[发明专利]一种红土镍矿循环硫化提取镍钴的方法

说明书

本发明基于硫化介质循环，提出了一种红土镍矿循环硫化提取镍钴的方法，包括以下步骤：(1)红土镍矿破碎后焙烧，得焙烧产物；(2)焙烧产物与硫化剂1(循环硫化介质)、还原剂1、渣型调质剂组成炉料进行熔炼，得低品位镍锍，实现镍钴富集；对低品位镍锍进行吹炼，得富钴高品位镍锍，然后再通过湿法分离提取镍钴；(3)向热态吹炼渣中加入硫化剂2和还原剂2，进行再熔炼得到富钴镍锍，返回吹炼工序；(4)将冶炼系统产生的高温烟气收集，对红土镍矿焙烧，焙烧后烟气经乳化脱硫制备循环硫化介质，返回冶炼系统。本发明通过红土镍矿循环硫化提取镍钴，具有镍钴回收率高、硫循环利用、碳减排及实现高温烟气余热利用的优点，过程低碳环保。

技术领域

本发明属于冶金工程技术领域，尤其涉及一种红土镍矿循环硫化提取镍钴的方法。

背景技术

镍是重要的战略金属，广泛应用于不锈钢、合金及新能源等领域。目前，随着新能源产业快速发展，动力电池需求急剧增长，而硫酸镍、硫酸钴作为新能源产业链中的关键原料，迫切需要镍钴以合成三元材料，因此镍钴资源的综合提取，可以缓解国内镍、钴的供需矛盾，对推动我国新能源产业健康可持续性发展具有重要的战略意义。

截止2020年底，全球陆基镍矿资源基础储量约为9400万吨，主要分布于印度尼西亚、澳大利亚、巴西、俄罗斯、古巴等国。在已探明的陆基镍矿资源中，平均镍含量在0.5％及以上镍资源量约3亿吨，其中硫化型镍矿占40％左右，其余60％约为红土型镍矿资源。由于近年来高品位硫化镍矿的持续枯竭，丰富的红土镍矿资源变得非常重要。红土镍矿物相结构复杂，主要分为褐铁矿型、黏土型、腐植土型，传统选冶方法难以有效富集镍；目前处理方法主要包括：火法处理工艺、湿法处理工艺、火法-湿法联合处理工艺及其他工艺。

现有的RKEF工艺采用碳还原生产镍铁合金，原料中钴未有效利用，过程能耗高、碳排放量大，产品仅适用于不锈钢生产，无法直接与新能源产业链衔接；高压浸出处理红土镍矿，投资大，产生大量湿法酸性渣，属于危废，处置困难。因此，开发一种新流程、高收率从红土镍矿中提取镍钴的工艺，具有重要科学意义和价值。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种红土镍矿循环硫化提取镍钴的方法，该方法工艺易于操作、原料适应性较强、镍钴回收率高，可降低传统工艺能耗，生产环保，并可实现硫资源的循环利用及减少碳排放，绿色低碳、经济环保。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种红土镍矿循环硫化提取镍钴的方法，包括以下步骤：

(1)将红土镍矿破碎后，在焙烧炉中进行焙烧，得焙烧产物；

(2)将焙烧产物与硫化剂1、还原剂1、渣型调质剂组成的炉料进行熔炼，得到低品位镍锍、熔炼渣和高温烟气，其中镍钴富集进入低品位镍镜；其中所述低品位镍锍进入吹炼工序，得到富钴高品位镍锍、吹炼渣和高温烟气；

(3)向所述吹炼渣中加入硫化剂2和还原剂2，再进行熔炼，得到富钴镍锍、硫化-还原渣和高温烟气；所述富钴镍锍返回吹炼工序。

上述方法中，步骤(1)包括以下具体步骤：将红土镍矿破碎后，通过皮带装置将其运送至焙烧炉进行焙烧，焙烧温度优选主要依赖于高温烟气自身带来的热量，得焙烧产物。

步骤(2)包括以下具体步骤：将焙烧产物(热态焙烧产物)、硫化剂1、还原剂1、渣型调质剂组成的炉料通过加料装置加入至熔池熔炼炉内，通过喷枪向炉内喷入富氧空气，保证炉内在一定气氛和熔炼温度下进行熔炼，熔炼后得到产物低品位镍锍、熔炼渣和高温烟气，其中低品位镍锍通过溜槽加入至吹炼炉中，再加入造渣剂，进行吹炼工序，得到富钴高品位镍锍、吹炼渣和高温烟气；镍钴得到进一步富集，富钴高品位镍锍可再通过湿法分离提取镍钴；熔炼渣通过渣口排出，由于含镍、钴含量很低，经济价值低，冷却后可用以建材原料；高温烟气均优选通过收尘装置收尘处理后，再经收集喷吹至焙烧炉。