低品位含镍废料处理方法与流程

文档序号:16209281发布日期:2018-12-08 07:31阅读:701来源:国知局

本发明涉及一种固体废物再利用方法,尤其涉及一种低品位含镍废料处理方法。

背景技术

镍经冶炼或处理后会产生炉渣等废料,这些废料还含有一定量的镍,但含镍品位较低,一般镍含量为1-15%。

现在,对于这些低品位含镍废料利用率很低,成本高;但是,弃之可惜,又污染环境。

目前,低品位的含镍废料主要有两种处理方法:其一,采用火法还原熔炼生产镍铁合金,该方法能耗高、投资大,生产成本较高;其二,采用湿法处理生产金属镍,该方法处理低品位含镍废料一般采用硫酸浸出得到硫酸镍溶液,硫酸镍溶液经除铁、除铜、除砷锑、除钴等过程得到合格的硫酸镍溶液,硫酸镍溶液采用电解沉积的方法生产金属镍,该工艺过程流程长、镍回收率低,镍回收率都不到80%,而且生产成本高。

找到一种镍回收率高、成本低的低品位含镍废料处理方法,是本领域技术人员迫切需要解决的技术问题。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种镍回收率高、成本低的低品位含镍废料处理方法。

为了解决上述技术问题,本发明的低品位含镍废料处理方法包括以下步骤:

(1)将含镍废料脱水干燥至含水量10-15%;

(2)将脱水干燥后的含镍废料压制成砖块;

(3)将所得含镍废料砖块采用富氧侧吹炉熔炼,得到镍冰铜和炉渣;

(4)将步骤(3)所得镍冰铜熔铸成阳极板,将阳极板采用隔膜电解法电解,得到金属镍和镍电解废液;

(5)将步骤(3)所得炉渣用于生产岩棉;

(6)将步骤(4)所得镍电解废液氧化中和除铁,除铁后液采用电解沉积法脱铜,得到金属铜;

(7)将步骤(6)脱铜所得脱铜后液用碳酸镍调整ph值至4.8,送入氯气混合反应,得到钴。

将步骤(4)电解后的阳极泥进行深度处理,提取出富含的贵金属。这些贵金属如金、银、铅、铋等。处理方法可以采用现有技术。

所述含镍废料配入重量比5-10%的石灰做粘结剂经压砖机压制成砖块。

所述富氧侧吹炉加料的顺序为先加焦炭,再加镍砖块。

所述富氧侧吹炉的熔炼温度1250-1350℃,富氧浓度为24-28%。

所述熔炼产出的镍冰铜含镍量为10-30%,含铜5-15%。

所述富氧侧吹炉炉渣的主要化学成分为nio0.1-0.5%、feo3-9%、sio242-55%、mgo3-16%、cao5-25%、al2o32-8%。

所述含镍废料镍含量为1-15%。

所述步骤(3)所得炉渣用于生产岩棉,其制备方法包括如下步骤:a.将炉渣配白云石、焦炭入调质炉内进行熔炼;b.将熔炼产出的铁分离,经冷却铸锭;c.将分离铁后的熔体送入多辊离心机内拉丝成岩棉纤维。

优选,将炉渣配重量比20-40%的白云石、8-15%的焦炭入调质炉内进行熔炼,调质炉内熔炼的温度为1250-1280℃。

采用本发明的方法,可以对低品位含镍废料进行高效处理,镍的回收率可以达到95%以上,而且还能综合利用铜、钴等有价金属,炉渣还可以继续利用于生产岩棉,成本低,克服了现有技术的缺陷,充分利用了固体废物,变废为宝,不仅改善了环境,而且节约了大量资源,提高经济效益。

具体实施方式

下面对本发明的方法作详细描述。

低品位含镍废料处理方法包括以下步骤:

(1)将含镍废料脱水干燥至含水量10-15%;

(2)将脱水干燥后的含镍废料压制成砖块;

(3)将所得含镍废料砖块采用富氧侧吹炉熔炼,得到镍冰铜和炉渣;

(4)将步骤(3)所得镍冰铜熔铸成阳极板,将阳极板采用隔膜电解法电解,得到金属镍和镍电解废液;

(5)将步骤(3)所得炉渣用于生产岩棉;

(6)将步骤(4)所得镍电解废液氧化中和除铁,除铁后液采用电解沉积法脱铜,得到金属铜;

