[发明专利]处理褐铁矿型红土镍矿的方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及冶金领域，具体而言，本发明涉及处理褐铁矿型红土镍矿的方法和系统。

背景技术

镍作为一种重要的战略金属，具有良好的机械强度、延展性和化学稳定性。世界上可开采的镍资源有两类，一类是硫化矿床，另一类是红土镍矿。硫化矿提取工艺成熟，60％的镍产量来源于硫化矿，而世界近期可供开发的硫化矿资源已经不多，加之硫化矿资源勘探周期和建设周期均较长，开发和利用相对比较困难；而红土镍矿资源丰富，采矿成本低，选冶工艺趋于成熟，可生产氧化镍、硫镍、镍铁等多种中间产品，矿源靠海，便于运输，因此开发利用红土镍矿具有重要的现实意义。

红土镍矿石在热带或亚热带地区经过大规模的长期风化淋滤变质而成，是由铁、镁、硅等含水氧化物组成的疏松的黏土状矿石，矿石中的铁主要以赤铁矿的形式存在，矿石呈红色，所以被称为红土镍矿。红土镍矿的可采部分一般分为3层：褐铁矿、过渡层和腐殖层，它们的组成各不相同，组成分布规律为铁含量逐层依次降低，镁含量和镍含量逐层依次升高，褐铁矿层一般为高铁低镁红土镍矿，其铁含量约40～50％，镍含量约0.8～1.5％。

针对褐铁矿型红土镍矿原料，国内学者开发出了还原焙烧磁选工艺，该方法是以煤为还原剂，在一定温度下使红土镍矿中的镍和铁直接还原为金属，然后通过磨矿磁选回收还原后的镍和铁，得到的产品是粉状的镍铁，称为镍铁粉。还原焙烧磁选法处理红土镍矿的工艺具有成本低、节约能源、镍回收率高等特点，为红土镍矿的开发利用开辟了新的途径。

红土镍矿的处理方法主要有两种：火法与湿法。一般采用湿法工艺处理低镁高铁红土镍矿，可以将红土镍矿中Ni、Co提取出来，得到电解镍，其成本比火法低，但湿法处理的工艺比较复杂、流程长，环境污染严重，且生产时原材料损耗大，工艺条件对设备要求高，安全生产不易控制；采用火法工艺一般处理高镁低铁红土镍矿，主要产品是镍铁合金，火法工艺处理红土镍矿生产镍铁合金具有流程短、效率高等优点，目前火法工艺主要处理高品位的红土镍矿。由于资源的限制，褐铁矿型红土镍矿含镍品位低，通过火法冶炼生产的镍铁合金含镍品位低，经济价值不高。

因此，现有的处理褐铁矿型红土镍矿的手段还有待进一步改进。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出处理褐铁矿型红土镍矿的方法和系统。采用该方法可以显著提高褐铁矿型红土镍矿冶炼产品中镍的品位，得到高品质的高镍铁粉产品，并副产三氯化铁，且工艺简单，适用于大规模工业化生产。

在本发明的第一方面，本发明提出了一种处理褐铁矿型红土镍矿的方法。根据本发明的实施例，该方法包括：将褐铁矿型红土镍矿、还原煤和添加剂进行压块成型，以便得到混合球团；将所述混合球团进行还原处理，以便得到金属化球团；将所述金属化球团进行熔分处理，以便得到镍铁水和熔分渣；将所述镍铁水进行雾化制粒处理，以便得到镍铁合金粉；采用氯化剂将所述镍铁合金粉进行选择性氯化焙烧处理，以便得到高镍铁粉和含三氯化铁烟气；以及将所述含三氯化铁烟气进行回收处理，以便得到三氯化铁。

由此，根据本发明实施例的处理褐铁矿型红土镍矿的方法通过将褐铁矿型红土镍矿与还原煤和添加剂压块成型，得到混合球团，并将混合球团进行还原处理，利用混合球团中的还原煤对褐铁矿型红土镍矿中的镍、铁化合物进行还原处理，以便得到金属化球团，进而通过对金属化球团进行熔分处理，将镍、铁与杂质分离，得到镍铁水和熔分渣，再将镍铁水进行雾化制粒处理，以便将镍铁水转化为镍铁合金粉，后续采用氯化剂将镍铁合金粉进行选择性氯化焙烧处理，选择性地将镍铁合金粉中的部分铁氯化为三氯化铁，并使三氯化铁进入烟气，得到高镍铁粉产品和含三氯化铁烟气，进一步地，将含三氯化铁烟气进行回收处理，以便得到三氯化铁。采用该方法可以显著提高褐铁矿型红土镍矿冶炼产品中镍的品位，得到高品质的高镍铁粉产品，并副产三氯化铁，且工艺简单，适用于大规模工业化生产。

另外，根据本发明上述实施例的处理褐铁矿型红土镍矿的方法还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，将所述褐铁矿型红土镍矿、所述还原煤和所述添加剂按照质量比100:(5～25):(3～15)进行压块成型。由此，可以显著提高还原处理得到的金属化球团的金属化率，从而显著提高高镍铁粉产品中镍的品位。

在本发明的一些实施例中，所述添加剂包括选自碱金属氧化物、碱金属盐、碱土金属氧化物和碱土金属盐中的至少之一。由此，可以进一步提高还原处理得到的金属化球团的金属化率，从而进一步提高高镍铁粉产品中镍的品位。