專利名稱：一種處理氧化鎳礦的新方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種處理難選氧化鎳礦的方法，屬有色冶金領(lǐng)域。
目前，在世界范圍內(nèi)已探明的鎳金屬儲(chǔ)量中，呈氧化鎳礦(硅酸鎳礦)形態(tài)存在的占總儲(chǔ)量的80%，其平均品位為1.28%，以硫化鎳礦形態(tài)存在的僅占總儲(chǔ)量的20%，其平均品位為1.5%，由于氧化鎳礦選-冶技術(shù)難度大，故在現(xiàn)有的鎳產(chǎn)品中有60-70%是從硫化鎳礦冶煉而來(lái)，這是因?yàn)殒嚵蚧V中的鎳常以鎳硫化物的形態(tài)存在于礦物中，通常伴有以黃銅礦形態(tài)存在的銅，故稱銅鎳硫化礦。銅鎳硫化礦可用機(jī)械的和物理的方法將其和絕大部份脈石分離，即具有可選性;而氧化鎳礦中的鎳主要是以含水的鎳鎂硅酸鹽形態(tài)存在，由于鎳與鎂的兩價(jià)離子直徑相同，常存在類質(zhì)同晶現(xiàn)象，故難以用機(jī)械和物理的方法使氧化鎳從硅酸鹽化合物中解體出來(lái)，即沒(méi)有可選性。隨著世界范圍內(nèi)硫化銅鎳礦資源的日益減少(枯竭)和貧化，找到一種經(jīng)濟(jì)而適用的處理氧化鎳礦的選-冶工藝，乃是當(dāng)務(wù)之急。
在現(xiàn)有的已成熟的處理氧化鎳礦的技術(shù)中，采用加壓酸浸濕法冶煉，已用在工業(yè)生產(chǎn)中處理低鎂、低硅酸鹽的紅土礦，或用還原焙燒-氨浸處理褐鐵礦礦型鎳礦。但上述成熟的工藝仍不能處理低品位(含Ni＜1%)高鎂質(zhì)(含MgO12-33%)的硅酸鎳礦。國(guó)內(nèi)已公開的“微波脫硫等離子體冶煉高冰鎳”(申請(qǐng)?zhí)?8103230.1)的方法，是用于處理銅鎳硫化礦。該工藝過(guò)程的實(shí)質(zhì)是微波能加熱脫硫(制取元素硫)，等離子體熔煉(脫硫)制取高冰鎳的鎳富集過(guò)程。法國(guó)1983年12月23日公開的等離子體熔煉氧化鎳礦(FR25288724A)，也只能處理低鐵質(zhì)氧化鎳富礦(含Ni＞5%)。而且只能一次性煉得鎳基低鐵合金，金屬直收率低，伴生貴金屬不易回收。
本發(fā)明目的在于提供一種由難選氧化鎳礦制取高冰鎳的工藝流程簡(jiǎn)短、能耗低、無(wú)環(huán)境污染、有價(jià)金屬回收率高的新方法。
本發(fā)明目的通過(guò)下列步驟來(lái)達(dá)到對(duì)于含Ni＜3.5%的氧化鎳礦，采用微波能加熱器在250～350℃的溫度下進(jìn)行硫化，而后浮選富集鎳，所得鎳精礦與含Ni＞3.5%的氧化鎳富礦混合后加入等離子體爐熔煉，采用N2氣載流，一步直接獲取高冰鎳和一次性獲拋渣。熔煉產(chǎn)生的高溫爐氣經(jīng)過(guò)濾器過(guò)濾后進(jìn)入余熱回收裝置回收余熱，最后排空。等離子體爐熔池熔體接觸弧區(qū)溫度為1700～1800℃。其工藝流程圖如

圖1所示。
微波能加熱系統(tǒng)如圖2所示，1-微波源;2-隔離器;3-加熱器;4-監(jiān)視系統(tǒng);5-除塵系統(tǒng)，6-真空泵;7-離心風(fēng)機(jī);8-回收殘余S系統(tǒng)。
微波能加熱硫化主要化學(xué)反應(yīng)式如下
熱等離子體熔煉系統(tǒng)如圖3所示。1-控制臺(tái);2-等離子體電源;3-熔池;4-等離子體噴槍;5-進(jìn)料器;6-電磁閥;7-儲(chǔ)氣罐;8-減壓閥;9-供氣(氣瓶)系統(tǒng)。熔煉過(guò)程中主要化學(xué)反應(yīng)如下
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)(1)采用微波能這一有力工具硫化處理迄今為止無(wú)法進(jìn)行選礦富集的大量的低品位氧化鎳礦，使之轉(zhuǎn)化為具有可選性的硫化鎳礦，為開發(fā)利用大量低品位紅土氧化鎳礦提供了一條新路子，且能耗低、縮短化學(xué)反應(yīng)時(shí)間;
(2)熔煉過(guò)程中采用廉價(jià)N2氣載流熱等離子體進(jìn)行造锍熔煉，一步直接制取高冰鎳，一次性獲拋渣，并將原礦中伴生的稀散貴金屬富集在锍中，有利于下步進(jìn)行分離提取，同時(shí)降低渣含金屬，提高金屬直收率，下表給出了用傳統(tǒng)技術(shù)和用本發(fā)明技術(shù)進(jìn)行熔煉的金屬回收率對(duì)比表1
