[发明专利]一种从红土镍矿中提取金属镍的方法

说明书

本发明公开了一种从红土镍矿中提取金属镍的方法：将红土镍矿经还原熔炼处理，获得镍铁合金；使用锌和/或镁金属熔体作为萃取介质，将萃取介质熔化并与镍铁合金混合，对镍铁合金进行萃取处理，得到低熔点共熔体与萃余渣；所述镍铁合金与萃取介质质量比为(2：1)‑(1：4)，萃取处理温度为900℃‑1100℃，萃取处理的时间为2‑5h；将所述低熔点共熔体进行真空蒸馏处理，得到冷凝的萃取介质与蒸馏产物金属镍。本发明的从红土镍矿中提取金属镍的方法，首次使用锌、镁一元或二元金属熔体作为萃取介质，在高温下与镍铁合金中的镍形成低熔点共熔体，再利用不同金属饱和蒸气压的差异，对共熔体进行真空蒸馏分离萃取介质与金属镍。

技术领域

本发明属于冶金领域，尤其涉及一种从红土镍矿中提取金属镍的方法。

背景技术

近年来，我国不锈钢及新能源产业快速增长，对镍的需求量大幅增加。长期以来，全球镍资源供应60％来源于硫化镍矿，但随着镍需求量持续增长及硫化镍资源的逐渐枯竭，占镍资源储量70％的红土镍矿已成为重要的镍开发资源。

褐铁矿型红土镍矿具有铁高、镍低、硅镁低、钴含量高的特点，一般采用湿法工艺处理。湿法工艺主要通过高压酸浸获得镍浸出液，再采用硫化沉淀、溶剂萃取等技术分离镍，生产电镍、氧化镍或镍锍，湿法工艺存在流程复杂、处理成本高的缺点，且工艺过程产生的废水难以处理。硅镁镍矿型红土镍矿则硅镁含量高，铁、钴含量低，镍含量较高，通常采用火法工艺进行处理。火法工艺主要通过回转窑还原-电炉熔炼生产镍铁合金，用于不锈钢、合金钢等产品的制造，火法工艺最终产品为镍铁中间产品且存在能耗较高的问题。并且，传统火法冶炼工艺主要以碳为还原剂，无法避免地产生大量碳排放，当前严格的环保管控形势进一步限制了火法工艺的发展。如中国专利CN201710527995.0公开了一种红土镍矿处理方法，该方法在多级流态化反应器中使红土镍矿与一氧化碳接触并进行反应，得到含一氧化碳、二氧化碳以及羰基镍的第一混合气体和残渣；将第一混合气体进行冷却分离得到液态羰基镍和第二混合气体；将液态羰基镍进行分解处理获得一氧化碳和金属镍。该方法以一氧化碳为还原剂，无法避免地产生大量碳气体的排放。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种工艺流程短，能耗低，不产生碳排放，处理过程更清洁环保的从红土镍矿中提取金属镍的方法。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种从红土镍矿中提取金属镍的方法，包括以下步骤：

(1)将红土镍矿经还原熔炼处理，获得镍铁合金；

(2)使用锌和/或镁金属熔体作为萃取介质，将萃取介质熔化并与镍铁合金混合，对镍铁合金进行萃取处理，得到低熔点共熔体与萃余渣；所述镍铁合金与萃取介质质量比为(2：1)-(1：4)，萃取处理温度为900℃-1100℃，萃取处理的时间为2-5h；

(3)将所述低熔点共熔体进行真空蒸馏处理，得到冷凝萃取介质熔体与蒸馏产物金属镍。

上述的方法，优选的，步骤(3)中，所述真空蒸馏处理时真空度为100-240Pa，蒸馏处理温度为1000-1300℃，蒸馏处理时间为0.5-2h。

上述的方法，优选的，步骤(1)中，镍铁合金的具体获得过程包括：

(a)将红土镍矿和水、助熔剂进行混合，得到原料混合物；

(b)将原料混合物制粒、干燥，得到干燥的、粒径小于1cm的球团；

(c)将干燥后的球团加入电弧炉中，通入氢气进行还原熔炼处理，得到镍铁熔体；

(d)将镍铁熔体由流槽排至粒化室内，并向由流槽流下的镍铁熔体喷射高压氮气，使其在下降过程中分散成细小的液滴并冷却凝结，形成镍铁合金颗粒并沉降于粒化室底部，得到粒化镍铁合金。