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紅土鎳礦處理技術——火法濕法處理紅土鎳礦工藝

來源網站:河南省滎陽市礦石機械制造廠 發布時間:2014.10.31點擊次數:

氧化鎳礦床是含鎳橄欖巖在熱帶或亞熱帶地區經過大規模的長期的風化淋濾變質而成的,是由鐵、鋁、硅等含水氧化物組成的疏松的粘土狀礦石。由于鐵的氧化,礦石呈紅色,所以被稱為紅土礦(later-ite)。紅土鎳礦的可采部分一般由3層組成:褐鐵礦層、過渡層和腐殖土層,其處理工藝如下表所示。

紅土鎳礦的分布、組成與提取技術

礦層

化學成分

特點

提取工藝

Ni

Co

Fe

Cr2O3

MgO

褐鐵礦層

0.8-1.5

0.1-0.2

40-50

2-5

0.5-5

高鐵低鎂

濕法

過度層

1.5-1.8

0.02-0.1

25-40

1-2

5-15

/

濕法/火法

腐殖土層

1.8-3

0.02-0.1

10-25

1-2

15-35

低鐵高鎂

火法


一、火法處理
    火法處理紅土鎳礦的工藝按其產出產品的不同分為還原熔煉生產鎳鐵工藝和還原硫化熔煉生產鎳锍工藝。
1.還原熔煉生產鎳鐵
    世界上用得最多的紅土鎳礦火法處理工藝是還原熔煉生產鎳鐵,用于生產不銹鋼。氧化鎳易被C,CO,Si還原,在較高溫度下控制一定的還原條件,就可以使氧化鎳完全還原成金屬,鐵部分還原,與鎳熔合成鎳鐵合金,而未被還原的硅、鎂氧化物與另一部分氧化鐵一起造渣。還原冶煉生產鎳鐵的方法有以下幾種:
   (1)回轉窯—電爐還原熔煉工藝?;剞D窯—電爐還原熔煉工藝(RKEF)是目前紅土鎳礦冶煉廠普遍采用的一種火法冶煉工藝流程,技術可靠、成熟。該工藝主要工序包括干燥、焙燒—預還原、電爐熔煉和精煉。
   (2)豎爐—電爐工藝。該工藝流程借鑒水泥窯外分解的技術,將物料磨細后進行閃速干燥、閃速煅燒、在流態化爐中進行預還原,然后在直流電弧爐內熔煉煅燒料,LF爐內精煉,具有固定投資少,操作成本省,物料停留時間短,產品質量高,煙塵率低,動力消耗低的優點。
   (3)鼓風爐冶煉工藝。鼓風爐冶煉是將氧化鎳礦在回轉窯內預熱、干燥后制成團塊,與焦炭塊一起加入鼓風爐內冶煉,生產出粗鎳鐵,再進行精煉,制出鎳鐵。
2.還原冶煉生產鎳锍
    還原锍化熔煉處理氧化鎳礦生產鎳锍的工藝早在20世紀二三十年代就得到了應用,當時采用的都是鼓風爐熔煉。該工藝是在生產鎳鐵工藝的熔煉過程中,加入硫化劑,產出低鎳锍,再通過轉爐吹煉生產高鎳锍。鎳锍的成分可以通過還原劑(焦粉)和硫化劑的加入量加以調整??晒┻x擇的硫化劑有黃鐵礦(Fes2)、石膏(CaSO4.2H2O)、硫磺和含硫的鎳原料。該該工藝焙燒脫硫后的氧化鎳可直接還原熔煉生產用于不銹鋼工業的通用鎳;也可以作為常壓撥基法精煉鎳的原料生產鎳丸和鎳粉;由于高鎳锍中不含銅,還可以直接鑄成陽極板送锍化鎳電解精煉的工廠生產陰極鎳??傊?,可以進一步處理,生產各種形式的鎳產品,并可以回收其中的鈷。
二、濕法工藝
    對于含鎳較高而含銅和鈷低的紅土鎳礦,較多采用電爐還原熔煉的方法生產鎳鐵,但在處理含銅、鈷比較高的紅土鎳礦時,宜采用濕法流程處理,以利于綜合回收各種有價金屬和降低能耗。浸出是常用的濕法處理方法,根據礦石中氧化鎂含量的高低,采用常壓氨浸工藝和高壓酸浸工藝兩種方法。含氧化鎂高的礦石需采用氨浸,因為酸浸時需消耗大量的酸中和礦石中的堿性脈石,操作成本高,在經濟上不可行。而含氧化鎂低的礦石可采用硫酸浸出,為加速整個溶解過程,浸出作業通常在高溫高壓下進行。一般常用的濕法處理工藝有還原焙燒-氨浸工藝、高壓酸浸工藝、常壓酸浸工藝、火法濕法結合工藝及其他工藝。

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