1.本發(fā)明屬于冶金技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種處理紅土鎳礦浸出渣和黃鈉鐵礬渣的混合物的方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

2.紅土鎳礦是目前新能源行業(yè)獲取鎳原材料的一種重要途徑，是眾多企業(yè)看重的重要資源戰(zhàn)略領(lǐng)域。近幾年，隨著新能源電動(dòng)車市場的快速發(fā)展，紅土鎳礦的資源開發(fā)規(guī)?？焖贁U(kuò)大，紅土鎳礦濕法冶煉產(chǎn)生的渣量非常大，其中使用鐵礬法除鐵產(chǎn)生鐵礬渣中鐵的綜合回收利用顯得非常必要。

3.目前紅土鎳礦濕法冶煉方法有兩種，褐鐵礦型紅土鎳礦大多采用高壓酸浸工藝(hpal)，腐泥礦型紅土鎳礦大多采用常壓酸浸工藝，常壓酸浸工藝對(duì)設(shè)備、控制的要求較低，投資成本較低，技術(shù)門檻較低，在國內(nèi)應(yīng)用較多；但常壓浸出工藝除鐵會(huì)產(chǎn)生大量的紅土鎳礦浸出渣和黃鈉鐵礬渣的混合物，黃鈉鐵礬渣在常溫環(huán)境中化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，容易分解，長期堆存會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染，還有目前使用鐵礬法除鐵產(chǎn)生鐵礬渣中鐵和鎳回收后，鐵和鎳的品位都不太高。

4.因此，亟需研發(fā)一種處理紅土鎳礦浸出渣和黃鈉鐵礬渣的混合物并實(shí)現(xiàn)綜合回收利用的方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

5.本發(fā)明旨在至少解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明提出一種處理紅土鎳礦浸出渣和鐵礬渣混合物的方法和應(yīng)用，在該方法中，通過還原焙燒將紅土鎳礦浸出渣和黃鈉鐵礬渣的混合物(下稱鐵礬渣)中的鐵和鎳還原為鐵單質(zhì)和鎳單質(zhì)，利于磁選回收，并將回收剩余的殘?jiān)鳛橹拼u或修路的原材料，實(shí)現(xiàn)了紅土鎳礦浸出渣和黃鈉鐵礬渣的混合物的綜合回收利用，為此類廢渣的處理提供了可行的方案。

6.為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

7.一種處理鐵礬渣的方法，包括以下步驟：

8.(1)將鐵礬渣進(jìn)行造粒，烘干，進(jìn)行一次焙燒，再加入還原劑，進(jìn)行二次焙燒，得到含金屬單質(zhì)的球團(tuán)；

9.(2)將所述含金屬單質(zhì)的球團(tuán)進(jìn)行水淬，球磨，磁選，得到鐵、鎳和硅鎂渣漿料；步驟(1)中，所述二次焙燒的溫度為950

?

1050℃，時(shí)間為1

?

2小時(shí)。

10.優(yōu)選地，步驟(1)中，所述鐵礬渣是由紅土鎳礦浸出液采用黃鈉鐵礬法除鐵后，過濾，即得。

11.反應(yīng)方程式為：6fe

3+

+4so

42

?

+2na

+

+12h2o

→

na2fe6(so4)4(oh)

12

↓

+12h

+

。

12.優(yōu)選地，步驟(1)中，所述鐵礬渣的主要成分為黃鈉鐵礬(na2fe6(so4)4(oh)

12

)、鎳、鎂、硅的氧化物及硫酸鹽。

13.優(yōu)選地，步驟(1)中，按質(zhì)量百分比計(jì)，所述鐵礬渣的主要元素組成為鎳0.3

?

0.6％、鐵15

?

22％、鎂8

?

12％、硅4

?

6％、水分40

?

50％。

14.優(yōu)選地，步驟(1)中，所述造粒是將鐵礬渣制成25

?

