用含鎳蛇紋石富集鎳精礦的方法
【專利摘要】本發明涉及用含鎳蛇紋石富集鎳精礦的方法，屬于有色金屬冶金領域。本發明所解決的技術問題是提供了一種用含鎳蛇紋石富集鎳精礦的方法。本發明用含鎳蛇紋石富集鎳精礦的方法包括如下步驟：a、按重量份取含鎳蛇紋石80～110份，碳酸鈉2～3份，C質還原劑4～25份，混勻，造球得到球團礦；其中，所述的含鎳蛇紋石中的鎳品位為0.2～0.9%；b、a步驟所得球團礦于700～950℃焙燒1～3h；c、冷卻、破碎，于磁場強度8000～12000高斯下磁選，得到鎳精礦。
【專利說明】用含鎳蛇紋石富集鎳精礦的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及用含鎳蛇紋石富集鎳精礦的方法，屬于有色金屬冶金領域。
【背景技術】
[0002] 鎳是一種銀白色金屬，它具有良好的機械強度和延展性，難熔耐高溫，并具有很高的化學穩定性，在空氣中不氧化等特征，因此是一種十分重要的有色金屬原料，被用來制造不銹鋼、高鎳合金鋼和合金結構鋼，廣泛用于飛機、雷達、導彈、坦克、艦艇、宇宙飛船、原子反應堆等各種軍工制造業。在民用工業中，鎳常制成結構鋼、耐酸鋼、耐熱鋼等大量用于各種機械制造業。鎳還可作陶瓷顏料和防腐鍍層，鎳鈷合金是一種永磁材料，廣泛用于電子遙控、原子能工業和超聲工藝等領域，在化學工業中，鎳常用作氫化催化劑。近年來，在彩色電視機、磁帶錄音機和其他通訊器材等方面鎳的用量也正在迅速增加。總之，由于鎳具有優良性能，已成為發展現代航空工業、國防工業和建立人類高水平物質文化生活的現代化體系不可缺少的金屬。
[0003]目前，已知的鎳礦石有50多種，主要以硫化礦形式和氧化礦形式存在。而還原鎳礦的方法也有很多，如:Tetsuya Watanabe等“日本大江山廠用直接還原娃鎂鎳礦法生產鎳鐵”，《有色冶煉》1989.3公開了一種鎳礦石還原方法，該方法采用硅鎂鎳礦、無煙煤、焦粉、低磷煤和石灰石等混合后壓團，然后經熔煉、選礦，得到鎳鐵，通過30多年不斷改進工藝條件，其鎳回收率達到了 95%。但是，該文并未公開一些具體的工藝和工藝參數，而且該方法僅僅適用于聞品位(2%左右)的鎮礦石冶煉。
[0004]隨著鎳需求量的增加，以及鎳資源的逐漸枯竭，鎳礦石的冶煉技術的研究逐漸由高品位鎳礦石轉移到低品位鎳礦石上。如:申請號為CN200810058737.3，發明名稱為“回轉窯紅土鎳礦富集鎳鐵精礦的方法”，該方法將紅土鎳礦破碎與碳質還原劑和復合添加劑(添加劑為氯化鈉、氯化鈣、石灰石、黃鐵礦或螢石中的一種或混合物)攪拌混合，用壓球機或制球機制成球團，進入回轉窯還原焙燒，利用回轉窯前部余熱進行球團干燥及預熱，回轉窯高溫區距窯口 9-10米處，高溫區溫度控制在1000-1300°C，焙燒時間為0.5-2小時，干燥球團進入窯口高溫區還原焙燒，所得的焙燒料經水淬，濕法球磨后，采用磁場強度3000-5000高斯的磁選機進行選別，得到高品位的鎳鐵精礦。該方法能夠將鎳品位I-1.25%的紅土鎳礦富集成鎳品位為5-13%鎳精礦，鎳回收率為85-93% ;能夠將鐵品位從8-25%富集成30-75%，回收率為60-85%。但是，該方法也僅僅適合于鎳品位大于1%的鎳礦石的富集，而對于鎂含量較高，且鎳品位更低的含鎳蛇紋石礦石，則該方法不能適用。另外，該方法采用的是氯化鈉為主的復合添加劑，生成的HCl對環境也會造成污染。
