[发明专利]一种处理低品位红土镍矿的方法及其选矿方法

说明书

技术领域

本发明属于有色金属冶金领域，具体涉及一种处理低品位红土镍矿的方法及其选矿方法。

背景技术

红土镍矿是含镍橄榄岩在热带或亚热带地区经长期风化而成的一种矿产资源，主要分布在赤道地区的热带国家。

世界上红土镍矿的处理工艺归纳起来有三类：火法工艺、湿法工艺和火湿法结合工艺，现分别介绍如下：

1.火法工艺

1)回转窑干燥预还原-电炉熔炼镍铁工艺

回转窑干燥预还原-电炉熔炼镍铁工艺是目前国内外处理红土镍矿的主流工艺(简称RKEF工艺)，该工艺生产的镍铁产品主要用于不锈钢生产，在国外已有数十家工厂生产，例如中色投资的缅甸达贡山项目。

该工艺的主体流程为：

(1)将红土镍矿破碎筛分到50～150mm，然后送干燥窑干燥，使矿石既不粘结也不太粉化；

(2)添加还原剂配料，送入煅烧回转窑，在700℃温度下干燥和预还原；

(3)还原后焙砂送入矿热电炉，在1550～1600℃高温下还原熔炼产出含镍约8％的粗镍铁；

(4)再经LF精炼炉吹炼富集产出含镍20～25％的高品位镍铁。

镍铁工艺的主要优点是流程短，工艺成熟，可实现大规模生产；生产的高品位镍铁可用于中高档不锈钢生产；可处理各种类型高品位的红土镍矿。主要缺点是投资大；生产过程中需大量的焦炭和电，能源消耗大，综合能耗高，成本高；对原矿品位要求高，一般要求＞2％的原矿品位。

2)镍锍工艺

该工艺的主体流程为：

(1)先将红土镍矿经过干燥脱去游离水和结晶水；

(2)然后添加硫磺、硫精矿或石膏等硫化剂，再加还原剂、助熔剂等辅助原料，在鼓风炉内1600℃高温下，红土镍矿与硫化剂发生硫化反应，产出含镍约12％左右的低冰镍；

(3)再经过转炉锤炼成高冰镍。

镍硫工艺的主要优点是技术难度小，市场门槛低，目前仍是国内小型工厂处理红土镍的主要方法。主要缺点是现有设备生产商无法生产低冰镍的大型鼓风炉设备，导致镍锍无法大规模生产；该设备及工艺流程产生二氧化硫等有害气体，环境污染严重；需要大量优质焦炭，能耗高。

3)小高炉还原熔炼工艺

小高炉还原熔炼工艺与传统高炉炼铁工艺原理基本一致：将破碎后的红土镍矿配料烧结，烧结矿配矿进小高炉熔炼，产出炉渣和含镍生铁。与高炉炼铁不同点是操作条件和原辅料配比不同，高炉炼铁渣量少，红土镍矿小高炉渣量大。

小高炉还原熔炼工艺的主要优点是市场门槛低，可以利用闲置的现有高炉炼铁的淘汰设备，适宜处理含铁高的褐铁矿型的红土镍矿。主要缺点是高炉体积利用率低，需用优质焦炭作燃料，且焦炭消耗量大，能耗高；产品含镍低，只有3～5％，硫磷等杂质含量高，通常只能用于低品质不锈钢；在冶炼过程中排放大量有害含氟气体。随着国家环保政策的落实，目前国内的小高炉还原熔炼工艺已基本强制停产。

2.湿法工艺

1)还原焙烧氨浸工艺

还原焙烧氨浸工艺又称Caron工艺，该工艺先将矿物加还原剂进行还原焙烧，然后进行氨浸。其中氨浸过程为采用NH₃及CO₂使焙烧矿中的镍和钴镍氨和钴氨络合物进入溶液。该工艺主要处理含MgO大于10％，含镍1％左右的且赋存状态不太复杂的红土镍矿。主要优点是试剂可循环使用，消耗量小，能综合回收镍和钴。主要缺点是镍、钴浸出率低，只适合处理表层的褐铁矿型红土镍矿，对于处理硅镁镍型以及含钴高的红土镍矿均不适用。正是由于这些缺点，该工艺的发展受到很大限制。

2)高压酸浸工艺

高压酸浸工艺又称HPAL工艺，是目前国际上湿法处理的主流工艺，例如中冶投资的巴布亚新几内亚的瑞木项目。该工艺的基本过程为：

(1)红土镍矿经过破碎制浆后进入高压釜经高压(4～5MPa)、高温(230～260℃)硫酸浸出；

(2)浸出后进行固液分离，对浸出液进行中和、除铁；

(3)除铁后通过萃取进行镍钴分离，再根据不同需要进一步冶炼得到不同的镍钴产品。

该工艺的主要优点是操作成本低，能耗小，无废气排放，可实现钴的综合回收。主要缺点是投资高，硫酸消耗大，对设备和材料的要求比较严格；由于镁等杂质对于耗酸影响较大，而工艺经济指标主要受硫酸消耗量的影响，所以对原矿含镁的要求较高，一般适应处理含镁小于5％的红土镍矿。

3)常压酸浸工艺