[发明专利]一种含镍铁矿的利用方法

说明书

技术领域

本发明涉及冶金领域，具体涉及低品质含镍铁矿的资源综合利用技术领域， 尤其涉及一种含镍铁矿的利用方法。

背景技术

镍是一种重要的战略金属，主要用于冶金行业，如生产不锈钢、特种钢、 高温合金、精密合金和耐热合金等。此外，在有色和特种合金、电镀等行业以 及国防制造工业等领域也需要消耗大量的镍。数据表明，大约60％的镍金属产量 来源于硫化镍矿，主要原因是硫化镍矿可通过选矿富集大幅度提高镍品位，减 少后期熔炼渣量，冶炼能耗较低，资源利用较好。然而，随着硫化镍矿资源的 逐渐枯竭，氧化型镍矿的开发利用引起了各方的重视。

世界上大多数已知或预期的镍矿储量都是红土型矿床，占全球镍资源的70％ 左右。红土镍矿矿床通常是分不同的层次存在于地表以下0～40m的范围，根据 矿物的成分不同，可以分为褐铁矿层、过渡层和腐泥土层。

褐铁矿层主要矿物包括褐铁矿、针铁矿和铬铁矿，同时还伴生有蒙脱石、 石英和锰氧化物等。矿物成分变化趋势为：下部以针铁矿为主，上部以赤铁矿 为主，由上至下高岭石含量逐渐增加，石英含量逐渐减少；镍主要以晶格取代 铁的形式存在，镍含量较低。

过度型和腐泥型红土矿层均属于硅酸盐型红土矿，前者为低镁型，后者为 高镁型。过渡矿层位于褐铁矿层和腐泥矿层之间称为黏土带或绿脱石带，其特 点是主要矿物以绿脱石为主，并伴生有二氧化硅，同时含有少量针铁矿；镍主 要在绿脱石和硬锰矿中以不同氧化物的形式存在；矿石成分特点是从上至下 SiO2含量不断降低，MgO含量稍微有所增加。而Ni、Fe、MgO和SiO2的总含量 介于褐铁矿层和腐泥矿层之间。

腐泥矿层埋藏较深，正好在基岩之上，主要为叶蛇纹石及蒙脱石，同时也 含有少量的二氧化硅和磁铁矿等；含镍矿物主要为表生的硅镁镍矿，而镍则主 要以晶格取代镁的形式存在，矿石含镍量最高，是红土矿层中利用价值最高的 矿层。

不同矿层的化学成分如表1所示。

表1红土镍矿矿层主要化学成分分析表(质量百分数，％)

不同矿床的红土镍矿含镍量不同，对应提取其中金属镍的方法也不尽相同。 目前，红土镍矿的传统冶炼工艺主要分为火法工艺、湿法工艺和火法-湿法联合 工艺。一般来讲，位于红土镍矿矿床下部的硅镁镍矿，含硅和镁较高，含铁量 较低，这样的矿石适合采用火法冶金工艺来处理，湿法工艺可以处理低镍品位 的红土镍矿，一般为红土镍矿的褐铁矿层和过渡层，该矿层的铁含量较高，硅 镁含量较低。

现行的镍铁生产是采用RKEF火法工艺，即回转窑直接还原-电炉熔分工艺， 原料为镍含量相对较高、铁含量相对较低的硅镁型红土镍矿(腐泥矿型)。红 土镍矿配加还原剂后在回转窑中还原焙烧，镍氧化物和铁氧化物被还原，还原 焙砂热装进入电炉，通过高温冶炼进行渣铁分离，镍进入铁水形成镍铁，镍品 位可达20％-60％；硅、镁等氧化物以及部分未还原的氧化亚铁则进入渣中，后期 可通过磁选将渣中的铁进一步回收利用。

火法处理硅镁型红土镍矿经过几十年的发展已成为成熟工艺，然而，在大 量的红土矿资源中，硅镁型红土镍矿只占其中的一部分，剩余大部分主要是镍 低、铁高的低品位含镍铁矿，如褐铁矿型红土矿，这些矿藏因为镍品位低而难 以利用，长期大量堆存，迫切需要开发出经济有效的利用途径，一方面缓解镍 铁资源的紧张的供求关系，另一方面达到资源的综合利用。

发明内容

针对现有技术存在的不足之处，本发明的目的在于提供一种含镍铁矿的利 用方法，让低品位的含镍矿产资源得到了充分利用，提高了资源利用效率，社 会和经济效益显著，推广应用前景广阔。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种含镍铁矿的利用方法，其方法如下：

A、将含镍铁矿晾晒至镍铁矿含水量14％～16％，然后将晾晒后的含镍铁矿破 碎至粒度≤5mm；破碎后的含镍铁矿与还原剂、粘结剂、添加剂按照质量比80～ 120:7～11:0.5～1.5:9～11混合搅拌，并将混合后的混合物料均匀进行造块处 理成混合球团；

B、对步骤A中的混合球团进行选择性预还原，控制反应温度为1000℃～ 1200℃，反应时间为0.5～2.0h；控制反应气氛为还原性气氛，气氛中O₂浓度≤ 2.0％；混合球团选择性预还原后得到金属化物料；