产品，盐酸返回到常压逆流浸出再用，MgO可根据实际需要， 返回纯化和Ni-Co沉淀中使用,多余的MgO可作为附产品销售,以降低生产成本。基 于加压酸浸投产后所出现的各种问题，常压浸出的提出非常具有吸引力，但其仍 需在实际中完善。
6、 火湿法结合工艺
火法与湿法相结合的工艺处理氧化镍的工厂，目前世界上只有日本冶金公司 的大江山冶炼厂，其主要工艺过程为原矿磨细与粉煤混合制团，团矿经干燥和 高温还原焙烧，焙烧矿团再磨细，矿浆进行选矿(重选和磁选)分离得到镍铁合金 产品。该工艺的最大特点是能耗中的85%能源由煤提供，因而生产成本低。而火 法工艺电炉熔炼的能耗80%以上由电能提供，两者能耗成本差价很大。但是该工
艺存在的问题还比较多，大江山冶炼厂虽经多次改进，工艺技术仍不够稳定，经 过几十年其生产规模仍停留在年产镍l万吨左右。
汪云华等人在中国专利文献中提出了不同类型红土镍矿的还原-磨选处理方
法的技术方案(申请号200610163831.6)。本发明涉及一种从红土镍矿中回收
镍的技术，红土镍矿经破碎和磨细、按一定比例，加入碳质还原剂、复合添加剂与红土镍矿混磨，用球蛋成型机制成球团15 20mm，在200 400'C干燥4 6h， 采用回转窑还原焙烧，温度控制在950 130(TC。还原焙烧后，进行粗破，然后 按一定矿浆配比，进行湿法球磨后，采用摇床进行重选，重选获得的镍精矿采用 3000 5000高斯的磁选机再进行选别，便得到高品位的镍铁混合精矿，其含镍 可达到7 15%。该技术方案具有原料适应性强、工艺流程短、环境友好，以煤 作为主要能源，不用昂贵的电力作为能源等特点，为处理不同类型的红土镍矿提 供了一种新的方法，具有良好的应用和推广前景。但是该方案在后续的应用中存 在着以下有待改进的问题(l)由于采用回转窑还原焙烧，因此需要的温度较高， 相应会出现耗能高，生产成本增加；(2)在选别工艺会损失部分细粒级精矿，因为 先进行重选时会致使部分37Pm的细粒级从重选尾矿中损失，导致最后的镍回收 率受到一定降低，在理想状态下镍铁混合精矿最终仅能达到7 15%; (3)专门的 工艺方法决定了在磁选作业时需采用较强的磁场强度，激磁电流相应较大，耗电 也较多，不利于企业的节能挖潜。 ，
综上所述，火法工艺处理氧化镍矿生产镍铁合金具有流程短、效率高等优点， 但能耗较高，其操作成本中的最大构成项是能源消耗，如采用电炉熔炼，仅电耗 就约占操作成本的50%，再加氧化镍矿熔炼前的干燥、焙烧预处理工艺的燃料消 耗，操作成本中的能耗成本可能要占65%以上，用火法工艺处理中低品位的红土 镍矿由于冶炼矿石量火能耗高，冶炼成本较高，所以，目前火法工艺主要处理高 品位的镍红土矿。目前处理中低品位镍红土矿的主要方法是湿法工艺，虽然成本 上比火法低，但湿法处理氧化镍矿工艺复杂、流程长、工艺条件对设备要求高。 从节能、低成本和综合利用(处理低品位氧化镍矿)镍资源的角度出发，火湿法结 合工艺是值得进一步研究和推广的。
发明内容
本发明的目的是提供一种红土镍矿的联合流程处理方法，可得到含镍钴品 位高、镍钴回收率高的物料，具有工艺简单，流程短，生产成本低，环境友好， 镍钴回收率高，有效利用有限的资源，应用和推广前景广阔的优点。
本发明按以下步骤完成
