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褐鐵型紅土鎳礦濕法冶金渣的處理方法

1277 編輯：中冶有色技術(shù)網(wǎng) 來源：酒泉鋼鐵（集團(tuán)）有限責(zé)任公司

2022-08-04 15:39:10

權(quán)利要求

1.褐鐵型紅土鎳礦濕法冶金渣的處理方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）對(duì)褐鐵型紅土鎳礦濕法冶金渣進(jìn)行干燥、破碎、潤磨預(yù)處理；

（2）向磨細(xì)后的渣中配入粘結(jié)劑并進(jìn)行混合造球；

（3）將造完球的球團(tuán)礦投入回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行磁化焙燒，并向回轉(zhuǎn)窯中噴入煤作為磁化焙燒的還原劑和加熱燃料；

（4）從回轉(zhuǎn)窯排出的磁化焙燒礦進(jìn)入間接冷卻裝置進(jìn)行冷卻；

（5）從間接冷卻裝置排出的磁化焙燒礦進(jìn)入磁選裝置得到鐵精礦。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述褐鐵型紅土鎳礦濕法冶金渣的處理方法，其特征在于，所述褐鐵型紅土鎳礦濕法冶金渣是褐鐵型紅土鎳礦經(jīng)過酸浸冶煉后得到的礦渣，該礦渣干基含鐵量為46～50%，所用的酸為硫酸。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述褐鐵型紅土鎳礦濕法冶金渣的處理方法，其特征在于，所述粘結(jié)劑為膨潤土，磨細(xì)后的濕法冶金渣與粘結(jié)劑的干基質(zhì)量配比為100：2～2.5。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述褐鐵型紅土鎳礦濕法冶金渣的處理方法，其特征在于，磁化焙燒的溫度為800～850℃，在窯時(shí)間為2～2.5小時(shí)，出窯料溫為650～750℃。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述褐鐵型紅土鎳礦濕法冶金渣的處理方法，其特征在于，所用的煤為高揮發(fā)分的褐煤，粒徑在0~15mm，揮發(fā)分在40%以上。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述褐鐵型紅土鎳礦濕法冶金渣的處理方法，其特征在于，將0~15mm高揮發(fā)分的褐煤進(jìn)行篩分，0~10mm的粉煤經(jīng)干燥磨細(xì)后通過燃燒器噴到回轉(zhuǎn)窯焙燒區(qū)前段和中段；10~15mm的粒煤通過噴槍噴到回轉(zhuǎn)窯焙燒區(qū)前段和中段。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述褐鐵型紅土鎳礦濕法冶金渣的處理方法，其特征在于，0~10mm的粉煤主要作為燃料用于控制窯溫，10~15mm的粒煤主要用于磁化焙燒還原；濕法冶金渣與粒煤的干基質(zhì)量比為100：2～2.5。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述褐鐵型紅土鎳礦濕法冶金渣的處理方法，其特征在于，間接冷卻裝置為間接冷卻式空氣冷卻器，磁化焙燒礦冷卻出來料溫降至400℃以下。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述褐鐵型紅土鎳礦濕法冶金渣的處理方法，其特征在于，磁選裝置采用濕式弱磁選裝置，磁選后的鐵精礦含鐵量達(dá)到63～65%。

說明書

技術(shù)領(lǐng)域

[0001]本發(fā)明屬于冶金和礦物工程技術(shù)領(lǐng)域，涉及鎳濕法冶金技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種褐鐵型紅土鎳礦濕法冶金渣的處理方法。

背景技術(shù)

