[发明专利]利用红土镍矿制备羰基镍粉的方法和系统

说明书

技术领域

本发明属于冶金技术领域，具体而言，本发明涉及一种利用红土镍矿制备羰基镍粉的方法和系统。

背景技术

随着硫化镍矿的枯竭，红土镍矿的开发日益受到重视。当前工业生产中，火法冶炼红土镍矿最常用的方法是RKEF法，得到的产品为镍铁合金，镍铁合金作为炼钢原料使用。该冶炼方法能耗大，在当前的市场镍价条件下，镍铁厂处于亏损停产状态。而湿法冶炼红土镍矿则涉及废液排放等环境污染问题。因此，有必要对红土镍矿处理工艺进行创新性研究，开发一种高效利用红土镍矿的新工艺。

羰基法精炼镍工艺是最先进的镍提纯工艺，是C.Langer和L.Mond于1889年发明的，原理是镍在一定的温度、压力条件下直接与CO在形成的配位化合物四羰基镍Ni(CO)₄，该羰基金属化合物在常压下不稳定，加热时迅速分解成Ni和CO。它具有工艺简单、能耗低、镍提取率高等优点。目前，羰基镍合成的主要原料为含镍量超过50％的铜镍合金、高纯氧化镍，原料生产成本高，不易采购。

专利CN201310078977公开了一种生产羰基镍粉的方法，该方法以镍含量大于39％的氢氧化镍为原料，经焙烧后生产镍的氧化物，氧化物在氢气还原炉内还原成单质镍，单质镍与CO发生羰化合成反应，再输送至羰基分解器生成羰基镍产品。然而该方法使用的原料氢氧化镍是工业加工产品，并不直接赋存于自然界中，并且该方法工艺流程长，生产成本高，同时该方法对原料的铁含量有严格限制，铁含量必须小于0.3％，否则影响镍粉的纯度。

因此，现有的制备镍粉的技术有待进一步改进。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种利用红土镍矿制备羰基镍粉的方法和系统，该方法可以有效利用价格低廉的红土镍矿制备得到高纯度的羰基镍粉，从而可以显著降低生产成本。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种利用红土镍矿制备羰基镍粉的方法，根据本发明实施例的，该方法包括：

(1)将红土镍矿、还原煤和添加剂进行混合造球，以便得到混合球团；

(2)将所述混合球团进行还原冶炼处理，以便得到金属化球团；

(3)将所述金属化球团进行水淬-磨矿-磁选处理，以便分别得到镍铁粉和尾矿；

(4)将所述镍铁粉与一氧化碳和含硫气态化合物进行接触，以便得到含有羰基镍、羰基铁、一氧化碳和含硫气态化合物的第一气态混合物以及铁粉；

(5)将所述含有羰基镍、羰基铁、一氧化碳和含硫气态化合物的第一气态混合物进行提纯处理，以便分别得到气态羰基镍以及含有含硫气态化合物和一氧化碳的第二气态混合物；以及

(6)将所述气态羰基镍进行分解处理，以便分别得到羰基镍粉和一氧化碳。

由此，根据本发明实施例的利用红土镍矿制备羰基镍粉的方法可以有效利用价格低廉的红土镍矿制备得到高纯度的羰基镍粉，从而可以显著降低生产成本。

另外，根据本发明上述实施例的利用红土镍矿制备羰基镍粉的方法还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，所述利用红土镍矿制备羰基镍粉的方法进一步包括：(7)将所述一氧化碳返回至步骤(4)与所述镍铁粉接触。由此，可以显著提高一氧化碳的循环利用率。

在本发明的一些实施例中，在步骤(1)中，所述还原煤为高硫煤。由此，可以显著降低还原剂成本。

在本发明的一些实施例中，在步骤(1)中，所述添加剂为选自钾盐、钠盐、钙盐和碱金属氧化物中的至少一种。

在本发明的另一个方面，本发明提出了一种利用红土镍矿制备羰基镍粉的系统，根据本发明的实施例，该系统包括：

混合造球装置，所述混合造球装置具有红土镍矿入口、还原煤入口、添加剂入口和混合球团出口，且适于将红土镍矿、还原煤和添加剂进行混合造球，以便得到混合球团；

还原冶炼装置，所述还原冶炼装置具有混合球团入口和金属化球团出口，所述混合球团入口和所述混合球团出口相连，且适于将所述混合球团进行还原冶炼处理，以便得到金属化球团；

水淬-磨矿-磁选装置，所述水淬-磨矿-磁选装置具有金属化球团入口、镍铁粉出口和尾矿出口，所述金属化球团入口与所述金属化球团出口相连，且适于将所述金属化球团进行水淬-磨矿-磁选处理，以便分别得到镍铁粉和尾矿；