专利名称：一种红土镍矿的干燥预还原方法
技术领域：
本发明涉及一种低能耗的红土镍矿干燥预还原方法，特别适用于低品位红土镍矿
的干燥与预还原，属于冶金技术领域。
背景技术：
镍(Ni)是一稀贵金属，它的用途极为广泛，航天、航空、航海、国防、科研、工业、农 业、医疗、汽车、钢铁以及民用等各行业均缺少不了它。在地壳上含镍矿物越来越稀少，品位 也越来越低。要从低品位的红土镍矿中提取镍，技术难度很大，常规的湿法工艺，生产成本 高环境污染大，常规的火法熔炼，存在红土镍矿结晶水含量高，用回转窑干燥能耗高，生产 成本高，总之常规的火法、还是湿法工艺均存在成本高的难题。氧化镍矿床是含镍橄榄岩在 热带或亚热带经长期风化淋滤变质而形成的。由于矿床风化后铁的氧化，矿石呈红色，所以 通称为红土镍矿(Laterite)。由于风化淋滤的结果，矿床上部含铁多，硅、镁少，镍品位较 低，钴稍高，镍矿呈红色，属含镍褐铁矿型。矿床下部由于风化富集，镍矿石含硅、镁较高，镍 品位比上部高而含铁较低为镁质硅酸镍矿(Garnierite)型，有时由于地质的变动，常有两 种矿石在同一矿床中混合存在。 世界上开发红土镍矿已有80多年的历史，目前主要分为火法和湿法冶金，火法冶 金主要处理含镍品位高的变质橄榄岩，含Nil. 5 3%、 CoO. 02 0. 1%、 FelO 40%、 Mg05 35%、 Cr203l 2%。冶炼工艺主要有回转窑一_电炉法(RKEF)，其产品主要为镍 铁，如原料品位含Ni2. 5 3%，亦可用该法产出含附78%的镍锍，其主要生产厂家如新咯 里多尼亚的多尼安博厂、印尼的梭罗阿科镍冶炼厂，美国的汉纳公司等。日本大江山厂则采 用回转窑高温还原焙烧产出粒铁，经磁选、跳汰富集产出镍铁合金。镍铁产品主要供生产不 锈钢，其镍价格按电镍价格的90-95%计。该产品方案的主要缺点是所含价植更高的钴不能 回收而进入不锈钢，虽然不影响不锈钢的性能，却也没有改善性能的作用。
湿法冶金主要处理含NiO. 8 1. 8%、CoO. 02 0. 2%、Fe25 50%、Mg0 0. 5 15%原料。湿法冶金有两种工艺，一种是还原焙烧-氨浸法，另一种是加压酸浸法。氨浸 法是将氧化镍矿还原焙烧用NH3-C02-H20体系选择性浸出镍钴，产品为碱式碳酸镍，可供生 产金属镍。该法主要的优点是试剂腐蚀性较小，可循环使用，适宜处理含Mg0偏高的氧化镍 矿，使Ca、Mg、Fe仍保留在渣中。其缺点是镍钴浸出率偏低，Ni75_85% 、 Co40_60% 。这是 由于NH3-—C02-H20体系对镍钴的配位络合能力所决定的，采用氨浸法的工厂有古巴尼加罗 厂、阿尔巴尼亚的爱尔巴桑钢铁联合企业、捷克的谢列德厂、菲律宾的苏里高厂(该厂已转 而采用加压酸浸法)及加拿大INC0的铜崖铁矿回收厂等。 加压酸浸法(HPAL)主要适用于处理低MgO含量(< 6% =的红土矿，以避免耗 酸量过高。该法是在高温(230-260°C)高压(4-5MPa)下用硫酸浸出镍矿，浸出率高达 Ni95%、Co90-92%。浸出液用H2S沉淀可获得镍钴混合物(Ni_55% )中间产品。最早采用 该工艺的是1995年由美国硫公司研究开发的古巴毛阿湾(MaoBay)厂，上世纪九十年代末 澳大利亚在毛阿厂生产技术的基础上兴建了三座厂穆林穆林厂(MurrinMurrin)，考斯厂
