常見(jiàn)的紅土鎳礦冶煉處理工藝主要有濕法工藝和火法工藝。濕法工藝是使用硫酸、鹽酸或者氨水溶液作為浸出劑,浸出紅土鎳礦中的鎳和鈷金屬離子。常見(jiàn)的濕法處理工藝有高壓酸浸工藝(HPAL)、常壓酸浸工藝(PAL)和氨浸工藝(Caron)。硅鎂質(zhì)型紅土鎳礦中鎂含量高,浸出過(guò)程酸耗大,目前較多采用火法工藝處理。常用的紅土鎳礦火法處理工藝有:電爐溶煉、高爐鎳鐵工藝、硫化熔煉等。目前國(guó)外大部分采用濕法工藝冶煉紅土鎳礦。
還原焙燒-氨浸工藝又稱(chēng)為Caron流程,屬于濕法冶煉工藝。其主要流程為:礦石經(jīng)破碎、篩分后在多膛爐或回轉(zhuǎn)窯中進(jìn)行選擇性還原焙燒,還原焙砂用氨-碳酸銨溶液進(jìn)行逆流浸出,經(jīng)濃密機(jī)處理后得到的浸出液經(jīng)凈化、蒸氨后產(chǎn)出碳酸鎳漿料,再經(jīng)回轉(zhuǎn)窯干燥和煅燒后,得到氧化鎳產(chǎn)品,并用磁選法從浸出渣中選出鐵精礦。
焙燒過(guò)程采用的還原劑主要是煤或還原性氣體,其主要目的是將礦石中的鎳和鈷還原,而三價(jià)鐵大部分被還原為磁性的Fe3O4,少數(shù)被還原成金屬鐵。氨浸的主要目的是將焙砂中的鎳和鈷以絡(luò)氨離子的形式進(jìn)入溶液,而鐵、鎂等主要雜質(zhì)仍以單質(zhì)或氧化物的形式留在浸出渣中,從而實(shí)現(xiàn)鎳、鈷與鐵等雜質(zhì)的初步分離。該工藝的優(yōu)點(diǎn)是常壓操作,浸出液雜質(zhì)含量較少,浸出劑中的氨可回收;主要缺點(diǎn)是鎳、鈷回收率較低,鎳的回收率為75%~80%,鈷的回收率低于50%。截止到目前,全球只有少數(shù)幾家工廠采用該法處理紅土鎳礦。
為提高鎳、鈷回收率,美國(guó)礦物局最近發(fā)展了還原焙燒-氨浸法處理紅土礦回收鎳的新流程,簡(jiǎn)稱(chēng)USBM法。該法的要點(diǎn)在于還原焙燒前加入了黃鐵礦(FeS2)進(jìn)行制粒,還原時(shí)用的是純CO。浸出液用LIX64-N作為萃取劑實(shí)現(xiàn)鈷、鎳分離,整個(gè)系統(tǒng)為閉路循環(huán),有效地利用了資源。據(jù)報(bào)道,用該法處理含鎳1%、鈷0.2%的紅土礦時(shí),鎳、鈷的回收率分別為90%和85%。若處理含鎳0.53%、鈷0.06%的低品位紅土礦時(shí),鈷的回收率亦能達(dá)到76%。與原來(lái)的氨浸工藝相比較,新工藝大大提高了鎳鈷的回收率,降低了過(guò)程的能耗。
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