[0005]又如:申請號為200910084574.0，發明名稱為“用蛇紋石礦物真空碳熱還原制備金屬鎂及副產品的方法”，其以含鎳蛇紋石為原料，按照蛇紋石中的硅酸鎂被完全還原所需碳的理論量的I-2倍配入碳質還原劑，并添加催化劑(所用催化劑為氟化鹽)，混合均勻得到混合原料，將混合原料壓制成球狀或塊狀的球團并進行干燥。將干燥后的球團料裝入真空爐中，爐內真空度控制在10-500Pa，升溫至500-700°C，保溫20-60min以脫去結晶水并使物料焦結；保持爐內真空度，升溫至1200-1500°C，恒溫30-60min還原硅酸鎂及金屬鐵、鎳的氧化物。還原出的鎂蒸汽在鎂冷凝器上冷凝為結晶鎂，爐渣中的金屬鐵和金屬鎳通過磁選回收，經過磁選的爐渣經過脫碳提純后成為工業碳化硅。該方法通過加入氟化鹽破壞蛇紋石的結構，從而實現了低品位(鎳品位小于1%)含鎳蛇紋石的鎳富集，但是該方法僅僅能夠將鎳品位從0.2%左右富集到1.96%左右，另外，其催化劑采用含氟產品，不利于操作人員的身體健康。
【發明內容】
[0006]本發明所要解決的技術問題是提供一種用含鎳蛇紋石富集鎳精礦的方法。
[0007]本發明用含鎳蛇紋石富集鎳精礦的方法包括如下步驟:
[0008]a、按重量份取含鎳蛇紋石80-110份，碳酸鈉2-3份，C質還原劑4-25份，混勻，造球得到球團礦；其中，所述的含鎳蛇紋石中的鎳品位為0.2-0.9% ；
[0009]b、a步驟所得球團礦于700-950°C焙燒I-3h ;
[0010]C、冷卻、破碎，于磁場強度8000-12000高斯下磁選，得到鎳精礦。
[0011]其中，本發明用含鎳蛇紋石富集鎳精礦的方法，a步驟中的碳酸鈉作為添加劑使用。本發明方法通過采用碳酸鈉作為添加劑，不僅可以減少或避免環境污染，更為重要的是其可以提高鎳精礦的鎳品位。進一步的，如果碳酸鈉添加量過少，則難以達到上述效果，而如果碳酸鈉添加量過多，則會影響鎳的回收率，經過本發明發明人的大量實驗研究發現，80-110重量份的含鎳蛇紋石，添加碳酸鈉2-3份較為合適。
[0012]進一步的，作為優選的技術方案，上述a步驟中優選按重量份取含鎳蛇紋石100份，碳酸鈉2.5份，C質還原劑15份。
[0013]其中，上述的含鎳蛇紋石可以為常見的低品位鎳蛇紋石，優選適用鎳品位為0.4-0.8%的含鎳蛇紋石。本發明方法尤其適用于SiO2和MgO含量較高的含鎳蛇紋石，比如，主要成分的重量含量如下的鎳蛇紋石=SiO2 42-46%，MgO 30-36%，Fe2O3 12-17%,Al2O3 2 -5%，Ni 0.4 -0.8%, CaO 0.5 -1.0%。
[0014]其中，上述的C質還原劑可以為常規的碳質還原劑，如:為石油焦、半焦、低灰分煙煤、木炭或焦炭。
[0015]其中，本發明方法所得鎳精礦中的鎳是以氧化鎳形式存在的。
[0016]本發明方法可以將鎳礦石由較低品位富集成高品位的鎳精礦，且該方法完全適合于鎂含量較高的含鎳蛇紋石的鎳富集，本發明方法可以將鎳礦石的鎳品位由0.2-0.9%富集到3%以上，鎳回收率可以達到94%以上，滿足了低品位鎳礦石的開采、冶煉要求，另外，本發明方法采用的添加劑環保、無毒，有利于操作人員的身體健康。本發明為低品位鎳礦石的冶煉，特別是高鎂低品位鎳礦石的冶煉提供了一種新的方法，具有廣闊的應用前景。
【具體實施方式】
[0017]本發明用含鎳蛇紋石富集鎳精礦的方法包括如下步驟:
