[发明专利]一种红土镍矿悬浮焙烧-熔炼的综合利用方法

说明书

一种红土镍矿悬浮焙烧‑熔炼的综合利用方法，属于矿业、冶金工程技术领域。该方法包括破碎磨矿、加热分解、蓄热还原和熔炼过程，具体为：首先对红土镍矿在立式粉磨机中进行破碎磨矿，通过加热分解过程中收集回收的气体将破碎后的红土镍矿矿粉进行预热，脱水干燥，随后在悬浮状态下加热分解除杂，脱去结晶水，羟基等杂质，生成相对单一氧化物，利用矿物自身蓄热在悬浮状态下发生还原反应生成镍铁单质，矿相转化完成后送入熔炼炉中，回收得到镍铁。该方法工艺流程紧凑，环保程度高，镍铁回收高，为红土镍矿的处理提供了新思路。

技术领域

本发明属于矿业、冶金工程技术领域，具体涉及一种红土镍矿悬浮焙烧-熔炼的综合利用方法。

背景技术

镍具有优异的耐腐蚀性、可加工性强，因此成为不锈钢中的关键合金元素。不锈钢制造消耗了全球生产的近三分之二的镍，而剩余的镍用于生产高温合金、有色合金、铜合金、电镀和电池，是当今世界工业发展不可替代的金属。全球陆地可开采的品位高于0.5％的镍矿规模总量约3亿吨，其中主要分为硫化镍和红土镍矿，红土镍矿占比较高，约70％。由于近些年原料需求激增，高品位硫化镍矿被过度开采，陆续枯竭。红土镍矿正逐渐成为镍的重要提取来源。目前，对于红土镍矿的处理主要可分为湿法处理工艺和火法处理工艺，由于在湿法处理过程中常需要添加大量的酸、碱等作为浸出剂，会带来严重的环境污染，随着环保政策的日趋严厉，带来了严重的经济压力，且存在着浸出周期长，效益低等问题，因此火法处理红土镍矿逐渐受到重视。

一般火法处理工艺主要包括回转窑-电炉法、高炉熔炼镍铁法、添加剂强化还原-磁选法等，目前应用较广泛的是回转窑-电炉法，但由于在回转窑焙烧过程中始终存在着受热不均匀、反应不充分的现象，导致能耗高，工艺不完善、环境污染严重等问题迫且需要解决，因此发明一种低成本、高效减排的处理红土镍矿方法，是目前研究工作的重点。

专利201711237484.1涉及一种红土镍矿的煤基竖炉直接还原工艺，通过将红土镍矿矿粉、煤粉、粘结剂和脱硫剂混匀压块，与还原剂混合后投入煤基竖炉中，经过预热、还原、冷却三阶段后排出炉外，经过磁选后得到镍铁。该工艺由于采用竖炉直接还原，还原度相对较高，具有可规模化生产、工艺成熟的优点，但是由于需要将镍矿、煤粉、粘结剂等混匀压块，其存在传热效果性差，工艺复杂，成本过高的缺点，同时由于其采用煤基还原，煤中的硫会对还原过程产生影响，降低还原率，并引起污染。专利202010581483.4涉及一种利用HIsmelt熔融还原工艺冶炼红土镍矿的方法，该方法首先将红土镍矿在干燥窑中初步干燥，随后在回转窑中进行预还原，与石灰等搭配后通过HIsmelt熔融炉的矿枪喷吹入炉，最后得到粗镍铁合金。但在回转窑进行预还原过程中，矿石常面临受热不均，预还原程度不够的问题，同时HIsmelt炉操作复杂，并需要石灰、煤粉等添加剂加入，污染严重且能耗较大，在实际生产中面临着成本和环境的双重挑战。因此，针对当前选冶工艺所存在的种种问题，开发一种环保、成本低、处理能力强的红土镍矿综合利用方法很有必要。

发明内容

本发明旨在提供一种红土镍矿悬浮焙烧-熔炼的综合利用方法，该方法通过“破碎磨矿-加热分解-蓄热还原-熔炼”悬浮焙烧-熔炼技术对红土镍矿进行综合回收利用。即首先对红土镍矿在立式粉磨机中进行破碎磨矿，通过加热分解过程中收集回收的气体将破碎后的红土镍矿矿粉进行预热，脱水干燥，随后在悬浮状态下加热分解除杂，脱去结晶水，羟基等杂质，生成相对单一氧化物，利用矿物自身蓄热在悬浮状态下发生还原反应生成镍铁单质，矿相转化完成后送入熔炼炉中，回收得到镍铁。

本发明的一种红土镍矿悬浮焙烧-熔炼的综合利用方法，具体步骤如下：

S1：破碎磨矿：

将红土镍矿破碎至矿物粒度-2mm以下，并采用后续红土镍矿粉在加热分解过程中的循环气对破碎后的红土镍矿矿粉预热，预热温度为100～300℃，停留时间10～20s，使红土镍矿矿粉干燥脱水，得到预热后的红土镍矿；其发生主要反应如下：