[发明专利]一种红土镍矿熔渣的综合回收利用方法

说明书

技术领域

本发明涉及镍铁合金生产过程中的副产物处理，具体涉及一种红土镍矿熔渣的综合回收利用方法。

背景技术

金属镍具有良好的机械强度、延展性、化学稳定性、耐苛性碱腐蚀性、磁化等特性，主要作为合金元素广泛应用于不锈钢、合金、金属材料、电镀、永磁材料等领域，其中镍在不锈钢领域的应用量占65％。镍在自然界中主要以硫化镍矿和氧化镍矿(红土镍矿)赋存，镍资源的30％为硫化矿、70％为红土镍矿。目前世界上约60％的镍产量来源于硫化镍矿，但红土镍矿有着比硫化镍矿更大的储量，随着易于经济利用的硫化镍矿日益短缺以及镍需求的增加，全球镍资源开发利用重心转移至红土镍矿资源，红土镍矿的开发呈旺盛发展趋势。

目前主要有以下几种方法冶炼镍铁：一、高炉冶炼镍铁：特点是产能大，缺点是投资巨大，生产成本高(焦比很高，约为还原法的一至两倍)，且对高炉损伤严重。二、电炉冶炼镍铁(也称熔融法冶炼)：缺点是能耗高，更关键的是上述两种冶炼方法生产出的镍铁含碳量高，给不锈钢的冶炼造成很大的困难，且大大增加了生产成本。三、用隧道窑直接还原镍铁：特点是投资相对较小、工艺简单；缺点是产能低、占地面积大、自动化程度不高。四、用转底炉直接还原镍铁：缺点是投资大、产能低、工艺复杂。

采用竖炉-熔分炉工艺处理红土镍矿生产镍铁合金是一种先进的工艺，该工艺投资小、产能高、工艺稳定、操作简单、机械化程度高、运行费用低、生产出的镍铁含碳量低、镍的回收率高、镍铁品位可控，可以满足各种深加工产品的要求。但是经过竖炉-熔分炉工艺处理红土镍矿后的熔渣产量大，熔渣还含有1300℃以上的高温热能，采取直接水淬后地表堆放储存，不仅对土壤、地表和地下水造成污染，而且炉渣中的有价元素和大量的热能白白浪费，没有得到充分利用。鉴于目前红土镍矿熔渣难以处理和回用的实际，开发熔渣综合利用技术对于红土镍矿资源的产业化开发具有重要的现实意义。

发明内容

本发明的目的是解决现有问题，提供一种红土镍矿熔渣的综合回收利用方法，从而实现红土镍矿资源的全面开发和充分利用。

本发明所述红土镍矿熔渣为红土镍矿经竖炉-熔分炉工艺处理后所得的熔渣。

本发明提供了一种红土镍矿熔渣的综合回收利用方法，所述方法包括以下步骤：

(1)将红土镍矿熔渣和粉煤分别研磨，加水混合，压制成型为生球；

(2)将所述生球烘干，还原焙烧，研磨，磁选分离，得到铁粉和尾渣；

(3)对所述尾渣进行酸浸，使尾渣中含有的金属离子浸出，过滤，得滤液和滤渣；

(4)在所述滤液中加入沉淀剂和表面活性剂，混合均匀后，充分反应，得氢氧化镁；

在所述滤渣中加入水泥熟料和外加剂，混合均匀后，研磨，即得水泥细粉。

所述红土镍矿熔渣的综合回收利用方法的流程图如图1所示。

优选地，所述方法包括以下具体步骤：

(1)取红土镍矿熔渣和粉煤，分别研磨至粒径小于200目筛的颗粒占总量的60～80％；后与水混合，压制成粒径15～25mm的生球；

(2)将所述生球在120～180℃下烘干，在1000～1400℃下焙烧0.5～2h，研磨，在1500～2500奥磁场强度下磁选分离得到铁粉和尾渣；

(3)在所述尾渣中加入稀硫酸，静置使尾渣中含有的金属离子充分浸出，过滤，得滤液和滤渣；

(4)在步骤(3)所得滤液中加入沉淀剂和表面活性剂，混合均匀后，充分反应，得氢氧化镁；

在步骤(3)所得滤渣中加入水泥熟料和外加剂，混合均匀后，研磨，即得水泥细粉。

本发明步骤(1)中：所述研磨优选为使用高速球研磨；所述红土镍矿熔渣、粉煤和水的用量比为70～94：3～15：3～15，优选为70～90：5～15：5～15。

本发明步骤(2)中：烘干的作用为去除生球中的游离水，烘干的温度优选为140～160℃，进一步优选为150℃；所述焙烧在高温炉内进行；所述焙烧优选为在1200～1300℃的马弗炉内焙烧0.5～1h；所述研磨采用棒磨机进行湿磨，研磨时固体的浓度为55～65％，研磨时间为15～30分钟，优选为20～25分钟；所述磁场强度优选为2000～2500奥。

本发明步骤(3)中：所述稀硫酸的浓度为8～12％，优选为8～10％；所用稀硫酸的体积为尾渣体积的2～4倍，优选为3～4倍；所述静置使尾渣中含有的金属离子充分浸出，时间优选为1～3h，优选为1.5～2.5h。