将矿石破碎、磨细，按计算的比例加入氯化剂、还原剂、助剂、团球粘结 齐IJ，用球蛋成型机制成8 15mm的球团，经过干燥，采用离析炉焙烧，温度控 制在750 1100°C,还原焙烧后进行破碎，然后调制成矿浆进行湿式磨矿至200 320目，采用浮选机进行选别，获得含镍10 18%的镍精矿。
所述的氯化剂为工业级氯化钙或含水结晶MgCl2，还原剂为细度60目的焦 煤粉，粘结剂为石灰；所述的离析炉焙烧控制在750 90(TC及950 110(rC两段进行，团球球径8 15mm，团球在炉中高温带的停留时间为60 120分钟；所 述的湿式球磨磨矿质量浓度控制在50 60%，磨矿粒度控制在200目至320目。
团球物料时按每100克矿料配入6 9克氯化剂、2 4克还原剂、1 2克 助剂、1 2克生石灰的比例配制的。
团球细磨后添加浮选药剂搅拌，调节矿浆pH至8 10,送入浮选机浮出含 镍物料。所述的浮选药剂选自捕收剂(丁黄药、丁胺黑药、油酸或氧化石蜡皂、 羟肟酸)、调整剂(硫化钠、.硫酸铜、腐值酸钠、Na2C03、水玻璃)、起泡剂(松 油)等。或者团球细磨后先用磁场强度为1000 3000高斯的磁选机选出金属镍 或镍铁合金强磁性物料，再细磨用相同的浮'选法浮出含镍矿物。
上述浮选作业为一次粗选，二次扫选，二次精选，精选得到含镍+钴5 10% 的含镍精矿，其中，第一次扫选的产物与第一次精选的产物合并返回粗选作业， 第二次扫选的产物返入第一次扫选作业，第二次精选的产物返回第一次精选作 业，即顺序返回上一作业的方式，第二次精选得到含镍+钴10 18%的含镍物料， 镍回收率80 88%;或者，磁选作业经过一次粗选， 一次扫选、 一次精选，得 到含镍铁物料，物料细磨后进一步用浮选选别，浮选经一次粗选、二至三次扫 选、 一次精选，精选泡沫为镍精矿，可得到含镍+钴10 18%的镍精矿。
本发明的有益效果是本方法工艺简单，流程短，生产成本低，环境友好， 可以获得镍+钴10 18%的镍精矿，镍回收率80 88%。大大提高了镍钴的回收 率，有效利用有限的资源，具有良好的应用和推广前景。
图1为本发明的工艺流程示意图。
具体实施方式
实施例l:
红土镍矿(镁质矿和铁质矿的混合矿)原矿化学成分Ni0.95 1.22%、 Mg8.5 20.30%、 Fe8.84 22.93%、 Co0.03 0.075、 A10.094 3.56%、 Sil5.67 18.17%。
工艺条件经自然干燥的红土镍矿1000g，破碎、磨矿到100目占98%， 加入60克氯化剂、30克还原剂、10克生石灰、1克助剂，用球蛋成型机制成8 15mm球团，采用回转窑离析，炉窑温度分两个温区，温度分别为750 850°C 和1050 1100°C,焙烧时间2h。离析焙烧后，进行破碎和湿式磨矿，磨矿质量 浓度为60%，磨矿粒度达200目90%,球磨后采用浮选机一次粗选、二次扫选、 二次精选，便得到镍品位10.50%的镍精矿，镍回收率82.6%。使用的浮选药剂 种类和用量为Na2S1500g/t、水玻璃700g/t、 丁黄药700g/t、松油300 g/t。实施例2:
红土镍矿原矿化学成分同实施例l。
工艺条件离析焙烧工艺条件同实施例l。离析焙烧后，进行破碎和湿式
