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红土镍矿冶炼技术路线:火法工艺发展早且成熟,湿法工艺未来或将成主流工艺

发布时间:2021-03-12  来源:立鼎产业研究网  点击量: 3847 

——分类:红土镍矿主要分为镁质硅酸盐型、褐铁矿型和中间型三大类

红土镍矿主要分为镁质硅酸盐型、褐铁矿型和中间型三大类。典型红土镍矿成分如下表所示。其中,镁质硅酸盐型红土镍矿适合于采用火法工艺,褐铁矿型红土镍矿适合于湿法或生物法工艺,中间型红土镍矿采用湿法或火法均可。

红土镍矿(氧化镍矿)典型类型及成分(单位:%


来源:CNKI

——工艺:处理红土镍矿主要有火法工艺、湿法工艺、生物浸出及微波三种方法

火法工艺发展较早且较为成熟,工业应用广泛。含镍生铁冶炼主要包括回转窑-矿热炉镍铁工艺(RKEF 工艺)以及高炉冶炼工艺等两种主流冶炼工艺;电解镍主要包括硫化镍火法工艺,其核心工序包括熔炼、低冰镍吹炼、磨浮以及电解精炼等四道工序。火法工艺适用于处理镍品位较高的红土镍矿,其工艺流程简单、镍回收率高,但其耗能大,且尾渣资源的利用是一项急需解决的问题。目前处理中低品位的镍红土矿的主要方法是湿法工艺,其生产成本比火法工艺低,不足是处理工艺复杂、流程长、工艺条件对设备要求高。

由于高品位红土镍矿日益减少,湿法浸出处理低品位红土镍矿将是日后镍冶炼的主流工艺。对比火法工艺而言,湿法处理工艺中还原焙烧常压氨浸工艺和高压酸浸工艺具有能耗低、环境温和等特点。以还原焙烧-常压氨浸工艺和高压酸浸工艺为主。其中,还原焙烧-常压氨浸工艺使镍及氧化镍最大限度还原成金属镍,然后采用氨浸出,将金属镍溶解为镍氨络合物,经蒸馏塔蒸馏后得到浆状碱式碳酸镍,送入煅烧窑内进行干燥和煅烧后得到NiO,经进一步还原得到金属镍。而高压酸浸工艺适合于处理低镁(铝)高铁类型的红土镍矿。其基本工序为将红土镍矿制备成矿浆,然后将矿浆

输入到250~270℃、4~5MPa 高温高压反应釜中并用硫酸溶解镍、铁、硅、铝等元素;反应完全后,控制溶液的PH 值,将铁、铝等杂质元素水解沉淀进入到渣中,最后对溶液中的镍元素进行硫化氢沉淀,从而使金属镍与脉石得以分离。高压酸浸工艺可较为经济的处理镁含量小于5%、镍含量在1.3%以上的低品位红土镍矿。

生物浸出工艺及微波工艺正在新兴发展,其优势是火法和湿法不具备的,但是其离工业化生产还有一段距离。根据李小明等于2014 年发表于《材料导报》期刊的《红土镍矿冶炼工艺研究现状及进展》论文,生物浸出工艺有真菌衍生物有机酸浸出、异样微生物直接浸出等工艺。真菌衍生物有机酸浸出又称为酸溶液络合浸出。微生物增值过程中产生的有机酸与金属氧化物反应生成络合物而被微生物浸出。而微波对矿物的加热具有选择性通过微波对红土镍矿进行加热时,会直接加热矿中含镍的矿物,而不加热矿物中的矿石,且微波预处理能去除一部分水分,使矿中矿相发生改变减轻后续处理负荷,达到一定的预还原目的。

红土镍矿(氧化镍矿)工艺类型及优缺点


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