注册 登录  
 加关注
查看详情
   显示下一条  |  关闭
温馨提示!由于新浪微博认证机制调整,您的新浪微博帐号绑定已过期,请重新绑定!立即重新绑定新浪微博》  |  关闭

吉建斌的网易博客

吉建斌

 
 
 

日志

 
 

镍矿之基础知识和相关信息(中)  

2018-03-11 11:37:40|  分类: 不归类文章 |  标签: |举报 |字号 订阅

  下载LOFTER 我的照片书  |
资料整理:吉建斌

镍红土矿的处理方法

资料一)镍红土矿中的镍常以类质同象分散在脉石矿物中,且粒度很细,有一定黏度,采用机械选矿方法直接处理难以获得良好的效果,矿石经焙烧处理改变矿物结构后,虽可取得较好的技术指标,但费用较高,尚未用于工业生产(此论点需商榷,目前红土镍矿的焙烧还原加工技术早已大规模应用,且应用历史不少于30年。编辑者注)。由于近年来镍消耗量的不断增加以及硫化镍矿储量不断减少,镍红土矿的开发日益受到重视,目前镍红土矿都采用直接冶炼原矿的方式(需商榷。准确的描述是中国的镍红土矿均采用直接冶炼原矿的方式”。编辑者注),冶炼方法基本可分为湿法和火法两大类:

湿法一:原生氧化镍矿(加硫酸高压浸出)硫酸镍(加沉淀剂硫化氢)硫化镍(NiS)。

湿法二:原生氧化镍矿(还原焙烧)矿石中的镍以镍铁合金结构存在(加入碳酸氨溶液)镍六氨络合物(加转窑干燥煅烧)氧化镍粉末(还原反应)金属镍。

火法一:原生氧化镍矿(回转窑干燥,电炉熔炼)镍铁。

火法二:原生氧化镍矿(烧结机烧结,高炉冶炼)镍铁合金。

火法一与火法二的区别在于火法一需要消耗大量的电能,成本较高,适宜处理镍含量在1.5%以上的氧化镍矿;而火法二则以煤、焦炭作为原料,成本相对较低,适宜处理镍含量在0.8%至1.5%的矿石。目前火法二之所以得到广泛应用的最根本原因在于能利用品位相对较低的原生氧化镍矿,有效缓解镍矿资源供应严重不足的局面。

    (资料二)目前,世界上投产的红土镍矿处理方法图示如下

 镍矿之基础知识和相关信息(中) - 不在眉头愁 - 吉建斌的网易博客

红土镍矿的火法处理工艺

还原熔炼生产镍铁

世界上用得最多的火法处理工艺是还原熔炼生产镍铁。其原则工艺流程见图1-2。由于原矿含有大量附着水和结晶水,所以熔炼前的炉料准备主要是脱水和干燥。一般是在干燥窑内脱除附着水,在较长的回转窑内于较高的温度下焙烧,进一步把结晶水排除,同时炉料得到预热以削减电炉能耗。出窑炉料温度为980至1000,直接送入电炉上面的料仓中,经还原熔炼制取高碳镍铁,其可以做冶炼不锈钢的原料,但大部分用于精炼。

就还原熔炼的设备而言,较大生产规模的工厂大都采用电炉熔炼,少数几个小厂采用鼓风炉熔炼。鼓风炉熔炼生产镍铁的优点是投资小、能耗较低,适合规模小、电力供应困难以及含镍较低的红土矿区;它的缺点是对矿石适应性差,对镁含量有较严格的要求,另外也不能处理粉矿,对入炉炉料也有严格的要求。电炉熔炼的工艺适合处理各种类型的氧化镍矿。生产规模可依据原料的供应情况决定,可大可小,对入炉炉料没有严格要求,粉料或大块料都可以处理,但缺点是能耗太大。

镍矿之基础知识和相关信息(中) - 不在眉头愁 - 吉建斌的网易博客

    镍铁生产除了熔炼法以外,还有回转窑生产粒铁法。方法是将红土镍矿经干燥、破碎、筛分处理后,与熔剂、还原剂按比例混合,加入回转窑进行还原焙烧。矿石在回转窑中被还原,生成海绵状的镍铁合金。合金与渣的混合物经水淬冷却、破碎、筛分、磁选或重选等处理,得到粗镍铁粒。该法是二十世纪三十年代发明的,由于生产效率低、镍的回收率低、对原料要求苛刻等缺点,没有得到推广。另外,美国汉纳矿业公司采用的是回转窑-电炉熔炼、炉外还原冶炼镍铁的工艺,主要是在回转窑中预热煅烧,电炉中主要是熔化,只加部分还原剂,选择性地还原出一部分铁与镍,熔融体在炉外加硅铁还原得粗镍铁,精炼后得到产品镍铁。