30mm的球團(tuán)。

15.優(yōu)選地，步驟(1)中，所述烘干的溫度為130

?

160℃。

16.優(yōu)選地，步驟(1)中，所述一次焙燒的溫度為750

?

800℃，時(shí)間為2

?

3小時(shí)。

17.反應(yīng)方程式為：na2fe6(so4)4(oh)

12

→

na2so4+3fe2o3+6h2o+3so3。

18.優(yōu)選地，步驟(1)中，所述還原劑為煤粉。

19.優(yōu)選地，步驟(1)中，所述還原劑與鐵礬渣的質(zhì)量比為1：(9.5

?

10.5)。

20.優(yōu)選地，步驟(1)中，所述二次焙燒的氣氛為還原性氣氛，所述還原性氣氛的氣體為一氧化碳。

21.優(yōu)選地，步驟(1)中，所述二次焙燒的溫度為950

?

1050℃，時(shí)間為1

?

2小時(shí)。

22.反應(yīng)方程式為：2fe2o3+3c＝4fe+3co2。

23.2nio+2c＝2ni+co2。

24.二次焙燒需控制溫度不大于1050℃，使球團(tuán)處在半熔融狀態(tài)，使得鐵和鎳以單質(zhì)形式存在于球團(tuán)，當(dāng)大于1050℃，會(huì)出現(xiàn)熔融狀態(tài)，鐵和鎳部分可能以合金形式存在。

25.優(yōu)選地，步驟(2)中，還包括對(duì)所述含金屬單質(zhì)的球團(tuán)分離出金屬單質(zhì)后，所得到的硅鎂渣漿料進(jìn)行回用的操作。

26.即還包括對(duì)所述硅鎂渣漿料進(jìn)行壓濾脫水，得到濾渣和濾液，取濾渣制磚或修路，濾液返回水淬和球磨工序循環(huán)使用。

27.優(yōu)選地，步驟(2)中，所述水淬是將二次焙燒后的球團(tuán)用水急冷為2

?

5mm的顆粒。

28.優(yōu)選地，步驟(2)中，所述球磨后的球團(tuán)的粒徑d80≤150μm。

29.優(yōu)選地，步驟(2)中，所述磁選為濕式磁選；所述磁選強(qiáng)度為150

?

400mt。

30.本發(fā)明還提供所述的方法在回收有價(jià)金屬中的應(yīng)用。

31.相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果如下：

32.1、本發(fā)明的方法充分利用了紅土鎳礦硫酸常壓浸出和黃鈉鐵礬法除鐵所產(chǎn)生的鐵礬渣，利用鐵礬渣高溫下易分解的特性，將分解后形成的fe2o3使用煤粉還原，再利用水淬球磨磁選工藝回收了鐵和鎳有價(jià)金屬，將鐵礬渣利用高溫分解為性質(zhì)穩(wěn)定的硅鎂渣，實(shí)現(xiàn)了鐵礬渣的無害化處理，解決了低品位紅土鎳礦常壓硫酸浸出的尾渣及除鐵產(chǎn)生的黃鈉鐵礬渣的處置問題。

附圖說明

33.下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說明，其中：

34.圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的工藝流程圖。

具體實(shí)施方式

35.以下將結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的構(gòu)思及產(chǎn)生的技術(shù)效果進(jìn)行清楚、完整地描述，以充分地理解本發(fā)明的目的、特征和效果。顯然，所描述的實(shí)施例只是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部實(shí)施例，基于本發(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的其他實(shí)施例，均屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

36.實(shí)施例1

37.本實(shí)施例的處理鐵礬渣的方法，包括以下步驟：

38.s1、將鐵礬渣使用造粒機(jī)制成球團(tuán)，并在150℃的溫度下進(jìn)行烘干，得到25

?