[0018]a、按重量份取含鎳蛇紋石80-110份,碳酸鈉2-3份，C質還原劑4-25份，混勻，造球得到球團礦；其中，所述的含鎳蛇紋石中的鎳品位為0.2-0.9% ；
[0019]b、a步驟所得球團礦于700-950°C焙燒I-3h ;[0020]C、冷卻、破碎，于磁場強度8000-12000高斯下磁選，得到鎳精礦。
[0021]其中，本發明用含鎳蛇紋石富集鎳精礦的方法，a步驟中的碳酸鈉作為添加劑使用。本發明方法通過采用碳酸鈉作為添加劑，不僅可以減少或避免環境污染，更為重要的是其可以提高鎳精礦的鎳品位。進一步的，如果碳酸鈉添加量過少，則難以達到上述效果，而如果碳酸鈉添加量過多，則會影響鎳的回收率，經過本發明發明人的大量實驗研究發現，80-110重量份的含鎳蛇紋石，添加碳酸鈉2-3份較為合適。
[0022]進一步的，作為優選的技術方案，上述a步驟中優選按重量份取含鎳蛇紋石100份，碳酸鈉2.5份，C質還原劑15份。
[0023]其中，上述的含鎳蛇紋石可以為常見的低品位鎳蛇紋石，優選適用鎳品位為0.4-0.8%的含鎳蛇紋石。本發明方法尤其適用于SiO2和MgO含量較高的含鎳蛇紋石，比如，主要成分的重量含量如下的鎳蛇紋石=SiO2 42-46%，MgO 30-36%，Fe2O3 12-17%,Al2O3 2 -5%，Ni 0.4 -0.8%, CaO 0.5 -1.0%。
[0024]其中，上述的C質還原劑可以為常規的碳質還原劑，如:為石油焦、半焦、低灰分煙煤、木炭或焦炭。
[0025]其中，本發明方法所得鎳精礦中的鎳是以氧化鎳形式存在的。
[0026]下面結合實施例對本發明的【具體實施方式】做進一步的描述，并不因此將本發明限制在所述的實施例范圍之中。
[0027]實施例1采用本發明方法富集鎳精礦
[0028]取鎳礦石80kg,添加劑碳酸鈉2kg,焦炭6kg,混勻，造球得到球團礦；所得球團礦于700°C焙燒3h ;冷卻、破碎，于磁場強度8000高斯下磁選，得到鎳精礦。其中，所用的鎳礦石為紅土鎳礦(含鎳蛇紋石)，其主要成分的含量為=SiO2 42%, MgO 35%, Fe20315%, Al2O3 4%，Ni 0.2%, CaO 0.5%。
[0029]經測定，所得鎳精礦中的鎳是以氧化鎳形式存在，所得鎳精礦中的鎳品位為1.8%，鐵品位(以Fe2O3計)為20%，鎳回收率為90%。
[0030]實施例2采用本發明方法富集鎳精礦
[0031]取鎳礦石110kg,添加劑碳酸鈉3kg,焦炭25kg,混勻，造球得到球團礦；所得球團礦于950°C焙燒Ih ;冷卻、破碎，于磁場強度12000高斯下磁選，得到鎳精礦。其中，所用的鎳礦石(含鎳蛇紋石)中的主要成分的含量為=SiO2 46%，MgO 32%，Fe2O3 12%，Al2O3 2%，Ni0.4%, CaO 1.0%。
[0032]經測定，所得鎳精礦中的鎳是以氧化鎳形式存在，所得鎳精礦中的鎳品位為2.0%，鐵品位(以Fe2O3計)為21%，鎳回收率為92%。
[0033]實施例3采用本發明方法富集鎳精礦
[0034]取鎳礦石95kg,添加劑碳酸鈉2.5kg,石油焦IOkg,混勻,造球得到球團礦；所得球團礦于800°C焙燒2h ;冷卻、破碎，于磁場強度10000高斯下磁選，得到鎳精礦。其中，所用的鎳礦石(含鎳蛇紋石)中的主要成分的含量為:SiO2 45%,MgO 30%,Fe2O3 17%,Al2O3 5%,Ni
0.9%, CaO 0.5%.
