[发明专利]一种富集铁橄榄石型炉渣中镍钴金属的方法

说明书

本发明属于矿物工程技术领域，公开了一种富集铁橄榄石型炉渣中镍钴金属的方法。包括如下步骤：（1）将研磨后的铁橄榄石型炉渣在800~1000℃下于氧化性气氛中进行氧化焙烧，得到氧化焙烧物料；（2）将步骤（1）的氧化焙烧物料在1000~1100℃下于还原性气氛中进行还原焙烧，得到还原焙烧熟料；（3）将步骤（2）的还原焙烧熟料加入氢氧化钠溶液或硅酸钠溶液中进行碱浸脱硅反应，反应完成后固液分离得硅酸钠溶液和脱硅渣；（4）将步骤（3）的脱硅渣进行磁选分离，得到铁精矿和富镍钴尾矿。本发明方法在保障铁橄榄石型炉渣完全分解的同时，有效降低其还原分解温度，避免还原过程中镍钴在金属铁相中的富集。

技术领域

本发明属于矿物工程技术领域，更具体的，涉及一种富集铁橄榄石型炉渣中镍钴金属的方法。

背景技术

铁橄榄石型炉渣（包括铜渣、镍渣等）是有色金属冶炼过程中产生的一种固体废弃物。铁橄榄石型炉渣的主要物相为铁橄榄石（Fe₂SiO₄），主要化学组成是Fe和SiO₂，含量分别在35~50%和30~40%。部分炉渣中镍和钴含量也高达0.2~0.5%，已达到镍矿和钴矿开采的边界品位。由于炉渣为高温下的冶炼产物，镍和钴在其中的赋存状态有别于其在天然矿物资源中的富集。因此，采用传统的浮选方法难以实现炉渣中镍和钴的选择性富集。

目前从炉渣中回收镍钴的方法大多采用湿法浸出工艺和高温火法还原工艺。湿法浸出工艺在浸出镍钴的同时会造成部分铁等其它金属溶解进入溶液，从而造成溶液净化困难，此外还存在浸出液难循环、设备腐蚀等问题。

高温火法还原工艺中，铁橄榄石型炉渣的直接还原分解温度在1200℃以上，此时炉渣中的镍钴会因还原过高而进入金属铁相。公开号为CN110551902B的专利文献中将铁橄榄石直接还原分解，此时镍钴不可避免进入金属铁相，后续虽然通过碱浸实现还原产物中铁硅的有效分离，但是金属铁中的镍钴则难以被进一步分离。公开号为CN107227401A的专利文献公布了铜渣和红土镍矿共还原制备含铜、镍铁粉的方法，采用高温还原工艺，将含铁和含镍矿物还原为金属，并形成镍铁合金。后续经磨矿、磁选而实现镍的回收。但是镍是富集在金属铁中，后续分离困难，只能作为炼钢原料。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种富集铁橄榄石型炉渣中镍钴金属的方法，该方法在保障铁橄榄石型炉渣完全分解的同时，可有效降低其还原分解温度，避免还原过程中镍钴在金属铁相中的富集。

为实现本发明目的，具体技术方案如下：

一种富集铁橄榄石型炉渣中镍钴金属的方法，包括如下步骤：

（1）将研磨后的铁橄榄石型炉渣在800~1000℃下于氧化性气氛中进行氧化焙烧，得到氧化焙烧物料；

（2）将步骤（1）的氧化焙烧物料在1000~1100℃下于还原性气氛中进行还原焙烧，得到还原焙烧熟料；

（3）将步骤（2）的还原焙烧熟料加入氢氧化钠溶液或硅酸钠溶液中进行碱浸脱硅反应，反应完成后固液分离得硅酸钠溶液和脱硅渣；

（4）将步骤（3）的脱硅渣进行磁选分离，得到铁精矿和富镍钴尾矿。

本发明首先在氧化气氛焙烧过程中，将铁橄榄石型炉渣中的主要含铁物相铁橄榄石分解为赤铁矿和二氧化硅。氧化焙烧熟料经进一步还原焙烧，赤铁矿会被直接还原为金属铁，而二氧化硅则转变为石英固溶体和方石英固溶体。可有效避免还原过程中镍钴被深度还原而富集在金属铁中。随后采用低温碱浸工艺可实现还原焙烧产物中二氧化硅的选择性溶解，镍钴铁等金属因不与碱反应而富集在浸出渣中，同时，碱浸溶硅过程可实现金属铁颗粒的单体解离。最后，浸出渣中的铁经弱磁选被有效分离，此时镍钴因不在铁颗粒中而被有效富集在尾矿中。

优选地，步骤（1）中，研磨后的铁橄榄石型炉渣的粒度控制在200目以下。

优选地，步骤（1）中，氧化焙烧时间为20~120min。