3(Cawse)及布隆厂(BuLong)。目前菲律宾柯拉尔湾(Coral Bay)厂、新咯里多尼亚的戈罗 厂(GoRo)及澳大利亚的拉温索普(Raven Sthorpe)厂正在用该法兴建，还有7-8个国家正 处于对自己的资源进行研究准备阶段。其中包括中国冶金建设集团公司计划在巴布亚新几 内亚RAMU镍矿建设年产镍约3. 2万吨，钴约3000吨的硫化镍钴混合物。可以看出采用加 压酸浸法由于金属回收率高，工艺结构相对简单，硫化镍钴产品品位高，便于运输到条件较 好的地方精炼，该法正在越来越被重视。 由于红土镍矿水分较高，干燥时间长，国外在冶炼红土镍矿时一般采用回转窑干 燥，成散状料后再烧结。但回转窑一般投资较大，热效率低，干燥需大量的能源，冶炼成本较高。
发明内容
本发明的目的是提供一种红土镍矿的干燥预还原方法，其工艺简单，操作容易，投 资较少，热效率高，冶炼成本较低。 实现本发明目的采用的技术方案是工艺过程为，采用立磨将红土镍矿破碎至
lmm以下，依次进入多级悬浮干燥煅烧装置和预还原器，同时将悬浮干燥煅烧装置产出的烟
气引入立磨；煤、焦碳或碳黑固体还原剂或硫化剂粉以喷入方式进入预还原器，对物料进行
悬浮状态还原煅烧或硫化，预还原器尾气直接进入最后一级干燥煅烧装置，产出预还原或
硫化后的热状态物料。 本发明的的技术方案还包括 本发明所述的干燥煅烧装置和预还原器产出物料温度为300°C IOO(TC。
所述的预还原器内加入占物料总重量1 16%的煤、焦碳、碳黑固体还原剂。
本发明所述的悬浮干燥煅烧装置的级数为3 7级。 本发明的有益效果是本发明的工艺时以干燥脱水为主，预还原为次，因此要求的 工艺简单，操作容易，投资较少。
图1为本发明的工艺流程图；
图2为本发明的工艺设备连接图。
具体实施例方式
实施例l:步骤如下 A、采用的红土镍矿化学成份如下表
元素NiCoFeOMgOA1203Si02CaO
含量％1. 030. 03917. 2227. 34. 8435. 720. 32 采场直接采出的矿石含水25% ，用条形筛革除> 100mm的块状矿石(用破碎机破 碎< 100mm再进入立磨)，筛下物进入立磨干燥破碎。 B、用3级悬浮干燥煅烧装置产出温度300°C的烟气通入立磨进行干燥，立磨破碎后物料粒度0. 2mm、物料水份10%，用旋风和布袋收尘器收集后进入3级悬浮干燥煅烧装 置。 C、在3级悬浮干燥煅烧装置中，物料与煤粉燃烧产生温度110(TC的高温烟气进行 逆流悬浮热交换，物料停留时间2分钟，从第三级悬浮器产出温度65(TC的物料进入预还原 器，从第一级产出温度30(TC的烟气进入立磨。 D、喷入占物料(干基)6%的粒度< 0. lmm的烟煤粉，通入煤粉燃料燃烧产生温度
1 IO(TC的高温烟气在预还原器内进行悬浮状态还原煅烧，控制预还原器尾气CO含量0. 5
1 % ，产出物料温度850°C 、镍金属化率95% 、铁还原成磁性铁率60% ，以热状态物料直接进
入熔炼设施产出镍铁合金，预还原器尾气直接进入第三级悬浮器。 实施例2步骤如下 第一步与实例1步骤A相同。 A、用5级悬浮干燥煅烧装置产出温度250°C的烟气通入立磨进行干燥，立磨破碎 后物料粒度0. 6mm、物料水份15%，用旋风和布袋收尘器收集后进入5级悬浮干燥煅烧装 置。 B、在5级悬浮干燥煅烧装置中，物料与煤粉燃烧产生温度IIO(TC的高温烟气进行 逆流悬浮热交换，物料停留时间4分钟，从第五级悬浮器产出温度75(TC的物料进入预还原 器，从第一级产出温度25(TC的烟气进入立磨。 C、喷入占物料(干基)3%的粒度< 0. lmm的焦碳粉，通入煤粉燃料燃烧产生温度
