一种气煤双基选择性还原红土镍矿的方法技术

本发明专利技术涉及一种气煤双基选择性还原红土镍矿的方法，属于红土镍矿资源利用技术领域。本发明专利技术低品位红土镍矿和促进剂分别破碎并磨细至粒度

【技术实现步骤摘要】
一种气煤双基选择性还原红土镍矿的方法


[0001]本专利技术涉及一种气煤双基选择性还原红土镍矿的方法，属于红土镍矿资源利用


技术介绍

[0002]镍是一种重要的战略金属资源，具有良好的高温稳定性、较好的耐腐蚀性、强度较高、延展性好、导热性和导电性优良等特点，是各种特殊钢、耐热合金、抗腐蚀合金、磁性合金、硬质合金生产的重要原料，在钢铁、军工、航天、机械制造、化学工业、通讯器材等方面有广泛的用途。世界上可开采的矿床主要为硫化镍矿和红土镍矿，其中红土镍矿约占65％，硫化镍矿约占35％，随着硫化镍矿的逐渐消耗以及世界镍资源供需矛盾的不断加剧，红土镍矿的合理开发和利用显得意义重大。
[0003]目前红土镍矿冶炼工艺发展的主要方向是火法冶炼和湿法冶炼。湿法冶炼工艺对原矿中镍铁的品位及钙镁等杂质含量要求严格，低品位红土镍矿中含硅和镁较高，含铁量较低，这类矿石不适合使用湿法工艺进行冶炼，且湿法工艺存在设备要求高、投资大等缺点；火法冶炼工艺成熟，但存在制取的镍铁合金中镍含量较低及生产成本高等缺点，且传统火法工艺主要用煤、焦炭等作为还原剂，CO2排放量大，对环境造成极大的污染，致使红土镍矿大规模的开发利用受到限制。