[0002]全世界的鎳礦床主要分為硫化鎳礦床和氧化鎳礦床，其中氧化鎳型鎳礦床中的鎳占陸地鎳儲(chǔ)量的70%，由于鐵的氧化，礦的表面呈紅色，故稱紅土鎳礦。紅土鎳礦根據(jù)化學(xué)成分的不同，又可分為硅鎂型紅土鎳礦和褐鐵型紅土鎳礦。硅鎂型紅土鎳礦中鎳、硅、鎂的含量高，鐵、鈷含量低，宜采用火法冶金工藝處理可獲得鎳鐵或鎳生鐵；而褐鐵型紅土鎳礦中鐵、鈷的含量高，鎳、鎂的含量低，只能采取濕法冶金工藝處理生成硫化鎳鈷或氫氧化鎳鈷中間產(chǎn)物。但褐鐵型紅土鎳礦的鎳儲(chǔ)量占到紅土鎳礦資源的70%，故而其開發(fā)利用越來越受重視。

[0003]常用的褐鐵型紅土鎳礦的酸浸濕法冶金，冶煉渣量很大，其中含鐵量接近50%，主要以赤鐵礦形式存在。這樣的渣鐵品位還達(dá)不到鋼鐵廠的冶金原料標(biāo)準(zhǔn)，且常規(guī)處理方法難以資源化利用，目前基本采取筑壩堆存或者深海排放，既浪費(fèi)了資源，也容易污染環(huán)境。

發(fā)明內(nèi)容

[0004]本發(fā)明旨在提供一種褐鐵型紅土鎳礦濕法冶金渣的處理方法，以解決目前該濕法冶金渣存在的資源堆存浪費(fèi)和排放影響環(huán)境問題。

[0005]一種褐鐵型紅土鎳礦濕法冶金渣的處理方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）對(duì)褐鐵型紅土鎳礦濕法冶金渣進(jìn)行干燥、破碎、潤磨預(yù)處理；

所述褐鐵型紅土鎳礦濕法冶金渣是褐鐵型紅土鎳礦經(jīng)過酸浸冶煉后得到的礦渣，該礦渣干基含鐵量為46～50%，所用的酸為硫酸。

[0006]（2）向磨細(xì)后的渣中配入粘結(jié)劑并進(jìn)行混合造球；

所述粘結(jié)劑為膨潤土，磨細(xì)后的濕法冶金渣與粘結(jié)劑的干基質(zhì)量配比為100：2~2.5。

[0007]（3）將造完球的球團(tuán)礦投入回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行磁化焙燒，并向回轉(zhuǎn)窯中噴入煤作為磁化焙燒的還原劑和加熱燃料；

所用的煤為高揮發(fā)分的褐煤，粒徑在0~15mm，揮發(fā)分在40%以上。使用時(shí)將0~15mm高揮發(fā)分的褐煤進(jìn)行篩分，0~10mm的粉煤經(jīng)干燥磨細(xì)后通過燃燒器噴到回轉(zhuǎn)窯焙燒區(qū)前段和中段（焙燒區(qū)前段是指靠近回轉(zhuǎn)窯出料口一側(cè)）；10~15mm的粒煤通過噴槍噴到回轉(zhuǎn)窯焙燒區(qū)前段和中段。0~10mm粉煤主要作為燃料用于控制窯溫，10~15mm粒煤主要用于磁化焙燒還原；濕法冶金渣與粒煤的干基質(zhì)量比為100：2～2.5。

