[发明专利]一种处理红土镍矿还原焙烧镍铁废渣的清洁生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及有色金属冶金技术领域，具体地，本发明涉及一种处理红土镍矿还原焙烧镍铁废渣的清洁生产方法。

背景技术

由于炼钢技术的进步，原来采用纯镍类原料冶炼合金钢和不锈钢的钢厂，从经济角度考虑已改用非纯镍类，因此，火法冶炼发展很快。目前，世界范围内约50%的镍产量来自于红土矿，其中70%的镍是采用火法工艺流程回收，产品为镍铁或镍锍。

世界上用得最多的红土镍矿火法处理工艺是电炉还原熔炼生产镍铁，用于生产不锈钢。氧化镍易被C、CO、Si还原，在较高温度下控制一定的还原条件，就可以使氧化镍完全还原成金属，铁部分还原，与镍熔合成镍铁合金，而未被还原的硅、镁氧化物与另一部分氧化铁一起造渣。专利申请号为CN200710066019.6的技术方案以红土矿为原料经过预处理，加入熔剂、还原剂后，在高温下进行还原熔炼，最终得到镍铁合金。但是，此工艺对硅镁比例有要求，不适合处理镍品位低的褐铁型镍矿。专利申请号为CN200810058737.3的技术方案涉及一种回转窑红土镍矿富集镍铁精矿的方法，将红土镍矿破碎与碳质还原剂和复合添加剂搅拌混合，用压球机或制球机制成球团，进入回转窑干燥、预热、还原焙烧，所得焙烧料经水淬、球磨后，进行磁选分离，得到高品位的镍铁精矿。

近些年，我国出现了许多以红土镍矿为原料，在高炉内生产低镍生铁的企业，这些企业由于自身发展的需要，在开发高炉冶炼红土镍矿技术方面敢于尝试和付出，为镍冶金事业做出巨大贡献。专利申请号为CN200510102984.5的技术方案涉及氧化镍矿经高炉冶炼镍铁的工艺。其核心技术是在原料中添加部分萤石作为正常炉料使用，突破了高炉冶炼长期不敢将萤石作为常规炉料冶炼的束缚，解决了用小高炉冶炼红土镍矿生产镍铁合金的技术难题。专利申请号为CN200710151915.2的技术方案涉及一种红土镍矿在隧道窑－高炉中生产镍铁的方法，其工艺方法是将红土矿粉碎，按比例加入催化剂，混合均匀，在挤压机中压制成型后装入还原罐，加入还原剂在1000～1300℃下进行还原焙烧，焙烧熟料经粉碎、磁选后，磁选物压制成球，采用高炉冶炼，便得到高品位镍铁。但是，由于红土镍矿成分的复杂性，导致高炉冶炼过程存在较多的技术难点。

综上所述，虽然关于红土矿的火法冶金工艺研究和工艺应用有很多，但关于还原熔炼镍铁后排放的大量废渣综合利用的报道较少。目前，少量的镍铁废渣用于生产混凝土，高铝水泥等建筑材料，但其化学和矿物成分波动较大，这给生产控制带来一定困难；此外，由于渣中含有较高含量的游离氧化钙，具有一定膨胀性，在制备建筑材料时，将导致建材的刚性、稳定性差。而大量的镍铁废渣主要采取堆砌处理或深海填埋。废渣中除了含有硅、镁、钙等杂质外，还含有镍、铬等有价元素，其大量堆弃一方面导致红土矿的工业利用价值较低，另一方面导致冶炼后有毒重废渣的排放，不符合清洁生产的要求。所以，开发一种既提高红土镍矿资源利用率又实现清洁生产的红土镍矿还原熔炼镍铁废渣处理工艺有着十分重要的现实意义。

发明内容

本发明针对现有红土镍矿火法冶炼工艺过程废渣排放量大、污染重、难处理等问题，实现红土镍矿还原熔炼镍铁废渣中有价金属镍和铬的回收利用，降低废渣中有毒废物的排放量，提高红土镍矿火法冶炼的工业利用价值。本发明提供一种具有工业操作性且环境友好的红土镍矿还原熔炼镍铁废渣清洁处理方法，为红土镍矿资源的综合利用提供了一条有效的途径。

本发明的磁选分离－碱熔焙烧－常压酸浸处理红土镍矿还原熔炼镍铁废渣的工艺方法是以镍铁渣为原料，首先利用磁选分离得到富含Ni的磁选精矿以及富含Cr的磁选尾矿。精矿采用常压酸浸工艺提Ni。富Cr尾矿与碱混合压块后在高温下进行焙烧反应，焙烧料水洗后使反应生成的水溶性铬酸盐浸出，再通过碳化还原、煅烧等单元操作制取氧化铬副产品；除Cr后的尾渣可以用作制水泥、制砖等的建材原料。

本发明的处理红土镍矿还原焙烧镍铁废渣的清洁生产方法，包括以下步骤：

1）将红土镍矿还原焙烧镍铁废渣破碎、研磨后，进行磁选分离，得到富含Ni的磁选精矿和富含Cr的磁选尾矿；

2）将步骤1）得到的富含Cr的磁选尾矿进行湿式球磨，然后过滤、干燥，将固体碱与富含Cr的磁选尾矿进行干混后压块；

3）将步骤2）得到的压块混合料在300℃～1000℃进行高温焙烧反应，反应后，对焙烧熟料进行研磨制样。

4）将步骤3）得到的研磨熟料用清水洗涤、过滤，得到碱性滤液和不溶性的固体滤饼，其中水洗温度控制在30～95℃；