[发明专利]一种利用直接还原磁选处理红土镍矿的方法

说明书

本发明涉及冶金领域，具体涉及一种利用直接还原‑磁选处理红土镍矿的方法。本发明利用直接还原‑磁选处理红土镍矿的方法，能够有效富集低品位的红土镍矿中的镍和铁。该方法与常用的直接还原‑磁选处理方法相比，此方法可在相对较低的温度下还原出镍铁合金，利用磁选的方式将富集的镍铁选出，而最后剩余的残渣还作为新的原料制备水泥或建筑用砖等原材料，达到红土镍矿综合利用的目的。

技术领域

本发明涉及冶金领域，具体涉及一种利用直接还原-磁选处理红土镍矿的方法。

背景技术

镍具有抗腐蚀、抗氧化、耐高温、强度高、延展性好等特点，广泛用于不锈钢、高温合金钢、燃料电池等关键材料和高新技术领域。近年来，随着不锈钢行业的快速发展，镍的需求量快速增加。

世界镍资源主要有硫化镍矿和红土镍矿两种，其中硫化镍矿约占27.8%，氧化镍矿（红土镍矿）约占72.2%。由于不能通过选矿富集、处理工艺复杂等原因，红土镍矿仅产出世界原生镍总产量的42%。随着可经济利用的硫化镍矿资源的日益减少，全球镍资源开发利用重心逐步向资源相对充裕的红土镍矿转移。

目前，红土镍矿湿法冶炼工艺中比较成熟的冶炼方法包括还原焙烧-氨浸法（Caron）和高压酸浸法（HPAL）。Caron法适合处理褐铁矿或褐铁矿与腐殖土的混合矿，但其流程长、能耗高、金属回收率低、且需要化学试剂；HPAL法只适合处理褐铁矿，存在设备结垢和腐蚀的问题，设备维护成本高。火法冶炼工艺中比较成熟的工艺有回转窑-电炉熔炼法（RK-EF）、回转窑直接还原法（大江山法）、烧结-鼓风炉熔炼法以及烧结-高炉还原熔炼法；RK-EF法适合处理硅镁镍矿，但能耗高，对入炉矿石的品位要求高；回转窑直接还原法适合处理硅镁镍矿，被认为是最经济的处理红土镍矿的方法，但存在回转窑结圈的难点；烧结-鼓风炉熔炼法和烧结-高炉还原熔炼法环境污染严重。因此，必须寻求更经济的红土镍矿冶炼工艺。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种新的利用直接还原-磁选处理红土镍矿的方法，利用该方法可在较低温度下通过对镍铁氧化物的直接碳热还原来有效富集低品位的红土镍矿中的镍和铁，得到镍铁产品；并且剩余的尾矿还可以用于生产建材及水泥等附加产品。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案，具体操作如下。

步骤（1）干燥及破碎：将红土镍矿进行干燥处理，然后进行破碎至小于1mm的粉料。

步骤（2）混料：将由步骤（1）得到的红土镍矿粉与还原剂、造渣剂及粘结剂进行混匀配料；所述的还原剂添加量根据不同镍矿成分变化，按碳氧原子比1.3:1-1.5:1进行添加；造渣剂按矿粉重量的15%添加；粘结剂添加量则由不同矿物的粘结特性进行选择性配加，添加量按矿粉重量的3-5%添加。

步骤（3）压块（球）：将步骤（2）得到的混合料经压样机进行机械压块或者制成球型。

步骤（4）碳热直接还原：将步骤（3）中压制成型的矿料送入转底炉（或隧道窑等）进行碳热还原镍铁反应；还原温度为1200℃-1250℃，恒温时间为45min；所述的还原温度可以根据红土镍矿中镁铝等成分含量来进行相应调整，若镁铝含量不大于20%时，还原温度为1200℃，若镁铝含量大于20%时，还原温度为1250℃。

步骤（5）磁选分离：将步骤（4）中还原后的产物进行急速水冷，之后将反应后产物进行破碎至不大于0.074mm的颗粒后、经过磁选机进行磁选，以分离还原出来的镍铁合金。

步骤（6）废渣利用：将步骤（5）磁选后剩余的废渣经过简单的本领域常规处理方式再处理后，可以用来生产工业水泥或其他建筑用材。

所述的还原剂为煤粉、活性炭或木炭等含有较高固定碳的物质，优选煤粉；所述的造渣剂为生石灰或萤石等钙基造渣剂，优选生石灰；所述的粘结剂为钙基膨润土或钙基膨润土与碳酸钠的混合物，钙基膨润土与碳酸钠的重量比为5：1。

本发明的还原机理。