(3)工藝流程簡(jiǎn)短、減少生產(chǎn)設(shè)備投資、綜合能耗低、不僅能處理Ni＜3.5%的貧礦，而且對(duì)Ni＞3.5%的氧化鎳礦，則可省去微波加熱和選礦富集兩道工序，用等離子直接獲取高冰鎳，原礦品位越高，其經(jīng)濟(jì)效益越顯著;
(4)在整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中，不排放SO2氣體，因此無(wú)環(huán)境污染。
用本發(fā)明方法同樣可以處理銅氧化礦，直接獲取粗銅。
實(shí)施例所處理的氧化鎳礦化學(xué)成份鎳(Ni)0.91%、鈷(Co)0.03%、鐵(Fe)12%、二氧化硅(SiO2)38.2%、三氧化二鋁(At2O3)2%、氧化鎂(MgO)19%、氧化鈣(CaO)1.9%;
將含Ni＜3.5%的氧化鎳礦混入硫化劑、還原劑等，混勻后磨細(xì)至-200目制成粒狀，采用微波能加熱器并在±300℃溫度下處理10分鐘，即可進(jìn)行浮選，其選礦效果為
選出的精礦混入到含Ni＞3.5%的氧化鎳礦中，并一同加入到等離子體爐中熔煉，其精礦和原礦混合礦料的化學(xué)成份為鎳(Ni)5%、鈷(Co)0.14%、鐵(Fe)32%、二氧化硅(SiO2)11%、氧化鈣(CaO)4%;熔池弧接觸區(qū)熔體溫度為1800℃，加入還原劑和貧化劑，反應(yīng)很快完成，熔體在熔池內(nèi)沉清分離，高冰鎳和棄渣分別間斷放出，熔煉連續(xù)作業(yè)。
等離子體直接獲得高冰鎳主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)元素 產(chǎn)品高冰 爐渣含量% 冶煉金屬 冶煉能耗鎳含量% 直收率% (精礦→高冰鎳)Ni ＞52 ＜0.08 98 380度電/噸精礦Ca 1.2 ＜0.05 ＞78
權(quán)利要求
1.一種利用微波能--熱等離子體直接制取高冰鎳的方法，其特征在于(1)對(duì)于含Ni＜3.5%的氧化鎳礦用經(jīng)特殊設(shè)計(jì)的微波能加熱器進(jìn)行硫化、而后用常規(guī)選礦富集、拋棄大部份脈石(尾礦)，得到含Ni＞5%的硫化鎳精礦；(2)對(duì)于含Ni＞3.5%的氧化鎳礦混入(1)選得的精礦加入等離子體爐熔煉一步獲取高冰鎳，一次性獲得拋渣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于在微波能加熱器中進(jìn)行硫化處理的溫度為250～350℃。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于在等離子體爐中熔煉的熔池熔體接觸弧區(qū)溫度為1700-1800℃。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于微波加熱器主要由微波源(1)、隔離器(2)、加熱器(3)、監(jiān)視系統(tǒng)(4)、除塵系統(tǒng)(5)、回收系統(tǒng)(8)等組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于等離子體熔煉爐主要由控制臺(tái)(1)、等離子體電源(2)、熔池(3)、噴槍(4)、進(jìn)料器(5)、儲(chǔ)氣罐(7)、氣瓶(9)等組成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種處理難選氧化鎳礦(適合于處理難選氧化銅礦)的新方法。采用微波能加熱硫化、選礦，精礦混入含Ni＞3.5％的氧化鎳富礦進(jìn)入等離子體(N氣載流)熔煉爐熔煉，一步直接獲取含Ni＞52％的高冰鎳，一次性獲取含Ni＜0.08％的拋渣，從而為開發(fā)利用大量低品位氧化鎳礦開辟了一條新路。其工藝流程短、綜合能耗低、金屬直收率高、無(wú)環(huán)境污染、經(jīng)濟(jì)效益顯著。
文檔編號(hào)C22B1/02GK1057489SQ9010302
公開日1992年1月1日 申請(qǐng)日期1990年6月16日 優(yōu)先權(quán)日1990年6月16日
發(fā)明者徐有生 申請(qǐng)人:徐有生