红土镍矿的湿法处理工艺

    褐铁矿类型的镍红土矿和含氧化镁比较低的硅镁镍矿通常采用湿法冶金工艺处理。湿法冶金主要有两种工艺,一种是还原焙烧-氨浸工艺(简称为RRAL),另一种是硫酸加压酸浸工艺(简称为HPAL)。

还原焙烧-氨浸工艺

湿法工艺处理氧化镍矿的工业始于上世纪40年代,最早采用的就是氨浸工艺,这个流程是由Caron教授发明的,所以又称为Caron流程。古巴的尼加罗厂是世界上最早采用该法的工厂,基本流程是还原焙烧-氨浸。还原焙烧的目的是使硅酸镍和氧化镍最大程度地被还原成金属态,同时控制还原条件,使大部分铁还原成四氧化三铁,只有少部分铁被还原成金属,焙烧矿再用氨及二氧化碳将金属镍和钴转化为镍氨和钴氨络合物进入溶液,金属铁先生成铁氨络合物进入溶液,然后再氧化成三价铁盐,水解后生成氢氧化铁沉淀。但氢氧化铁沉淀时会造成较大的钴损失,故该流程的最大缺点就是钴的回收率较低(通常不到40%)。老的工艺是将氨浸液通过蒸氨得到碱式碳酸镍,然后煅烧得到氧化镍。氧化镍可作为产品出售,也可以通过氢还原得到金属镍。全流程镍的回收率为75%至80%。

氨浸法处理工艺不适合处理含铜和含钴高的氧化镍矿以及硅镁镍型(新喀里多尼亚)的氧化镍矿,只适合处理表层的红土矿,这就极大地限制了氨浸工艺的发展。另外,其经济价值上也不如火法和压酸浸工艺。因而到目前为止世界上只有四家工厂采用氨浸法处理氧化镍矿,而且都是在上世纪70年代以前建设的,三十多年来没有一家新建工厂采用氨浸工艺。

澳大利亚QNI公司的镍钴精炼工艺概要

QNI私营有限公司是一个隶属于必和必拓(BHP Billiton Plc)的全资子公司,拥有雅布鲁(Yabulu)镍精炼厂。最初是采用卡隆法(Caron process)还原焙烧工艺和氨-碳酸铵沥滤工艺溶解镍和钴并制备镍和钴的氨络合物产品,再采用半选择性硫化工艺进行钴分离,并将镍-钴混合硫化物半成品(Ni:Co>2)销售给海外的其它精炼厂做原料,其余的镍经过沉淀、煅烧、部分还原,制成含镍85%至90%的中等品级镍-氧化镍粉(rondels)进入市场销售。

共建有12台还原焙烧原矿石的多膛炉装置(最新的两台炉子于1996年建成),矿石加工能力240万(干)吨/年,目前该精炼厂可从红土镍矿原料中提取3.1万吨镍/年和2000吨钴/年。

该厂最初设计采用的是Caron法即还原焙烧-氨浸工艺,1989年进行过技术改造,采用了新开发的提取溶液工艺,使成品镍和钴产品的质量同时得以提高。

进口的红土镍矿(多矿点混合)原料典型成分构成

镍矿之基础知识和相关信息(中) - 不在眉头愁 - 吉建斌的网易博客

    矿料烘干装置系统由一台燃用煤层气的转炉和两台燃煤转炉组成,每台转炉的名义水分蒸发能力均为50吨/小时。三台长34米的烘干炉并联运行,将矿料的水分干燥至6%的标称含水率水平。转炉排出的工艺尾气须进行净化并回收携带出来的粉状物料,收尘装置由两套分段式结构的多管旋流除尘器和电除尘器组成。尾气收尘量占到待加工原料总量的10%左右,收尘采用气动泵直接投加到焙烧炉进料仓中,无需经过磨粉工序过程。


  评论这张
 
阅读(17)| 评论(0)

历史上的今天

在LOFTER的更多文章

评论

<#--最新日志,群博日志--> <#--推荐日志--> <#--引用记录--> <#--博主推荐--> <#--随机阅读--> <#--首页推荐--> <#--历史上的今天--> <#--被推荐日志--> <#--上一篇,下一篇--> <#-- 热度 --> <#-- 网易新闻广告 --> <#--右边模块结构--> <#--评论模块结构--> <#--引用模块结构--> <#--博主发起的投票-->
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

页脚

网易公司版权所有 ©1997-2018