30mm的球團(tuán)；

39.s2、將烘干后的球團(tuán)裝爐，在750℃的溫度下焙燒2小時(shí)，噴入煤粉(質(zhì)量為鐵礬渣的10％)，在1050℃的還原性一氧化碳?xì)夥障逻M(jìn)行二次焙燒時(shí)間為90min，得到含鐵和鎳單質(zhì)的球團(tuán)；

40.s3、將焙燒后的球團(tuán)出爐用水急冷，形成2

?

5mm的水淬粒料，加水球磨至粒徑d80≤150μm，使用濕式弱磁磁選機(jī)進(jìn)行磁選，分離出鐵、鎳等有價(jià)金屬，金屬回收率可達(dá)90％以上；

41.s4、將剩余的硅鎂渣漿料進(jìn)行使用板框壓濾機(jī)進(jìn)行脫水后，制磚或修筑道路，濾液無需處理直接返回水淬和球磨工序循環(huán)使用。

42.圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的工藝流程圖，從圖1可得，將紅土鎳礦常壓浸出后的浸出液采用黃鈉鐵礬法除鐵工序中，產(chǎn)生的鐵礬渣經(jīng)過制球烘干、一段焙燒、二段還原焙燒、水萃、球磨、磁選分離，大部分鐵、鎳得到回收，剩余的硅鎂渣經(jīng)過脫水可用于制磚或修路的原材料，流程中的水繼續(xù)返回球磨、磁選工序使用。

43.實(shí)施例2

44.本實(shí)施例的處理鐵礬渣的方法，包括以下步驟：

45.s1、將鐵礬渣使用造粒機(jī)制成球團(tuán)，并在150℃的溫度下進(jìn)行烘干，得到25

?

30mm的球團(tuán)；

46.s2、將烘干后的球團(tuán)裝爐，在800℃的溫度下焙燒2小時(shí)，焙燒后的物料，噴入煤粉(質(zhì)量為鐵礬渣的10％)，在1000℃的還原性一氧化碳?xì)夥障逻M(jìn)行二次焙燒時(shí)間為90min，得到含鐵和鎳單質(zhì)的球團(tuán)；

47.s3、將焙燒后的球團(tuán)出爐用水急冷，形成2

?

5mm的水淬粒料，加水球磨至粒徑d80≤150μm，使用磁選強(qiáng)度為400mt濕式弱磁磁選機(jī)進(jìn)行磁選，即可分離出鐵、鎳等有價(jià)金屬，金屬回收率可達(dá)90％以上；

48.s4、將剩余的硅鎂渣漿料使用板框壓濾機(jī)進(jìn)行脫水后，制磚或修筑道路，濾液無需處理直接返回水淬和球磨工序循環(huán)使用。

49.實(shí)施例3

50.本實(shí)施例的處理鐵礬渣的方法，包括以下步驟：

51.s1、將鐵礬渣使用造粒機(jī)制成球團(tuán)，并在150℃的溫度下進(jìn)行烘干，得到25

?

30mm的球團(tuán)；

52.s2、將烘干后的球團(tuán)裝爐，在800℃的溫度下焙燒2小時(shí)，焙燒后的物料，噴入煤粉(質(zhì)量為鐵礬渣的10％)，在950℃的還原性一氧化碳?xì)夥障孪逻M(jìn)行二次焙燒時(shí)間為90min，得到含鐵和鎳單質(zhì)的球團(tuán)；

53.s3、將焙燒后的球團(tuán)出爐用水急冷，形成2

?

5mm的水淬粒料，加水球磨至粒徑d80≤150μm，使用磁選強(qiáng)度為400mt濕式弱磁磁選機(jī)進(jìn)行磁選，得到鐵、鎳等有價(jià)金屬，鐵、鎳金屬回收率可達(dá)90％以上；

54.s4、將剩余的硅鎂渣漿料進(jìn)行使用板框壓濾機(jī)進(jìn)行脫水后，制磚或修筑道路，濾液無需處理直接返回水淬和球磨工序循環(huán)使用。

55.實(shí)施例4

56.本實(shí)施例的處理鐵礬渣的方法，包括以下步驟：

57.s1、將鐵礬渣使用造粒機(jī)制成球團(tuán)，并在150℃的溫度下進(jìn)行烘干，得到25

?