[0035]經測定，所得鎳精礦中的鎳是以氧化鎳形式存在，所得鎳精礦中的鎳品位為3.0%，鐵品位(以Fe2O3計)為19%，鎳回收率為94%。
[0036]實施例4采用本發明方法富集鎳精礦[0037]取鎳礦石100kg,添加劑碳酸鈉2.8kg,焦炭20kg,混勻，造球得到球團礦；所得球團礦于800°C焙燒2.5h ;冷卻、破碎，于磁場強度11000高斯下磁選，得到鎳精礦。其中，所用的鎳礦石(含鎳蛇紋石)中的主要成分的含量為=SiO2 44%,MgO 33%,Fe2O3 17%,Al2O3 2%，Ni 0.8%, CaO 0.8%。
[0038]經測定，所得鎳精礦中的鎳是以氧化鎳形式存在，所得鎳精礦中的鎳品位為2.3%，鐵品位(以Fe2O3計)為25%，鎳回收率為92%。
[0039]實施例5采用本發明方法富集鎳精礦
[0040]取鎳礦石100kg,添加劑碳酸鈉2.5kg,焦炭16kg,混勻，造球得到球團礦；所得球團礦于850°C焙燒2h ;冷卻、破碎，于磁場強度9000高斯下磁選，得到鎳精礦。其中，所用的鎳礦石(含鎳蛇紋石)中的主要成分的含量為=SiO2 45%，MgO 35%，Fe2O3 15%，Al2O3 3%，Ni0.8%, CaO 0.6%ο
[0041]經測定， 所得鎳精礦中的鎳是以氧化鎳形式存在，所得鎳精礦中的鎳品位為2.8%，鐵品位(以Fe2O3計)為20%，鎳回收率為91%。
[0042]試驗例I采用氯化鈉作為添加劑
[0043]取鎳礦石80kg,添加劑氯化鈉2kg,焦炭6kg,混勻，造球得到球團礦；所得球團礦于700°C焙燒3h ;冷卻、破碎，于磁場強度8000高斯下磁選，得到鎳精礦。其中，所用的鎳礦石(含鎳蛇紋石)的主要成分的含量與實施例1相同。
[0044]經測定,所得鎳精礦中的鎳品位為1.0%,鐵品位(以Fe2O3計)為19%,鎳回收率為83%。
[0045]試驗例2采用氟化鈉作為添加劑
[0046]取鎳礦石80kg,添加劑氟化鈉2kg,焦炭6kg,混勻，造球得到球團礦；所得球團礦于700°C焙燒3h ;冷卻、破碎，于磁場強度8000高斯下磁選，得到鎳精礦。其中，所用的鎳礦石的主要成分的含量與實施例1相同。
[0047]經測定，所得鎳精礦中的鎳品位為1.5%，鐵品位(以Fe2O3計)為20%，鎳回收率為86%。從上述實施例可以看出，采用本發明方法可以將鎳礦石由較低品位富集成高品位的鎳精礦。從實施例1以及試驗例1、2還可以看出，同等工藝條件下，本發明實施例1的鎳回收率和所得鎳品位明顯最好。
【權利要求】
1.用含鎳蛇紋石富集鎳精礦的方法，其特征在于包括如下步驟: a、按重量份取含鎳蛇紋石80-110份，碳酸鈉2-3份，C質還原劑4-25份，混勻，造球得到球團礦；其中，所述的含鎳蛇紋石中的鎳品位為0.2-0.9% ； b、a步驟所得球團礦于700-950°C焙燒I-3h; C、冷卻、破碎，于磁場強度8000-12000高斯下磁選，得到鎳精礦。
2.根據權利要求要求I所述的用含鎳蛇紋石富集鎳精礦的方法，其特征在于:a步驟中按重量份取含鎳蛇紋石100份，碳酸鈉2.5份，C質還原劑15份。
3.根據權利要求要求I或2所述的用含鎳蛇紋石富集鎳精礦的方法，其特征在于:所述的含鎳蛇紋石中的鎳品位為0.4-0.8%。
4.根據權利要求要求3所述的用含鎳蛇紋石富集鎳精礦的方法，其特征在于:所述的含鎳蛇紋石，其主要成分的重量含量為SiO2 42-46%，MgO 30-36%，Fe203 12-17%，A12032-5%，Ni 0.4 -0.8%, CaO 0.5 -1.0%。
5.根據權利要求要求I所述的用含鎳蛇紋石富集鎳精礦的方法，其特征在于:所述的C質還原劑為石油焦、半焦、低灰`分煙煤、木炭或焦炭。
【文檔編號】C22B1/14GK103451417SQ201310441497
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年9月25日 優先權日:2013年9月25日
【發明者】丁泓兵, 汪玉濤 申請人:會理瑞志鎳鎂礦業有限責任公司