不同红土镍矿的处理工艺简述.pdfVIP

不同红土镍矿的处理工艺简述 氧化镍矿是含镍橄榄石经长期风化淋滤变质而形成的矿物，由于 矿床风化后铁的氧化，矿石呈红色，因而通称为红土矿（Laterite ）。 根据矿石中铁和镁含量的不同，含镍红土矿可以简单地分为褐铁矿类 型和残积矿类型。一般残积矿类型氧化镍矿含镁较高，而褐铁矿类型 镍红土矿含铁较高而含镁较低。 一、现有红土镍矿处理技术概况 在红土镍矿的处理方面，比较成熟的冶炼方法包括：①回转窑干 燥预还原－电炉熔炼法（RKEF ）、②烧结－鼓风炉硫化熔炼法、③烧 结－高炉还原熔炼法、④回转窑（或隧道窑、或转底炉）半熔融还原 焙烧－磁选法、⑤还原焙烧 （回转窑或沸腾炉）－氨浸法、⑥高压酸 浸法、⑦常压酸浸法以及⑧硫酸堆浸法等。上述处理方法均有各自的 适应性，需要根据矿石镍、钴、铁含量和矿石类型的差异， 以及当地燃料、水、电和化学试剂的供应状况等的不同，选 用适宜的冶炼工艺。从总体上说，红土镍矿的处理主要分为火法 冶金和湿法冶金二大类。 1.1 火法冶金 火法冶金主要处理含镍 1.5 ～3% 、Fe10 ～40% 、MgO5 ～35% 、 Cr O 1 ～2% 的含镍品位较高的变质橄榄岩。冶炼工艺主要包括回转 2 3 窑干燥预还原－电炉熔炼法（RKEF ）和鼓风炉硫化熔炼及烧结－高 炉还原熔炼法，产品主要为镍铁合金和镍锍产品，镍铁合金主要供生 产不锈钢，镍锍则须经转炉进一步吹炼生产高冰镍产品。日本大江山 冶炼厂则采用回转窑高温半熔融还原焙烧（～1350℃）产出粒铁，经 破碎、跳汰富集产出含镍大于20%的镍铁合金供生产不锈钢，并被公 认为是目前最为经济的处理镍红土矿的方法。 回转窑干燥预还原－还原熔炼工艺生产镍铁，镍的回收率可以达 到90%以上，但生产镍铁时由于进入镍铁中的钴不计价，因此对钴含 量较高的氧化镍矿并不适用。由于红土镍矿含水高，加之投资大，从 经济角度考虑，电炉还原熔炼工艺适宜于处理镍含量大于 1.8%、钴 含量小于0.05%的矿石，且要求当地要有充沛的电力供应。 鼓风炉硫化熔炼也是经典工艺，红土镍矿在配入适量的 CaO 和 SiO 后，在约 1100℃下烧结成块，再配入20%左右的黄铁矿和约15 ～ 2 25%的焦炭，在鼓风炉内约1350℃的温度下熔炼，产出含镍8 ～15% 的低冰镍产品。根据矿石中镍含量的高低，镍回收率通常可以达到 90%以上，并可以回收80%以上的钴。因此，对于含钴较高（如0.2% ） 的镁质红土镍矿，选用鼓风炉硫化熔炼是较为适宜的方法。 由于鼓风炉必须使用昂贵的冶金焦，在目前冶金焦价格较高的状 况下，鼓风炉硫化熔炼的经济效果较差。 近年来，随着国家产业政策的调整，大量500m3 以下的炼铁高炉 被淘汰。但由于国内不锈钢用镍紧张，镍价高涨，许多小高炉被用来 处理含铁 40%左右、含镍大于 1%的红土镍矿，生产含镍大于2%的 含镍生铁或不锈钢基料。但由于红土镍矿铁品位低、氧化铝含量较高， 高炉体积利用率低、焦炭消耗量大、烧结污染严重、镍生铁所含铁不 计价等，和鼓风炉硫化熔炼类似，烧结－高炉还原熔炼法的的经济效 果也比较差。 1.2 湿法冶金 世界范围内大规模工业应用的氧化镍矿湿法冶金生产工艺主要 有三种：还原焙烧－氨浸法、加压酸浸法、常压酸浸法和堆浸法。 1.2.1 还原焙烧－氨浸法 对于含镍 1%左右且镍赋存状态不太复杂的红土镍矿，通常采用 还原焙烧－氨浸工艺处理，其主要优点是试剂可循环使用，消耗量小， 能综合回收镍和钴，缺点是浸出率偏低，镍、钴金属回收率分别为 75% ～85%和40% ～60%。采用氨浸法的生产厂有古巴的尼卡罗冶炼 厂、印度苏金达厂、阿尔巴尼亚的爱尔巴桑钢铁联合企业、斯洛伐克 的谢列德冶炼厂、澳大利亚雅布鲁精炼厂及加拿大INCO 的铜崖铁矿 回收厂等。国内，由北京矿冶研究总院设计的青海元石山镍铁矿也采 用了还原焙烧－氨浸工艺，建成了年处理 30 万吨镍铁矿的冶炼厂， 并于2009 年建成投产，处理平均含镍0.7%、铁28%的铁质/硅质/镁 质复杂混合矿，取得了渣含镍0.25% （国外同类冶炼厂的渣含镍 ~0.35% ），镍、铁回收率大于70%和60% ，铁精矿含铁大于58% ，氨 耗 15kg/t-矿、煤耗130kg/t-矿的生产指标。由于矿石费用只有50 元/t ， 因此每生产 1 吨精制硫酸镍的税后成本接近 2.3 万元，使呆滞了