[发明专利]一种从红土矿中提取镍铁合金的方法

说明书

技术领域

本发明属于有色金属火法冶金领域。涉及一种红土矿(氧化镍矿)提取镍铁合金的方法，特别是涉及用火法冶炼提取镍铁合金的方法。

背景技术

目前，世界镍储量(金属)基础为5630万吨；查明资源超过7000万吨(指矿石含镍＞1％的资源)；其中20％为硫化镍矿，80％为红土型矿床(氧化矿)；但约有60％的产品来于硫化矿。我国镍的保有储量为785.31万吨，但是已消耗的和现有的生产矿山占总储量的67％左右。磐石镍矿已进入中晚期，而储量最大的金川镍矿80％的资源集中在矿区深部，开采难度加大。

由于全球硫化矿资源的日益枯竭，导致镍产量增长缓慢，但由于需求量快速增长，使全球镍供应短缺，从而导致目前镍价格处于1990年以来的最高水平。因此，对氧化镍矿的关注程度日益增加，使氧化镍矿的开发利用被提上议事日程。

在自然界中，氧化镍矿床是含镍橄榄岩在热带或亚热带经大规模长期风化淋滤变质而成的。元江镍矿是国内最大的氧化镍矿。该矿含有大量的镁、铁、硅及少量的镍。该矿体包含了深层的硅酸镍矿(Ni·Mg)₆Si₄-O₁₀(OH)₈(蛇纹石)和表层的褐铁矿(Fe·Ni)O·(OH)·nH₂O两类。根据地质勘探，该矿上层是铁质矿(俗称铁帽)，中层是铁镁质矿，下层是镁质矿(蛇纹石矿)。但是由于矿床的地质变动，矿床上部的铁质矿与下部的镁质硅酸镍矿常常不能保持在原有的矿层，而且几种矿石常在同一矿床中出现，形成混合型红土矿。

红土矿的处理工艺流程主要是湿法流程和火法流程。湿法流程主要有湿法氨浸和加压酸浸。

湿法氨浸的代表工厂有古巴的尼加罗厂、美国矿务局U S B M法流程、澳大利亚昆士兰镍公司雅布鲁厂、巴西托坎提斯镍公司、菲律宾马林杜克矿业公司苏里高镍厂、印度苏金达厂；尼加罗厂所用矿石成分：Ni 1.4％、Co 0.06％、SiO₂ 14％、MgO10.3％、Fe38％、H₂O28~30％；这些工厂都采用还原焙烧-常压氨浸-制液-沉镍-电积镍(或生产氧化镍)的工艺流程直接处理红土矿，该流程的缺点是流程长，能耗高(45400~61700KW/t Ni)，金属镍的回收率低，苏里高镍厂的金属镍回收率为78％。

湿法工艺中采用加压酸浸的有古巴毛阿镍厂，处理铁、钴含量较高，含蛇纹石很少(镁含量低)的矿。其主要流程为：红土矿制浆-加压酸浸-沉(Ni、Co)S-Ni、Co回收。该流程因原料中镁含量低而耗酸低，该法宜处理含镍高(＞1.5％)、含镁低的氧化矿，不然镍的回收率低、酸耗高污染环境。

火法冶金处理氧化镍矿的方法在国外有熔炼镍铁和造锍熔炼。如新喀里多尼亚多尼安博冶炼厂、日本太平洋金属公司八户冶炼厂、日本住友金属矿业公司日向冶炼厂等。新喀里多尼亚多尼安博冶炼厂的矿石成分为：Ni 2.5~2.9％、Fe14~15％、SiO₂35~40％、MgO20~28％、H₂O20~30％，采用回转-电炉工艺。这些厂家处理的矿石特点都是镍品位高、镁高、铁低。

另一方面，氧化镍矿由于成矿条件和风化程度不同，成分差异较大，其物理性质区别也很大，其粒度从数百毫米到粉末状，含表面水也可以从百分之几到百分之几十之间波动，比重差异也大，所以处理方法各异。根据资料报导，不同成分矿石处理方法大致划分见表1：

表1不同成分矿石处理方法