(7)将步骤(6)脱铜所得脱铜后液用碳酸镍调整ph值至4.8,送入氯气混合反应,得到钴。

将步骤(4)电解后的阳极泥进行深度处理,提取出富含的贵金属。这些贵金属如金、银、铅、铋等。处理方法是现有技术。

含镍废料镍含量为1-15%。

含镍废料配入重量比5-10%的石灰做粘结剂经压砖机压制成砖块。石灰重量比再优选为6-9%;更优选为7-8%;最好为10%。

富氧侧吹炉加料的顺序优选为先加焦炭,再加镍砖块。

富氧侧吹炉的熔炼温度优选为1250-1350℃,富氧浓度优选为24-28%。

熔炼产出的镍冰铜含镍量为10-30%,含铜5-15%。

富氧侧吹炉炉渣的主要化学成分为nio0.1-0.5%、feo3-9%、sio242-55%、mgo3-16%、cao5-25%、al2o32-8%。

这些炉渣用于生产岩棉。其制备方法包括如下步骤:a.将炉渣配白云石、焦炭入调质炉内进行熔炼;b.将熔炼产出的铁分离,经冷却铸锭;c.将分离铁后的熔体送入多辊离心机内拉丝成岩棉纤维。将炉渣配重量比20-40%的白云石、8-15%的焦炭入调质炉内进行熔炼,调质炉内熔炼的温度为1250-1280℃。

如以电镀污泥为原料,其主要化学成分为ni8.60%、cu8.13%、au3g/t、ag500g/t、fe7.93%、al2o34.31%、s3.48%、cao7.87%、mgo3.42%、sio26.95%。该电镀污泥经干燥后含水10%,配入10%的石灰做粘结剂经压砖机压制成具有一定强度的砖块,砖块经晾干后采用富氧侧吹炉熔炼生产镍冰铜,熔炼过程配入硅砂、硫铁矿以调整侧吹炉的渣型,富氧侧吹炉鼓入的富氧空气浓度为26%。

侧吹炉熔炼温度1350℃,所产出的镍冰铜含镍21.18%,含铜20.04%。镍冰铜浇铸成阳极板后采用隔膜电解生产金属镍,电解精炼的主要工艺参数为ni2+浓度60-65g/l,na+浓度45-60g/l,h3bo4浓度4-6g/l,有机物1g/l,cl-浓度70-100g/l,电解液ph值2-2.5,电解电流密度160-180a/m2,电解液温度60-65℃,同极中心距190mm,阳极寿命6-9d,阴极周期4-5d,阴阳极液面差30-50mm,掏槽周期2-3个月。

镍电解废液采用氧化中和法除铁,在343-353k温度下往用过的阳极液中鼓入空气,把fe2+氧化成fe3+;并加入碳酸镍调整ph到3.5-4.2,使fe3+水解成难溶的fe(oh)3沉淀除去。

除铁后液采用一段电解沉积法脱铜,脱铜电解采用不溶阳极,不溶阳极采用铅银合金阳极板,阴极采用不锈钢板,脱铜过程主要技术参数为:槽电压1.8-2.3v,电流密度120a/m2,电解液温度40-55℃,电解液循环速度20-25l/(min.槽),同极中心距120mm。

除铜后液用碳酸镍调整ph值至4.8后,用离心泵送入氯气混合反应器内,氯气与除铜后液在反应器内充分混合后进入反应管道,随后进入空气搅拌槽内,除钴过程保持溶液的ph值4.5-5.0。

整个工艺流程镍的回收率95%、铜的回收率为94%。

炉渣用于生产岩棉。

如以国内某镍冶炼厂的冶炼炉渣为原料,其中nio0.1%,、feo7.08%、sio254.74%、mgo10.30%、al2o34.48%、cr2o30.22%、cao12.84%。配入20%的白云石,白云石的主要化学成分cao30.0%、mgo21.0%、sio20.8%、fe2o30.1%、al2o31.0%。焦炭的配入量为8%。镍冶炼炉渣由溜槽流入调质炉内、焦炭从炉顶加入调质炉内,同时向炉中通以助燃空气(助燃空气可以是冷风,也可以是温度高达500℃左右的热风)。调质炉的熔炼温度为1260℃。

将熔炼产出的铁分离,经冷却铸锭。

将分离铁后的熔体送入多辊离心机内拉丝成岩棉纤维。分离铁后的熔体主要化学成分为sio2:43.92%、mgo10.00%、al2o3:3.74%、cr2o3:0.176%、cao15.07%。

岩棉纤维经打褶机、固化炉、切片、冷却处理后得到合格的岩棉板。

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