1 IO(TC的高温烟气在预还原器内进行悬浮状态还原煅烧，控制预还原器尾气CO含量0. 5
1 % ，产出物料温度950°C 、镍金属化率90% 、铁还原成磁性铁率50% ，以热状态物料直接进
入熔炼设施产出镍铁合金，预还原器尾气直接进入第五级悬浮器。 实施例3步骤如下 第一步与实例1步骤A相同。 A、用7级悬浮干燥煅烧装置产出温度200°C的烟气通入立磨进行干燥，立磨破碎 后物料粒度0. 8mm、物料水份17%，用旋风和布袋收尘器收集后进入7级悬浮干燥煅烧装 置。 B、在7级悬浮干燥煅烧装置中，物料与煤粉燃烧产生温度110(TC的高温烟气进行 逆流悬浮热交换，物料停留时间6分钟，从第七级悬浮器产出温度80(TC的物料进入预还原 器，从第一级产出温度20(TC的烟气进入立磨。 C、喷入占物料(干基)1. 5%的粒度< 0. lmm的碳黑粉和占物料(干基)1. 0%粒 度< 0. lmm的硫磺粉，通入煤粉燃料燃烧产生温度IIO(TC的高温烟气在预还原器内进行悬 浮状态还原硫化煅烧，控制预还原器尾气CO含量0. 5 1 % ，产出物料温度IOO(TC 、镍金属 硫化率95 % 、铁硫化率20 % ，以热状态物料直接进入熔炼设施产出镍锍产品，预还原器尾 气直接进入第五级悬浮器。
权利要求
一种红土镍矿的干燥预还原方法，其特征是工艺过程为，采用立磨将红土镍矿破碎至1mm以下，依次进入多级悬浮干燥煅烧装置和预还原器，同时将悬浮干燥煅烧装置产出的烟气引入立磨；煤、焦碳或碳黑固体还原剂或硫化剂粉以喷入方式进入预还原器，对物料进行悬浮状态还原煅烧或硫化，预还原器尾气直接进入最后一级干燥煅烧装置，产出预还原或硫化后的热状态物料。
2. 根据权利要求1所述的红土镍矿的干燥预还原方法，其特征是干燥煅烧装置和预 还原器产出物料温度300°C IOO(TC。
3. 根据权利要求1所述的红土镍矿的干燥预还原方法，其特征是预还原器内加入占物料总重量1 16%的煤、焦碳、碳黑固体还原剂。
4. 根据权利要求1所述红土镍矿的干燥预还原方法，其特征是悬浮干燥煅烧装置的级数为3 7级。
全文摘要
本发明涉及一种低能耗的红土镍矿干燥预还原方法，特别适用于低品位红土镍矿的干燥与预还原，属于冶金技术领域。本发明的工艺过程为，采用立磨将红土镍矿破碎至1mm以下，依次进入多级悬浮干燥煅烧装置和预还原器，同时将悬浮干燥煅烧装置产出的烟气引入立磨；煤、焦碳或碳黑固体还原剂或硫化剂粉以喷入方式进入预还原器，对物料进行悬浮状态还原煅烧或硫化，预还原器尾气直接进入最后一级干燥煅烧装置，产出预还原或硫化后的热状态物料。本发明工艺简单，操作容易，投资较少，热效率高，冶炼成本较低。
文档编号C22B23/02GK101792865SQ200910095198
公开日2010年8月4日 申请日期2009年11月16日 优先权日2009年11月16日
发明者尹久发, 康靖, 杨成林, 温宗汉, 王炜, 王青, 程睿涵, 董保生, 董瀚, 雷毅 申请人:云南锡业集团(控股)有限责任公司;昆明圣奥科技发展有限公司