煉鐵用赤鐵礦的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及煉鐵用赤鐵礦的制造方法，詳細(xì)而目，涉及銀氧化礦的濕式精煉工序 中，通過(guò)具備有多個(gè)系列的固液分離工序，而在實(shí)際操作中，可效率良好地抑制硫化合物混 入瀝濾殘?jiān)械臒掕F用赤鐵礦的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 鎳作為不銹鋼的原料而廣泛使用。
[0003] 然而，伴隨作為其原料的硫化礦石的資源枯竭傾向，開(kāi)發(fā)出精制低品位氧化礦石 的技術(shù)并已實(shí)用化。
[0004] 具體而言，將褐鐵礦、腐泥巖（saprolite)等鎳氧化礦石與硫酸溶液一起裝入高 壓釜等加壓裝置中，于240~260°C左右的高溫高壓下，進(jìn)行鎳瀝濾的被稱為"高溫加壓酸 瀝濾（HPAL :High pressure Acid Leach) "的制造工藝，已然實(shí)用化。
[0005] 對(duì)于在該硫酸溶液中瀝濾出的鎳，添加中和劑而中和多余的酸，接著進(jìn)行固液分 離而與瀝濾殘?jiān)蛛x，然后分離雜質(zhì)，作為氫氧化物、硫化物等形態(tài)的中間原料而回收。通 過(guò)對(duì)該中間原料更進(jìn)一步進(jìn)行精煉，便可獲得鎳金屬、鎳-氯化合物等。
[0006] 另外，在上述中和多余酸的預(yù)備中和工序，調(diào)整為適于固液分體的pH值，并在下 一工序的固液分體工序中，利用稱為CO)(Counter Current Decantation，逆流傾析）的設(shè) 備，進(jìn)行固體成分濃縮及固液分離。通常在CCD中使用連續(xù)的多段增稠器。
[0007]由該CCD獲得的液體成分（以下有時(shí)稱為"溢流"），一般為了調(diào)整為適于硫化工 序的pH值而被傳遞至中和工序，通過(guò)調(diào)整pH值，沉淀除去所產(chǎn)生的微細(xì)固形物后，例如被 送至硫化工序進(jìn)行硫化處理，而獲得鎳、鈷的混合硫化物這樣的中間原料。
[0008] 此時(shí)，例如專利文獻(xiàn)1記載了如下技術(shù)：將由CCD獲得的固體成分（以下有時(shí)稱為 "底流"）的一部分，作為種晶添加于中和工序，而促進(jìn)微細(xì)沉淀的生成，因?yàn)樘嵘龑?shí)際操作 的效率，故被有效活用。
[0009] 在這樣的稱為高溫加壓酸瀝濾（HPAL :High Pressure Acid Leach)的制造工藝 中，例如鎳氧化礦石的情況下，即便是回收目標(biāo)的有價(jià)值的金屬在1~2重量％以下的低品 位礦石（以下關(guān)于品位以" ％ "標(biāo)記），仍幾乎可完全瀝濾出鎳。
[0010] 此外，通過(guò)從瀝濾液制造中間原料，將目標(biāo)金屬濃縮至與以往的原料相同程度，通 過(guò)與以往的原料大致同樣的精煉方法及工序便可獲得目標(biāo)金屬。
[0011] 此外，該HPAL工藝不僅可適用于鎳氧化礦，就連鎳硫化礦石、硫化銅礦石、氧化銅 礦石等眾多種類亦均能適用。
[0012] 此外，HPAL工藝獲得的瀝濾殘?jiān)闹饕煞譃槌噼F礦等形態(tài)的氧化鐵，瀝濾殘?jiān)?中的鐵成分大約50%左右，而且瀝濾殘?jiān)纳a(chǎn)量相對(duì)于中間原料的生產(chǎn)量為大約50倍 至100倍。這是因?yàn)樵谧鳛樵系逆囇趸V石、銅的硫化礦石中，均含有遠(yuǎn)超過(guò)鎳、銅含有 量的量的鐵。
[0013] 因?yàn)樵摓r濾殘?jiān)鼮樵诟邷叵律?，因而為化學(xué)上、環(huán)境上穩(wěn)定的氧化物形態(tài)，目前 并沒(méi)有特別的利用價(jià)值，被積存保管于殘?jiān)逊e場(chǎng)。
[0014] 所以，為積存保管伴隨HPAL工藝的操作而產(chǎn)生的龐大量的瀝濾殘?jiān)?，必需廣大的 殘?jiān)逊e場(chǎng)。
[0015] 另一方面，在鐵鋼冶煉中，采用將含有氧化鐵的鐵礦石與焦炭等還原劑一起裝入 高爐中，加熱而還原熔融獲得粗鋼，將其利用轉(zhuǎn)爐精煉而獲得作為目標(biāo)的鋼的方法。
[0016] 其原料氧化鐵為有限的資源，且是否能獲得維持鋼品質(zhì)所需要的良質(zhì)鐵礦石逐漸 變得困難。所以，研究了將瀝濾殘?jiān)鳛殍F礦石進(jìn)行使用。
[0017] 然而，HPAL工藝的瀝濾殘?jiān)鼰o(wú)法直接用于煉鐵原料用。其理由是因?yàn)樵贖PAL工 藝的瀝濾殘?jiān)谐趸F以外，還含有脈石、雜質(zhì)、特別是硫，因而不適于以往的一般煉鐵 工藝所用的原料。詳細(xì)而言，因?yàn)榱虻钠肺桓摺?br>[0018] 特別是能利用于煉鐵原料的氧化鐵中的硫品位，根據(jù)各個(gè)煉鐵場(chǎng)的設(shè)備能力、生 產(chǎn)量等而有所差異，但一般必需抑制為不足1%。