[0008]（4）從回轉(zhuǎn)窯排出的磁化焙燒礦進(jìn)入間接冷卻裝置進(jìn)行冷卻；

所述間接冷卻裝置為間接冷卻式空氣冷卻器，控制磁化焙燒礦冷卻出來料溫降至400℃以下。

[0009]（5）從間接冷卻裝置排出的磁化焙燒礦進(jìn)入磁選裝置得到鐵精礦。

[0010]所述磁選裝置采用濕式弱磁選裝置，磁選后的鐵精礦含鐵量達(dá)到63～65%。

[0011]應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù)方案，對(duì)褐鐵型紅土鎳礦濕法冶金渣進(jìn)行干燥、破碎、潤磨、造球處理，然后用高揮發(fā)分褐煤作為還原劑和加熱燃料的來源，在回轉(zhuǎn)窯中進(jìn)行磁化焙燒，排出的焙燒礦經(jīng)過空氣間接冷卻之后進(jìn)行濕式弱磁選，磁選后的鐵精礦可以作為燒結(jié)煉鐵原料，實(shí)現(xiàn)了大量的褐鐵型紅土鎳礦濕法冶金渣的資源化利用，并降低了冶金渣的堆存、排放成本和對(duì)環(huán)境的影響壓力。本工藝流程簡單，能耗和碳排放低，原輔料易得，尤其是高揮發(fā)分褐煤價(jià)格低廉。

附圖說明

[0012]圖1為本發(fā)明工藝流程圖。

具體實(shí)施方式

[0013]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清晰明了，下面結(jié)合實(shí)施例及附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

[0014]如圖1所示，該處理方法包括以下步驟：（1）對(duì)褐鐵型紅土鎳礦濕法冶金渣進(jìn)行干燥、破碎、潤磨預(yù)處理；（2）向磨細(xì)后的渣中配入粘結(jié)劑并進(jìn)行混合造球；（3）將造完球的球團(tuán)礦投入回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行磁化焙燒，并向回轉(zhuǎn)窯中噴入煤作為磁化焙燒的還原劑和加熱燃料；（4）從回轉(zhuǎn)窯排出的磁化焙燒礦進(jìn)入間接冷卻裝置進(jìn)行冷卻；（5）從間接冷卻裝置排出的磁化焙燒礦進(jìn)入磁選裝置得到鐵精礦。

[0015]褐鐵型紅土鎳礦濕法冶金渣是褐鐵型紅土鎳礦經(jīng)過硫酸酸浸冶煉后得到的礦渣，干燥后含鐵量為46%~50%。

[0016]優(yōu)選的，該濕法冶金渣與粘結(jié)劑的干基質(zhì)量配比為100：2~2.5。

[0017]優(yōu)選的，破碎后的濕法冶金渣與粘結(jié)劑混合造球得到10~20mm球團(tuán)。

[0018]優(yōu)選的，磁化焙燒的溫度為800～850℃，在窯時(shí)間為2～2.5小時(shí)，出窯料溫為650~750℃。

[0019]優(yōu)選的，所用的煤為高揮發(fā)分的褐煤，粒徑在0~15mm，揮發(fā)分在40%以上。

[0020]優(yōu)選的，將0~15mm高揮發(fā)分的褐煤進(jìn)行篩分，0~10mm的粉煤經(jīng)干燥磨細(xì)后通過燃燒器噴到回轉(zhuǎn)窯焙燒區(qū)前段和中段；10~15mm的粒煤通過噴槍噴到回轉(zhuǎn)窯焙燒區(qū)前段和中段。

[0021]優(yōu)選的，0~10mm粉煤主要作為燃料用于控制窯溫，10~15mm粒煤主要用于磁化焙燒還原，濕法冶金渣與粒煤的干基質(zhì)量比為100：2~2.5。

[0022]優(yōu)選的，混合球團(tuán)在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)從入窯端向出窯端翻滾移動(dòng)過程中，與窯內(nèi)高溫?zé)煔膺M(jìn)行輻射及對(duì)流傳熱，在回轉(zhuǎn)窯冶金焙燒區(qū)會(huì)發(fā)生以粒煤中的氫元素、Fe2O3中的鐵元素和氧元素、炭中的碳元素聯(lián)合主導(dǎo)的煤充分熱解過程、Fe2O3被還原成Fe3O4過程、水氣化炭過程的高度集成，我們把這個(gè)集成反應(yīng)叫做淺度氫冶金磁化焙燒。窯內(nèi)溫度、還原氣氛、還原時(shí)間作為三個(gè)重要因素，決定了磁化焙燒的效果是否達(dá)到以及有沒有過度還原。