30mm的球團(tuán)；

58.s2、將烘干后的球團(tuán)裝爐，在750℃的溫度下焙燒2小時(shí)，焙燒后的物料，噴入煤粉(質(zhì)量為鐵礬渣的10％)，在1050℃的還原性一氧化碳?xì)夥障逻M(jìn)行二次焙燒時(shí)間為90min，得到含鐵和鎳單質(zhì)的球團(tuán)；

59.s3、將焙燒后的球團(tuán)出爐用水急冷，形成2

?

5mm的水淬粒料，加水球磨至粒徑d80≤150μm，使用磁選強(qiáng)度為400mt濕式弱磁磁選機(jī)進(jìn)行磁選，分離出鐵、鎳等有價(jià)金屬，鐵、鎳金屬回收率可達(dá)90％以上；

60.s4、將剩余的硅鎂渣漿料進(jìn)行使用板框壓濾機(jī)進(jìn)行脫水后，制磚或修筑道路，濾液無需處理直接返回水淬和球磨工序循環(huán)使用。

61.對(duì)比例1

62.本對(duì)比例的處理鐵礬渣的方法，包括以下步驟：

63.s1、將鐵礬渣使用造粒機(jī)制成球團(tuán)，并在150℃的溫度下進(jìn)行烘干，得到25

?

30mm的球團(tuán)；

64.s2、將烘干后的球團(tuán)裝爐，噴入煤粉(質(zhì)量為鐵礬渣的20％)，在750

?

800℃的溫度下焙燒2小時(shí)，焙燒后的物料，得到含鐵和鎳單質(zhì)的球團(tuán)；

65.s3、將焙燒后的球團(tuán)出爐用水急冷，形成2

?

5mm的水淬粒料，加水球磨至80％≤150μm的粒徑，使用磁選強(qiáng)度為400mt濕式弱磁磁選機(jī)進(jìn)行磁選，即可分離出鐵、鎳等有價(jià)金屬，金屬回收率約80％以上；

66.s4、將剩余的硅鎂渣漿料進(jìn)行使用板框壓濾機(jī)進(jìn)行脫水后，制磚或修筑道路，濾液無需處理直接返回水淬和球磨工序循環(huán)使用。

67.對(duì)比例2

68.與實(shí)施例1的不同之處在于，將還原劑煤粉的量減少到8％。

69.對(duì)比例3

70.與實(shí)施例4的不同之處在于，第二次焙燒的溫度為1150℃。

71.表1實(shí)施例1

?

4的紅土鎳礦浸出渣和黃鈉鐵礬渣的混合物典型成分

72.成分(％)nifemgh2osi含量0.58188.648.66

73.表2

[0074][0075]

由表2可得，將原來的作為廢渣的鐵礬渣，利用本發(fā)明實(shí)施例1

?

4的方法，還原成鐵單質(zhì)和鎳單質(zhì)的品味好，回收率高，并且利用高溫將鐵礬渣分解為性質(zhì)穩(wěn)定的硅鎂渣，實(shí)現(xiàn)了鐵礬渣的無害化處理，解決了低品位紅土鎳礦常壓硫酸浸出的尾渣及除鐵產(chǎn)生的黃鈉鐵礬渣的處置問題。由對(duì)比例1可得將步驟s2中兩次焙燒改為一次焙燒，在鐵礬渣大部分沒有分解的情況下與煤粉形成的一氧化碳進(jìn)行接觸，還原效果并不明顯，造成還原劑的浪費(fèi)，增加了煤粉消耗，鐵鎳的回收率明顯下降；且鐵礬渣的分解在750

?

