[发明专利]一种由含镍冶炼熔渣回收有价组分的方法

说明书

技术领域

本发明属于熔渣冶金技术领域，具体涉及一种由含镍冶炼熔渣回收有价组分的方法。

背景技术

镍的火法冶炼过程中，产生大量镍冶炼渣，镍冶炼渣包括“造锍熔炼”工艺产生的镍熔炼渣、“铜冰镍吹炼”工艺吹炼后的贫化炉渣、顶吹熔炼产生的镍沉降炉渣。我国金川公司采用“闪速熔炼”与“顶吹熔炼”进行镍精矿冶炼，每年产生100万吨镍冶炼渣，目前累计堆积储存量超过1000万吨。镍冶炼渣中铜、铁、镍、钴、锌、铅、金、银等有价组分，长期堆放，既浪费资源，又污染环境。

镍冶炼渣中铁含量高达50wt％，远超目前26wt％可采品位，渣含铜高达0.2wt％以上，其中铁组分主要以铁橄榄石相存在。目前，镍冶炼渣的研究利用主要集中直接还原提铁或熔融炼铁。在还原过程中，铜、镍、钴组分还原进入铁水，不利于后续的炼钢过程。

镍冶炼渣不仅是重要的二次资源等，而且含有大量SiO₂、CaO、MgO、Al₂O₃等冶金熔剂，化学反应活性强，是物理化学性质优良的熔渣体系，是热态冶金熟料，是成熟的冶金渣系。如何能有效地以镍冶炼熔渣为反应渣系，实现镍冶炼熔渣中铜、铁同步分离技术是目前市场所需。

发明内容

(一)要解决的技术问题

为了解决现有技术的上述问题，本发明一种由含镍冶炼熔渣回收有价组分的方法。本发明方法是一种新的熔渣冶金工艺，不仅降低渣含铜使渣含铜<0.1wt％，而且实现铜、镍、钴、铁、金、银、铅、锌、铟、铋、钠、钾等组分的高效回收，获得低铜含铁物料(铁精矿与生铁)，并解决目前炉渣大量堆积，环境污染问题，及重金属元素污染问题。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

一种由含镍冶炼熔渣回收有价组分的方法，其包括如下步骤：

S1、炉渣混合：将镍冶炼渣加入熔炼反应装置中，并加入钙系矿物与添加剂，形成混合熔渣，将混合熔渣加热至熔融状态作为反应熔渣，混合均匀，实时监测该反应熔渣，通过调控使混合后的反应熔渣同时满足条件a和条件b，获得反应后的熔渣；

其中，所述条件a为控制反应熔渣的温度为1100～1500℃；

所述条件b为控制反应熔渣的碱度CaO/SiO₂比值＝0.15～1.5；

S2、分离回收：所述步骤S1反应后的熔渣，保温5～50min，沉降分离获得底部的富铜镍相、中下部的富铁相层与中上部的含铁硅酸盐矿物相层，同时生成含锌组分与含铅组分的烟灰，金组分、银组分进入富铜镍相，含镍组分、含钴组分分别进入富铜镍相与富铁相；对各相进行回收处理。

如上所述的方法，优选地，在所述步骤S1中，对于所述条件a调控的方法为：

当所述反应熔渣的温度＜1100℃时，利用反应装置自身的加热功能，或向熔渣中加入燃料与预热的氧化性空气，使反应熔渣的温度达到设定温度范围内，使反应熔渣的温度达到1100～1500℃；

当所述反应熔渣的温度＞1500℃时，向反应熔渣中加入镍冶炼渣、高炉渣、铁合金渣、钢渣、冶金熔剂、含铁物料或含氟物料中的一种或几种，使混合熔渣的温度达到1100～1500℃；

对于所述条件b调控的方法为：

当所述反应熔渣中碱度CaO/SiO₂比值<0.15时，向反应熔渣中加入碱性物料和/或碱性含铁物料；

当所述反应熔渣中碱度CaO/SiO₂比值>1.5时，向反应熔渣中加入酸性物料和/或酸性含铁物料。

如上所述的方法，优选地，所述反应装置为保温装置或可转动的熔炼反应装置或带有渣口或铁口熔渣可流出的熔炼反应装置；其中，所述保温装置为可倾倒的熔炼反应渣灌或保温地坑；

所述可转动的熔炼反应装置为转炉、熔炼反应渣罐；

所述带有渣口或铁口熔渣可流出的熔炼反应装置为等离子炉、直流电弧炉、交流电弧炉、矿热炉、鼓风炉、高炉、感应炉、冲天炉、侧吹熔池熔炼炉、底吹熔池熔炼炉、顶吹熔池熔炼炉、反射炉、奥斯麦特炉、艾萨炉、瓦钮可夫熔池熔炼炉、侧吹回转炉、底吹回转炉、顶吹回转炉。