[0023]優(yōu)選的，回轉(zhuǎn)窯排出的500~600℃煙氣進(jìn)入到濕法冶金渣和0~10mm高揮發(fā)份粉煤干燥機(jī)作為間接干燥熱源使用，經(jīng)過干燥機(jī)后可使煙氣溫度降低到150~200℃，低溫?zé)煔饨?jīng)凈化后由抽煙機(jī)抽出排放；

優(yōu)選的，在回轉(zhuǎn)窯前端和中端設(shè)置若干臺(tái)窯背風(fēng)機(jī)，窯背風(fēng)機(jī)將常溫空氣按工藝需求供入窯內(nèi)，可在作為助燃空氣調(diào)節(jié)窯內(nèi)溫度分布的同時(shí)，控制窯內(nèi)可燃及還原性氣體；

優(yōu)選的，間接冷卻裝置為間接冷卻式空氣冷卻器，應(yīng)盡量減少與空氣接觸，防止磁化焙燒礦二次氧化退磁，同時(shí)殘留的高溫炭也能起到還原性保護(hù)作用。焙燒礦冷卻出來料溫降至400℃以下，這時(shí)遇空氣表面部分Fe3O4雖被氧化但會(huì)轉(zhuǎn)化為強(qiáng)磁性γ-Fe2O3。

[0024]優(yōu)選的，間接冷卻裝置排出的300~400℃熱風(fēng)，可通入回轉(zhuǎn)窯作為粉煤燃燒的二次助燃風(fēng)，也利用了該熱源。

[0025]優(yōu)選的，冷卻后焙燒礦的磁選采用濕式弱磁選機(jī)。

[0026]優(yōu)選的，磁選后的鐵精礦含鐵量達(dá)到63～65%，可作為燒結(jié)煉鐵原料。

[0027]下面將結(jié)合實(shí)施例對(duì)本申請(qǐng)的褐鐵型紅土鎳礦濕法冶金渣的處理方法進(jìn)行詳細(xì)說明。

[0028]所用的濕法冶金渣TFe(總鐵)：47.3%；Al2O3：7.9%；MgO：3.2%，CaO：2.1%；SiO2%：3.4%；S：2.6%。

[0029]實(shí)施例1

將上述濕法冶金渣進(jìn)行干燥、破碎和潤磨，待磨細(xì)后與膨潤土按干基質(zhì)量比100：2.1混合造球（造球直徑10~20mm），然后將混合球團(tuán)投入回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行磁化焙燒，并向回轉(zhuǎn)窯中噴入上述高揮發(fā)分的褐煤（0~15mm）作為磁化焙燒的還原劑（10~15mm粒煤）和加熱燃料(0~10mm粉煤)，其中濕法冶金渣與10~15mm粒煤的干基質(zhì)量比為100：2.5，回轉(zhuǎn)窯窯溫820℃，在窯時(shí)間2小時(shí)，出窯料溫680℃；接著將出窯后的磁化焙燒礦送入間接冷卻裝置進(jìn)行冷卻，使磁化焙燒礦冷卻出來后料溫降至400℃ 以下，最后將冷卻后的焙燒礦采用濕式弱磁選裝置進(jìn)行磁選，磁選后的鐵精礦含鐵量達(dá)到63.1%。

[0030]實(shí)施例2

將上述濕法冶金渣進(jìn)行干燥、破碎和潤磨，待磨細(xì)后與膨潤土按干基質(zhì)量比100：2.2混合造球（造球直徑10~20mm），然后將混合球團(tuán)投入回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行磁化焙燒，并向回轉(zhuǎn)窯中噴入上述高揮發(fā)分的褐煤（0~15mm）作為磁化焙燒的還原劑（10~15mm粒煤）和加熱燃料(0~10mm粉煤)，其中濕法冶金渣與10~15mm粒煤的干基質(zhì)量比為100：2.4，回轉(zhuǎn)窯窯溫810℃，在窯時(shí)間2小時(shí)15分，出窯料溫670℃；接著將出窯后的磁化焙燒礦送入間接冷卻裝置進(jìn)行冷卻，使磁化焙燒礦冷卻出來后料溫降至400℃ 以下，最后將冷卻后的焙燒礦采用濕式弱磁選裝置進(jìn)行磁選，磁選后的鐵精礦含鐵量達(dá)到63.8%。