800℃的溫度下就能進(jìn)行，不需要把溫度升到1050℃，如果改為一次焙燒反而造成能源浪費(fèi)，不利于節(jié)能。

[0076]

由對(duì)比例2可得將步驟s2中還原劑煤粉的量減少到8％，由于還原劑量不足，不能產(chǎn)生足夠還原性氣氛，反應(yīng)緩慢，金屬回收率較低。由對(duì)比例3可得，大于1050℃會(huì)出現(xiàn)熔融狀態(tài)，鐵單質(zhì)和鎳單質(zhì)的品味下降，金屬回收率較低。

[0077]

上面對(duì)本發(fā)明實(shí)施例作了詳細(xì)說明，但是本發(fā)明不限于上述實(shí)施例，在所屬技術(shù)領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識(shí)范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下作出各種變化。此外，在不沖突的情況下，本發(fā)明的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。技術(shù)特征：

1.一種處理鐵礬渣的方法，其特征在于，包括以下步驟：(1)將鐵礬渣進(jìn)行造粒，烘干，進(jìn)行一次焙燒，再加入還原劑，進(jìn)行二次焙燒，得到含金屬單質(zhì)的球團(tuán)；(2)將所述含金屬單質(zhì)的球團(tuán)進(jìn)行水淬，濕法球磨，磁選，得到金屬和硅鎂渣漿料；步驟(1)中，所述二次焙燒的溫度為950

?

1050℃，時(shí)間為1

?

2小時(shí)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(1)中，所述鐵礬渣是由紅土鎳礦浸出液采用黃鈉鐵礬法除鐵后，過濾，即得。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(1)中，所述鐵礬渣的主要成分為黃鈉鐵礬、鎳、鎂、硅的氧化物及硫酸鹽。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(1)中，所述一次焙燒的溫度為750

?

800℃，時(shí)間為2

?

3小時(shí)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(1)中，所述還原劑為煤粉。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(1)中，所述二次焙燒的氣氛為還原性氣氛。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述還原性氣氛為一氧化碳?xì)怏w。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(2)中，還包括對(duì)所述含金屬單質(zhì)的球團(tuán)分離出金屬單質(zhì)后，所得到的硅鎂渣漿料進(jìn)行回用的操作。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(2)中，所述水淬是將二次焙燒后的球團(tuán)用水急冷為2

?

5mm的顆粒。10.權(quán)利要求1

?

9任一項(xiàng)所述的方法在處理紅土鎳礦浸出液除鐵所得到的鐵礬渣中的應(yīng)用。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明公開了一種處理紅土鎳礦浸出渣和鐵礬渣混合物的方法和應(yīng)用，包括以下步驟：將鐵礬渣進(jìn)行造粒，烘干，進(jìn)行一次焙燒，再加入還原劑，進(jìn)行二次焙燒，得到含金屬單質(zhì)的球團(tuán)；將含金屬單質(zhì)的球團(tuán)進(jìn)行水淬，球磨，磁選，得到鐵、鎳和硅鎂渣漿料。本發(fā)明的方法充分利用了紅土鎳礦硫酸常壓浸出和黃鈉鐵礬法除鐵所產(chǎn)生的鐵礬渣，利用鐵礬渣高溫下易分解的特性，將分解后形成的Fe2O3使用煤粉還原，再利用水淬球磨磁選工藝回收了鐵和鎳有價(jià)金屬，將鐵礬渣利用高溫分解為性質(zhì)穩(wěn)定的硅鎂渣，實(shí)現(xiàn)了鐵礬渣的無害化處理，解決了低品位紅土鎳礦常壓硫酸浸出的尾渣及除鐵產(chǎn)生的黃鈉鐵礬渣的處置問題。置問題。置問題。

技術(shù)研發(fā)人員：袁科 劉紅 譚世奇 葉民杰 唐紅輝 劉希泉 李長東

受保護(hù)的技術(shù)使用者：湖南邦普循環(huán)科技有限公司 湖南邦普汽車循環(huán)有限公司

技術(shù)研發(fā)日：2021.06.30

技術(shù)公布日：2021/10/23