[0019] 另一方面，瀝濾殘?jiān)ǔ：?~8%左右的硫。
[0020] 該瀝濾殘?jiān)械牧騺?lái)源大部分是在鎳精制中混入的硫酸鈣（石膏）。
[0021] 石膏是將在通過(guò)高壓酸瀝濾獲得的瀝濾漿料中殘留的游離硫酸（所謂"游離硫 酸"是指為能在HPAL工藝中進(jìn)行充分的瀝濾而過(guò)剩地添加的硫酸中，因未反應(yīng)而殘留的硫 酸）進(jìn)行中和時(shí)，添加一般性的廉價(jià)的鈣系中和劑（例如石灰石、消石灰），通過(guò)中和劑中所 含的鈣與游離硫酸進(jìn)行反應(yīng)而生成，并混入于瀝濾殘?jiān)小?br>[0022] 另外，瀝濾殘?jiān)兴蚱渲幸徊糠郑? %左右）會(huì)被混入于生成的赤鐵礦的粒子 中。
[0023] 因此可認(rèn)為所添加的中和劑只要使用不為如消石灰、消石灰那樣在中和后形成難 溶性沉淀物、而是生成溶解性鹽的物質(zhì)即可。
[0024] 例如作為適于此種用途的中和劑有氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鎂、氧化鎂等。
[0025] 然而，這些中和劑由于高價(jià)或生產(chǎn)量少等理由，并不適于如HPAL工藝那樣的會(huì)大 量消耗中和劑的工藝。
[0026] 因此，不得不全量或部分地使用如上述在中和后會(huì)形成難溶性沉淀物的鈣系中和 劑，無(wú)法避免硫混入，因而無(wú)法將HPAL工藝生成的瀝濾殘?jiān)庸こ蔀槌噼F礦而用作煉鐵原 料。
[0027] 另一方面，亦已知有使用高壓釜等加壓裝置，分離黃鉀鐵礬（jarosite)中的硫的 方法。
[0028] 例如專利文獻(xiàn)2的方法，其特征在于：將含黃鉀鐵礬的殘留物、與硫化鋅含有物至 少以lOOOkPa氧分壓及130~170°C溫度條件，一起與40~100g/l的游離硫酸在高壓釜內(nèi) 進(jìn)行攪拌，而使殘留物及含硫化鋅濃厚物的鐵成分及鋅成分實(shí)質(zhì)溶解，并將溶液導(dǎo)入用于 鋅電解的瀝濾循環(huán)路徑中，使鐵以赤鐵礦形式沉淀，從上述固形物中分離出硫，而殘留物則 供給于其他用途。
[0029] 但是，該方法需要如高壓釜那樣的高價(jià)位新穎裝置，導(dǎo)致設(shè)備成本增加，進(jìn)而在生 產(chǎn)性方面也有問(wèn)題。
[0030] 因此，考慮了將礦石本身所含有的氧化鎂用作中和劑。
[0031] 例如專利文獻(xiàn)3的工藝是從硫酸鎂源回收氧化鎂的工藝，包括有：準(zhǔn)備從與含金 屬礦石或精礦的瀝濾相關(guān)的工藝的一部分得到的溶液狀態(tài)硫酸鎂源的工序；將溶液狀態(tài)硫 酸鎂轉(zhuǎn)換為固體硫酸鎂的工序；使固體硫酸鎂在還原性氣氛中接觸元素狀硫的工序；以及 將鎂以氧化鎂形式回收、且將硫以二氧化硫氣體形式回收的工序。
[0032] 通過(guò)使用該方法，將礦石中所含有的鎂作為中和劑再利用，可抑制被挾帶入的鈣， 結(jié)果可減少殘?jiān)难趸F中混入的鈣。
[0033] 然而，專利文獻(xiàn)3的方法是使溶液中的鎂以硫酸鎂形式晶析、或加熱獲得的硫酸 鎂而使其轉(zhuǎn)換為氧化鎂時(shí)需要大量熱，難以說(shuō)其是經(jīng)濟(jì)性方法。
[0034] 相對(duì)的，提出了將鎂含有率高的氧化礦石（褐鐵礦礦石）用作中和劑的方法。
[0035] 例如專利文獻(xiàn)4的回收方法是從含鎳或鈷、與鐵的氧化礦石回收鎳或鈷的方法， 其特征在于，包括有準(zhǔn)備工序、分級(jí)工序、瀝濾工序、反應(yīng)工序、及中和工序；而該準(zhǔn)備工序 是準(zhǔn)備第一氧化礦石、以及鎂含有率高于該第一氧化礦石的第二氧化礦石作為氧化礦石的 工序；該分級(jí)工序是將第一氧化礦石分級(jí)為第一小粒徑氧化礦石、與第一大粒徑氧化礦石， 且將第二氧化礦石分級(jí)為第二小粒徑氧化礦石、與第二大粒徑氧化礦石；該瀝濾工序是使 用硫酸從第一大粒徑氧化礦石瀝濾鎳或鈷，而獲得含有鎳或鈷的硫酸瀝濾溶液與瀝濾殘 渣；該反應(yīng)工序是將含有該瀝濾殘?jiān)牧蛩釣r濾溶液、與第二大粒徑氧化礦石予以混合，使 硫酸瀝濾溶液與第二大粒徑氧化礦石中含有的鎂產(chǎn)生反應(yīng)而調(diào)整pH值，獲得含有鎳或鈷 的反應(yīng)液、與含有鐵的反應(yīng)殘?jiān)?；該中和工序是將含有該反?yīng)殘?jiān)姆磻?yīng)液