[0031]實(shí)施例3

將上述濕法冶金渣進(jìn)行干燥、破碎和潤磨，待磨細(xì)后與膨潤土按干基質(zhì)量比100：2.3混合造球（造球直徑10~20mm），然后將混合球團(tuán)投入回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行磁化焙燒，并向回轉(zhuǎn)窯中噴入上述高揮發(fā)分的褐煤（0~15mm）作為磁化焙燒的還原劑（10~15mm粒煤）和加熱燃料(0~10mm粉煤)，其中濕法冶金渣與10~15mm粒煤的干基質(zhì)量比為100：2.3，回轉(zhuǎn)窯窯溫830℃，在窯時(shí)間2小時(shí)30分，出窯料溫700℃；接著將出窯后的磁化焙燒礦送入間接冷卻裝置進(jìn)行冷卻，使磁化焙燒礦冷卻出來后料溫降至400℃ 以下，最后將冷卻后的焙燒礦采用濕式弱磁選裝置進(jìn)行磁選，磁選后的鐵精礦含鐵量達(dá)到63.3%。

[0032]實(shí)施例4

將上述濕法冶金渣進(jìn)行干燥、破碎和潤磨，待磨細(xì)后與膨潤土按干基質(zhì)量比100：2.4混合造球（造球直徑10~20mm），然后將混合球團(tuán)投入回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行磁化焙燒，并向回轉(zhuǎn)窯中噴入上述高揮發(fā)分的褐煤（0~15mm）作為磁化焙燒的還原劑（10~15mm粒煤）和加熱燃料(0~10mm粉煤)，其中濕法冶金渣與10~15mm粒煤的干基質(zhì)量比為100：2.4，回轉(zhuǎn)窯窯溫850℃，在窯時(shí)間2小時(shí)，出窯料溫750℃；接著將出窯后的磁化焙燒礦送入間接冷卻裝置進(jìn)行冷卻，使磁化焙燒礦冷卻出來后料溫降至400℃ 以下，最后將冷卻后的焙燒礦采用濕式弱磁選裝置進(jìn)行磁選，磁選后的鐵精礦含鐵量達(dá)到64.1%。

[0033]實(shí)施例5

將上述濕法冶金渣進(jìn)行干燥、破碎和潤磨，待磨細(xì)后與膨潤土按干基質(zhì)量比100：2.5混合造球（造球直徑10~20mm），然后將混合球團(tuán)投入回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行磁化焙燒，并向回轉(zhuǎn)窯中噴入上述高揮發(fā)分的褐煤（0~15mm）作為磁化焙燒的還原劑（10~15mm粒煤）和加熱燃料(0~10mm粉煤)，其中濕法冶金渣與10~15mm粒煤的干基質(zhì)量比為100：2.5，回轉(zhuǎn)窯窯溫840℃，在窯時(shí)間2小時(shí)15分，出窯料溫670℃；接著將出窯后的磁化焙燒礦送入間接冷卻裝置進(jìn)行冷卻，使磁化焙燒礦冷卻出來后料溫降至400℃ 以下，最后將冷卻后的焙燒礦采用濕式弱磁選裝置進(jìn)行磁選，磁選后的鐵精礦含鐵量達(dá)到64.3%。

[0034]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明保護(hù)的范圍之內(nèi)。

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聲明：

“褐鐵型紅土鎳礦濕法冶金渣的處理方法” 該技術(shù)專利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學(xué)習(xí)研究，如用于商業(yè)用途，請(qǐng)聯(lián)系該技術(shù)所有人。

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