[发明专利]一种利用镍钼复杂矿冶炼高纯净镍钼合金的方法

说明书

技术领域

本发明涉及高纯净镍钼合金，特别涉及一种利用镍钼复杂矿冶炼高纯净镍钼合金的方法。

背景技术

镍、钼是重要的战略金属，由于其独特的物理和化学性能，成为先进结构材料和功能材料的基体、主要成分或添加物，如镍基高温合金、镍钼合金钢等，被广泛应用于国民经济和国防军工等领域，目前市场市场非常需要高纯净的镍钼合金，特别是近年来在航空航天、核电以及军工领域，对高纯净镍钼基合金的需求越来越大，高纯净镍及钼的价格昂贵。

镍钼矿为我国特有的一种多金属复杂矿物资源，主要分布在贵州遵义、湘西北、湖北都昌、浙江富阳等地，我国镍钼矿的共同特点是镍钼矿中镍与钼的赋存状态复杂、品位不高、矿种多样、杂质含量高等，使得选矿难度大、矿物的分解、杂质的分离难度大，已有的选矿试验证明，用选矿的方法从此类矿石中选出合格钼精矿和镍精矿的努力均不成功，非常难选，即该矿种不具备选矿的特殊性质，成分和组成也比较独特，我国将这类矿物定位为“低品位镍钼难分离复杂矿”。

对于本项目提出的低品位镍钼难分离复杂矿，目前已有两种探索方案：一是镍钼矿火法-湿法结合的冶炼工艺；二是：镍钼矿全湿法冶炼工艺，火法-湿法相结合的工艺的主要特征是套用了处理辉钼矿冶炼工艺，采用火法的焙烧脱硫再采用湿法浸出工艺，试剂消耗量大，产生的工业废液多且处理难度大，排放后对环境的污染严重，更关键的是采用此火法-湿法相结合的工艺时，镍钼矿中的镍难以有效回收，钼的浸出率也很难达到90%以上；也有提出采用湿法提取钼再火法提取镍的工艺，该路线的困难是由于钼矿成分复杂，特别是在硫化镍存在的时，钼的浸出率低，残存的钼又给火法提镍带来干扰，镍钼矿全湿法冶炼工艺的主要困难是浸出提镍或提钼的过程，碱性脉石会和钼生成难溶的钼酸盐,影响钼的浸出率;而碱浸渣用酸浸提镍时,渣中的碳酸钙(Ca₂CO₃ )等杂质将消耗大量的酸并直接影响到金属的回收率，另外，对低品位镍钼难分离复杂矿，涉及到湿法冶金工艺的最大弊端是试剂消耗量大，产生的工业废液多且处理难度大，排放后对环境的污染严重，因此，从现有技术调研发现，目前没有针对低品位镍钼难分离复杂矿高效利用的工业化的方法，毫无疑问,随着富矿的进一步开采，以及全球对镍、钼的强烈需求，镍钼矿必将成为有价值的资源加以利用,从低品位镍钼矿中回收镍钼已经成为当前迫切需要解决的问题。

现有技术中，中国发明专利（申请号200310106190.7,发明名称：镍钼合金及其制备方法）提出了一种利用镍钼矿通过焙烧—还原，再经中频率熔炼合成的方法制备镍钼合金，该发明采用的还原剂为硅铁粉、铝粉，还原剂的成本偏高，合金中硅含量很难控制到低于3%的水平，特别是通过焙烧和硅铁粉、铝粉还原以后，合金中的磷、硫很难同时降低到纯净合金要求的水平。

当前，在纯净合金钢和高温合金等生产领域，需要高纯净的镍、钼元素进行合金化，而纯镍和纯钼的价格太昂贵，现有技术生产的镍钼合金中硅、磷、硫等杂质元素的含量偏高，同时我们国家的镍钼复杂难分离矿物无法得到无污染且高回收率的综合利用，因此，为解决目前镍钼合金生产存在的上述问题，本发明提出一种利用镍钼难分离复杂矿通过纯火法无污染冶炼高纯净镍钼合金的方法。

发明内容

本发明的目的是：发明一种高纯净镍钼合金及其利用镍钼复杂矿冶炼该合金的方法，解决目前镍、钼合金生产和应用领域存在的一系列问题，用镍钼合金代替目前纯净合金钢和高温合金领域采用的昂贵的纯镍和纯钼，并同时实现我国特有的镍钼难分离复杂矿的无污染纯火法冶炼生产高纯净镍钼合金，代替目前污染严重且工艺繁杂效率低的冶金提取方法。

本发明的技术设想原理是：利用我国镍钼复合矿均为硫化型矿物，即镍、钼以硫化镍和硫化钼的形式存在，通过焙烧脱硫，转化为氧化型矿物，氧化镍和氧化钼均可以利用碳做还原剂通过高碱度渣还原熔炼制得镍钼粗合金，还原熔炼时通过控制温度和渣碱度，控制矿物中SiO₂和P₂O₅的还原，同时高碱度渣具有强的脱硫作用；镍钼粗合金通过高碱度渣弱氧化熔炼脱除粗合金中的碳、硅、磷和硫，采用高碱度渣有利于硅、磷和硫的脱除，采用弱氧化方法可以控制粗合金中镍和钼的氧化；在氧化熔炼的基础上，为将合金中的磷、硫、氧等有害元素降低到高纯净化的要求，采用Ba-Ca合金还原精炼，以进一步降低合金中的磷、硫、氧等有害元素含量。

基于上述原理，实现本发明的技术方案是：