[发明专利]一种氧化气氛窑炉中处理镍弃渣生产铁镍铜合金粉的方法

说明书

技术背景

本发明属于选矿领域，涉及一种在氧化气氛窑炉中处理镍弃渣生产铁镍铜合金微粉的方法。

我国目前年产镍弃渣约200万吨，全国镍弃渣中每年约有4600吨金属镍、3200吨金属铜被浪费。镍弃渣中除残余金属镍、铜具有较高的价值外，还经常含有30%～50%的铁，镍弃渣中的铁主要以硅酸铁玻璃及硅酸铁矿物的形式存在，因此采用传统的选矿方法不能将其中的铁富集到有市场价值的铁精矿粉的品位。目前我国的镍弃渣一般卖给水泥厂作为烧制水泥熟料的配料，配入百分比一般在3%～5%。西部地区由于水泥企业较少，无法消耗大量产出的镍弃渣，基本处于堆存状态。全国镍弃渣堆存达4000万吨，若将其折合成金属，则已累积弃置堆存了约1600万吨的铁金属、6.4万吨的铜金属和9.2万吨的镍金属。我国目前铁矿石开采的实际边界品位在10%～30%,镍弃渣中的铁含量远远高于我国铁矿石开采的实际边界品位。但由于镍弃渣中的铁主要是以硅酸铁的形式存在，而导致传统的选矿工艺无法将其中的铁进行有效的富集。因此无论是出售给水泥厂作为烧制水泥熟料的配料或是堆弃处置，都造成这种渣中镍资源、铜资源和铁资源的巨大浪费。

本发明的目的就是将其中的残余镍、铜和大量铁资源以铁镍铜合金微粉的形式提取出来，使提取出来的产品具有较高的价值，同时创造经济效益、环境效益和社会效益。

与本发明最紧密相关的现有技术是各种难选铁矿石的还原焙烧磁选。

公开号为CN101824502A的专利描述了一种低品位铁矿石原矿的还原焙烧磁选工艺，入选矿品位可低至36%，合理控制各阶段的产率，使铁精矿品位达到TFe为55.45%以上，适用于特定低品位及杂质的铁矿石原矿，选出适合于冶炼的较高品位的精铁矿，设备能源消耗少，产率较高，节约铁矿石的开采和冶炼成本。但是，本发明的磁选过程较为复杂，分为三个阶段：弱磁选粗选，弱磁选精选，弱磁选扫选，最后得到所需要的铁精矿，尽管如此，本发明得到的铁精矿的品位也仅只有TFe55.45%以上，并不能得到高品位和高回收率的铁精矿。同时该技术采用还原气氛窑炉，不利于燃料的充分燃烧及热能的充分利用，所排放的还原性废气也容易对大气造成污染。

公开号为CN102268503A的专利描述了一种用大粒度褐铁和赤铁矿石生产直接还原铁的工艺方法，在焙烧竖炉中采用直接还原焙烧方法生产还原铁的工艺方法。其特征在于：原矿粗碎至粒度范围为100～50mm，与特制的还原剂和助熔剂按比例充分混合，在焙烧竖炉中进行直接还原焙烧，并采用磨矿磁选法得到铁品位90%，铁的回收率大于80%的直接还原铁产品。该技术和公开号为CN101824502A的专利同样采用的是还原气氛窑炉，不利于燃料的充分燃烧及热能的充分利用，所排放的还原性废气也容易对大气造成污染。而且被还原的含铁物相主要是褐铁矿和赤铁矿，没有涉及控制硅酸铁还原的技术。

公开号为CN1537958A的专利描述了一种还原焙烧高铁钛铁矿的方法，将矿石破碎洗净并配入还原剂混匀后装入密封容器，密封容器置入常规烧制红砖的轮转窑中与砖坯一起加热，保温，冷却，出窑。使用本方法还原焙烧高铁钛铁矿，可利用烧砖的轮转窑室与砖坯一起烧制，不需改变原有的烧砖工艺和制度，在完成烧砖的同时完成矿石的还原焙烧处理，使原矿中Fe₂O₃含量在12%以下，还原焙烧成本同时大幅度降低。该项技术虽然采用了装罐密封技术，但被还原的含铁物相是高钛磁铁矿，而不是硅酸铁，即便如此其中的Fe₂O₃仍有12%以下未被还原。此外，该技术采用烧制红砖的轮转窑，属于被国家产业政策淘汰的高能耗窑炉，因此该技术目前无法实施。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种在氧化气氛窑炉上进行深度还原～磁选联合处理镍弃渣生产铁镍铜合金微粉的方法，以实现综合回收该铁镍铜合金中铁、镍和铜等有价元素，解决在镍弃渣中综合回收利用有价组分，避免燃料利用不充分和还原性气体污染大气，控制硅酸铁深度还原，避免物料与窑具容器壁反应粘连等问题的目标。

本发明所提出的一种氧化气氛窑炉处理镍弃渣生产铁镍铜合金微粉的方法，由深度还原工艺、湿磨，湿法磁选工艺两部分组成。其特征在于：将镍弃渣、还原剂和碱性添加剂按设定的比例配料并混合均匀后，装入窑具容器并密封后在氧化气氛窑炉中进行深度还原，在窑具容器壁和物料之间填充适量的还原剂作为隔离剂，以避免被焙烧的物料物与还原窑具容器壁发生粘连，同时在窑具容器装满物料的料层顶部铺撒适量的还原剂后将窑具容器密封，可控制还原过程中的窑具容器内的深度还原气氛，保证镍弃渣中的硅酸铁及其他含铁物相被充分还原。