技术实现思路

[0004]针对现有低品位红土镍矿火法冶炼镍、铁还原率低以及CO2排放量大等问题，本专利技术提出了一种气煤双基选择性还原红土镍矿的方法，即采用气煤双基作为还原剂，硫化钠为促进剂，将经过破碎、筛分、混合、压片造粒的原料球团进行低温还原焙烧，在还原焙烧过程中部分铁氧化物与助溶剂中的硫结合转化为FeS，进而抑制了铁氧化物的还原，从而达到选择性还的目的，且助溶剂中的钠离子能够与硅酸盐结合而置换出其中的镍离子，促进了镍的进一步富集。
[0005]一种气煤双基选择性还原红土镍矿的方法，具体步骤如下：（1）低品位红土镍矿和促进剂分别破碎并磨细至粒度
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0.074mm占80%以上，过筛、烘干得到低品位红土镍矿粉和促进剂粉末；（2）将低品位红土镍矿粉、无烟煤和促进剂粉末混合均匀，并压片造粒得到粒径0.25~0.38mm的球团；（3）球团置于密闭的还原炉中，通入还原性气体，球团在还原气体气氛下还原焙烧得到还原焙烧矿。
[0006]以质量百分数计，步骤（1）低品位红土镍矿中含有Ni 0.8~1.8%、Fe 8~25%、MgO 18~40%、SiO220~42%。
[0007]所述步骤（1）促进剂为硫化钠。
[0008]所述步骤（2）低品位红土镍矿粉、无烟煤和促进剂粉末的质量比为1:0.02~
0.0.04:0.05~0.0.15。
[0009]所述步骤（3）还原性气体为CH4或H2，还原性气体的通入速率为 30~60 mL/s。
[0010]所述步骤（3）还原焙烧温度为800℃~1100℃，时间为60~90 min。
[0011]本专利技术的有益效果是：（1）本专利技术通过促进剂硫化钠低温还原焙烧，在还原焙烧过程中硫化钠的加入会破坏矿物中的硅酸盐结构，释放其中嵌布的镍，促进了镍的进一步富集，同时部分铁氧化物与助溶剂中的硫结合转化为FeS抑制了Fe的深度还原，从而选择性还原了Ni；（2）本专利技术在还原焙烧阶段使用清洁能源（CH4或H2）及少量的无烟煤作为还原剂，在保证镍氧化物充分还原的同时减少了 CO2的排放量，更加清洁环保。
实施方式
[0012]下面结合具体实施方式对本专利技术作进一步详细说明，但本专利技术的保护范围并不限于所述内容。
[0013]实施例1：本实施例的低品位红土镍矿粉成分：以质量百分数计，含有Ni 0.82%、Fe 9.67%、MgO 31.49%、SiO237.37%、Al2O31.89%；一种气煤双基选择性还原红土镍矿的方法，具体步骤如下：（1）低品位红土镍矿和促进剂（硫化钠）分别破碎并磨细至粒度
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0.074mm占80%以上，过200目筛、烘干得到低品位红土镍矿粉和促进剂粉末；（2）将低品位红土镍矿粉、还原剂（无烟煤）和促进剂粉末混合均匀，在圆柱状模具中经12MPa压片3min，得到片状压制品，将片状压制品于研钵中破碎，通过筛分制成粒径0.25~0.38mm的球团；其中低品位红土镍矿粉、还原剂（无烟煤）和促进剂粉末（硫化钠）的质量比为1:0.03:0.1；（3）球团置于密闭的还原炉中，以45mL/s的速率通入还原性气体（氢气），球团在还原气体气氛、温度800℃下还原焙烧60min得到还原焙烧矿；本实例得到的还原产物中镍的金属化率为97.52%，铁的金属化率为48.61%。
[0014]实施例2：本实施例的低品位红土镍矿粉成分：以质量百分数计，含有Ni 1.17%、Fe 10.35%、MgO 26.4%、SiO234.75%、Al2O31.97%；一种气煤双基选择性还原红土镍矿的方法，具体步骤如下：（1）低品位红土镍矿和促进剂（硫化钠）分别破碎并磨细至粒度
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0.074mm占80%以上，过200目筛、烘干得到低品位红土镍矿粉和促进剂粉末；（2）将低品位红土镍矿粉、还原剂（无烟煤）和促进剂粉末混合均匀，在圆柱状模具中经12MPa压片3min，得到片状压制品，将片状压制品于研钵中破碎，通过筛分制成粒径0.25~0.38mm的球团；其中低品位红土镍矿粉、还原剂（无烟煤）和促进剂粉末（硫化钠）的质量比为1:0.04:0.15；（3）球团置于密闭的还原炉中，以60mL/s的速率通入还原性气体（氢气），球团在还原气体气氛、温度900℃下还原焙烧75min得到还原焙烧矿；本实例得到的还原产物中镍的金属化率为97.85%，铁的金属化率为48.49%。
[0015]实施例3：本实施例的低品位红土镍矿粉成分：以质量百分数计，含有Ni 1.62%、Fe 15.28%、MgO 24.08%、SiO231.96%、Al2O32.47%；
一种气煤双基选择性还原红土镍矿的方法，具体步骤如下：（1）低品位红土镍矿和促进剂（硫化钠）分别破碎并磨细至粒度
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0.074mm占80%以上，过200目筛、烘干得到低品位红土镍矿粉和促进剂粉末；（2）将低品位红土镍矿粉、还原剂（无烟煤）和促进剂粉末混合均匀，在圆柱状模具中经12MPa压片3min，得到片状压制品，将片状压制品于研钵中破碎，通过筛分制成粒径0.25~0.38mm的球团；其中低品位红土镍矿粉、还原剂（无烟煤）和促进剂粉末（硫化钠）的质量比为1:0.04:0.05；（3）球团置于密闭的还原炉中，以30mL/s的速率通入还原性气体（甲烷），球团在还原气体气氛、温度1000℃下还原焙烧60min得到还原焙烧矿；本实例得到的还原产物中镍的金属化率为97.85%，铁的金属化率为48.49%。
[0016]实施例4：本实施例的低品位红土镍矿粉成分：以质量百分数计，含有Ni 1.10%、Fe 9.40%、MgO 28.70%、SiO235.6%、Al2O32.0%；一种气煤双基选择性还原红土镍矿的方法，具体步骤如下：（1）低品位红土镍矿和促本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种气煤双基选择性还原红土镍矿的方法，其特征在于，具体步骤如下：（1）低品位红土镍矿和促进剂分别破碎并磨细至粒度
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0.074mm占80%以上，过筛、烘干得到低品位红土镍矿粉和促进剂粉末；（2）将低品位红土镍矿粉、无烟煤和促进剂粉末混合均匀，并压片造粒得到粒径0.25~0.38mm的球团；（3）球团置于密闭的还原炉中，通入还原性气体，球团在还原气体气氛下还原焙烧得到还原焙烧矿。2.根据权利要求1所述气煤双基选择性还原红土镍矿的方法，其特征在于：以质量百分数计，步骤（1）低品位红土镍矿中含有Ni 0.8~1.8%、Fe 8~25%、MgO 18~40%、SiO

【专利技术属性】
技术研发人员：李博，刘菲，魏永刚，王华，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：