一种用中低品位红土镍矿制备高品位镍铁的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110983043A(43)申请公布日2020.04.10(21)申请号201911187668.0(22)申请日2019.11.28(71)申请人武汉科技大学地址430081湖北省武汉市青山区和平大道947号(72)发明人杭桂华薛正良吴映江刘春泉(74)专利代理机构武汉智盛唯佳知识产权代理事务所(普通合伙)42236代理人胡红林(51)Int.Cl.C22B5/10(2006.01)C22B23/02(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称一种用中低品位红土镍矿制备高品位镍铁的方法(57)摘要本发明涉及一种用中低品位红土镍矿制备高品位镍铁的方法，该方法包括：将破碎后的红土镍矿与还原剂混合均匀，混合物造块，然后在保护性气氛中充分自还原，得到自还原产物；自还原产物在弱氧化性气氛中选择性氧化得到氧化产物；氧化产物熔分后将金属与脉石分离，获得高品位镍铁合金。本方法制备出镍铁产品含镍品位高于30％，镍回收率高于93％，且本方法不添加其他含硫、含碱金属添加剂，避免了这类添加剂对镍铁产品的污染和对设备的腐蚀，此外本方法熔分温度低，能耗低，还实现了CO2资源化利用。CN110983043ACN110983043A权利要求书1/1页1.一种用中低品位红土镍矿制备高品位镍铁的方法，其特征在于，包括：将破碎后的红土镍矿与还原剂混合均匀，混合物造粒，然后在保护性气氛中充分自还原，得到自还原产物；再将自还原产物在弱氧化性气氛中选择性氧化得到氧化产物；最后将氧化产物熔分后将金属与脉石分离，获得高品位镍铁合金。2.根据权利要求1所述用中低品位红土镍矿制备高品位镍铁的方法，其特征在于：所述还原剂为固体粉状碳质还原剂，还原剂中碳原子的摩尔数应高于红土镍矿中镍与铁氧化物中的氧原子的摩尔数之和。3.根据权利要求2所述用中低品位红土镍矿制备高品位镍铁的方法，其特征在于：所述还原剂为煤粉和/或焦粉。4.根据权利要求3所述用中低品位红土镍矿制备高品位镍铁的方法，其特征在于：混合物造粒后在保护性气氛中于800～1300℃下充分自还原，所述保护性气氛为惰性气氛和/或还原性气氛。5.根据权利要求4所述用中低品位红土镍矿制备高品位镍铁的方法，其特征在于：所述惰性气氛为N2和/或Ar，所述还原性气氛为CO和/或H2。6.根据权利要求5所述用中低品位红土镍矿制备高品位镍铁的方法，其特征在于：所述弱氧化性气氛为CO2，或CO2/CO混合气氛，CO2/CO混合气氛中CO2的体积百分数高于30％，或CO2/N2混合气氛中的一种；所述氧化温度高于570℃。7.根据权利要求1-6任一所述用中低品位红土镍矿制备高品位镍铁的方法，其特征在于：所述的高品位镍铁是将氧化产物在1400～1650下℃熔融，使金属与脉石充分分离，获得含镍品位高于30％的镍铁。2CN110983043A说明书1/3页一种用中低品位红土镍矿制备高品位镍铁的方法技术领域[0001]本发明涉及镍铁的制备，具体地指一种用中低品位红土镍矿制备高品位镍铁的方法，属于冶金技术领域。背景技术[0002]镍具有较好的耐腐蚀，耐高温，防锈等性能，广泛应用于不锈钢和合金钢等钢铁制造领域。全球不锈钢产量的快速增长加速了原生镍资源的消费。原生镍资源主要来源于硫化镍矿和红土镍矿，硫化镍矿经过长期的开采而逐渐枯竭，红土镍矿成为原生镍资源的主要来源。全球红土镍矿的平均镍含量只有1.28％，伴生含有大量的硅镁酸盐以及铁氧化物，不仅增加了处理难度，而且铁氧化物的还原制约了镍铁产品的镍品位。[0003]红土镍矿的选择性还原，由于镍、铁氧化物以“异质同构”的形式赋存在绿泥石和蛇纹石中，增加了还原处理的难度，选择性还原不利于镍资源的回收。[0004]发明专利(CN104498733A2015.04.08)公开了一种提高红土镍矿碳热还原选择性的方法，在红土镍矿中添加含硫助剂，采用碳热还原-分选工艺制得镍铁产品。在含硫助剂的作用下，部分铁氧化物与助剂中的硫结合转化为FeS，而镍氧化物还原成金属镍。但是FeS并没有进入脉石中，而是与金属铁形成Fe-FeS固溶体存在于金属颗粒中，磁选并不能将硫化亚铁和金属分离，所得产品中全铁含量并没有降低，反而硫含量偏高。[0005]火法冶炼红土镍矿制备镍铁合金，为实现镍资源的高效回收，将镍氧化物充分还原，同时不可避免的将铁氧化物还原。对金属化红土镍矿进行选择性氧化处理，将铁氧化进入脉石中，从而实现铁、镍分离制备出高品位的镍铁合金。发明内容[0006]本发明目的在于克服上述现有技术的不足而提出一种用中低品位红土镍矿制备高品位镍铁的方法，该方法针对中低品位红土镍矿，采用固体碳自还原将红土镍矿中的铁、镍氧化物充分还原成金属铁和镍，再用CO