磨矿，磨矿质量浓度为60%，磨矿粒度达200目95%，球磨后采用浮选机一次 粗选、二次扫选、二次精选，便得到镍品位11.10%的镍精矿，镍回收率83.05%。 使用的浮选药剂种类和用量为Na2CO31500g/t、水玻璃700g/t、硫酸铜600g/t、 丁胺黑药500 g/t。
实施例3:
红土镍矿原矿化学成分同实施例l。
工艺条件离析焙烧工艺条件同实施例l。离析焙烧后，进行破碎和湿式磨
矿，磨矿浓度为60%，磨矿粒度达200目65%，团球先用磁场强度为1500高斯 的永磁磁选机经一次粗选、 一次精选、 一次扫选选出强磁性物料；磁选物料经 再磨矿，磨矿粒度达320目98%，经搅拌、调节矿浆pH至8 9，浮选机一次 粗选、 一次精选、三次扫选，得到镍精矿。镍精矿含镍+钴15.8%的镍铁精矿， 镍回收率85.16%。
权利要求
1、一种红土镍矿的联合流程处理方法，其特征在于按以下步骤完成将矿石破碎、磨细，按计算的比例加入氯化剂、还原剂、助剂、粘结剂，用球蛋成型机制成8～15mm的球团，经过干燥，采用离析炉焙烧，温度控制在750～1100℃，焙烧后进行破碎，然后调制成矿浆进行湿式磨矿至200～320目，采用浮选机进行选别，获得含镍10～18％的镍精矿。
2、 根据权利要求书1所述的红土镍矿的联合流程处理方法，其特征在于:所述的氯化剂为工业级氯化钙或含水结晶MgCl2，还原剂为细度60目的焦煤粉，粘结剂为石灰；所述的离析炉焙烧控制在750 90(rC及950 110(TC两段进行，团球球径8 15mm，团球在炉中高温带的停留时间为60 120分钟；所述的湿式球磨磨矿质量浓度控制在50 60%,磨矿粒度控制在200目至320目。
3、 根据权利要求书1所述的红土镍矿的联合流程处理方法，其特征在于团球物料按每100克矿料配入6 9克氯化剂、2 4克还原剂、1 2克助剂、1 2克生石灰的比例配制。
4、 根据权利要求书1所述的红土镍矿的联合流程处理方法，其特征在于团球细磨后添加浮选药剂搅拌，调节矿浆pH至8 10，送入浮选机浮出含镍物料；或者先用磁场强度为1000 3000高斯的磁选机选出金属镍或镍铁合金强磁性物料，再细磨用相同的浮选法浮出含镍矿物。
5、 根据权利要求书3所述的红土镍矿的联合流程处理方法，其特征在于浮选作业为一次粗选，二次扫选，二次精选，精选得到含镍+钴5 10%的含镍精矿；或者磁选作业经过一次粗选， 一次扫选、 一次精选，得到含镍铁物料，物料细磨后进一步用浮选选别，浮选经一次粗选、二至三次扫选、 一次精选，得到含镍+钴10 18%的镍精矿。
全文摘要
本发明提出了一种离析—浮选(或离析—磁选—浮选)联合流程处理氧化镍矿的新的工艺方法。本工艺过程为，将矿石破碎、磨细，按一定比例加入氯化剂、还原剂、离析助剂、团球粘结剂，用球蛋成型机制成8～15mm的球团，经过干燥，采用离析炉焙烧，温度控制在750～1100℃。离析后，进行破碎，然后按一定矿浆比例进行湿式磨矿至200～320目，采用浮选机(或磁选机—浮选机)进行选别，获得含镍10～18％的镍精矿。本方法工艺简单，流程短，生产成本低，环境友好，可以大大提高镍钴的回收率，有效利用有限的资源，具有良好的应用和推广前景。
文档编号B03D1/00GK101550483SQ200910094410
公开日2009年10月7日 申请日期2009年4月28日 优先权日2009年4月28日
发明者仇云华, 潘基泽, 炜 王 申请人:云南锡业集团(控股)有限责任公司