一种红土镍矿熔渣的综合回收利用方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及镍铁合金生产过程中的副产物处理，具体涉及一种红土镍矿熔渣的综 合回收利用方法。
【背景技术】
[0002] 金属镍具有良好的机械强度、延展性、化学稳定性、耐苛性碱腐蚀性、磁化等特性， 主要作为合金元素广泛应用于不锈钢、合金、金属材料、电镀、永磁材料等领域，其中镍在不 锈钢领域的应用量占65 %。镍在自然界中主要以硫化镍矿和氧化镍矿（红土镍矿）赋存， 镍资源的30 %为硫化矿、70 %为红土镍矿。目前世界上约60 %的镍产量来源于硫化镍矿， 但红土镍矿有着比硫化镍矿更大的储量，随着易于经济利用的硫化镍矿日益短缺以及镍需 求的增加，全球镍资源开发利用重心转移至红土镍矿资源，红土镍矿的开发呈旺盛发展趋 势。
[0003]目如主要有以下几种方法冶炼银铁：一、尚炉冶炼银铁：特点是广能大，缺点是投 资巨大，生产成本高（焦比很高，约为还原法的一至两倍），且对高炉损伤严重。二、电炉冶 炼镍铁（也称熔融法冶炼）：缺点是能耗高，更关键的是上述两种冶炼方法生产出的镍铁含 碳量高，给不锈钢的冶炼造成很大的困难，且大大增加了生产成本。三、用隧道窑直接还原 镍铁：特点是投资相对较小、工艺简单；缺点是产能低、占地面积大、自动化程度不高。四、 用转底炉直接还原镍铁：缺点是投资大、产能低、工艺复杂。
[0004] 采用竖炉-熔分炉工艺处理红土镍矿生产镍铁合金是一种先进的工艺，该工艺投 资小、产能高、工艺稳定、操作简单、机械化程度高、运行费用低、生产出的镍铁含碳量低、镍 的回收率高、镍铁品位可控，可以满足各种深加工产品的要求。但是经过竖炉-熔分炉工艺 处理红土镍矿后的熔渣产量大，熔渣还含有1300°C以上的高温热能，采取直接水淬后地表 堆放储存，不仅对土壤、地表和地下水造成污染，而且炉渣中的有价元素和大量的热能白白 浪费，没有得到充分利用。鉴于目前红土镍矿熔渣难以处理和回用的实际，开发熔渣综合利 用技术对于红土镍矿资源的产业化开发具有重要的现实意义。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是解决现有问题，提供一种红土镍矿熔渣的综合回收利用方法，从 而实现红土镍矿资源的全面开发和充分利用。
[0006] 本发明所述红土镍矿熔渣为红土镍矿经竖炉-熔分炉工艺处理后所得的熔渣。
[0007] 本发明提供了一种红土镍矿熔渣的综合回收利用方法，所述方法包括以下步骤：
[0008] (1)将红土镍矿熔渣和粉煤分别研磨，加水混合，压制成型为生球；
[0009] (2)将所述生球烘干，还原焙烧，研磨，磁选分离，得到铁粉和尾渣；
[0010] (3)对所述尾渣进行酸浸，使尾渣中含有的金属离子浸出，过滤，得滤液和滤渣；
[0011] (4)在所述滤液中加入沉淀剂和表面活性剂，混合均匀后，充分反应，得氢氧化 镁；
[0012] 在所述滤渣中加入水泥熟料和外加剂，混合均匀后，研磨，即得水泥细粉。
[0013] 所述红土镍矿熔渣的综合回收利用方法的流程图如图1所示。
[0014] 优选地，所述方法包括以下具体步骤：
[0015] (1)取红土镍矿熔渣和粉煤，分别研磨至粒径小于200目筛的颗粒占总量的60~ 80% ;后与水混合，压制成粒径15~25mm的生球；
[0016] (2)将所述生球在120~180°C下烘干，在1000~1400°C下焙烧0? 5~2h，研磨， 在1500~2500奥磁场强度下磁选分离得到铁粉和尾渣；
[0017] (3)在所述尾渣中加入稀硫酸，静置使尾渣中含有的金属离子充分浸出，过滤，得 滤液和滤渣；
[0018] (4)在步骤⑶所得滤液中加入沉淀剂和表面活性剂，混合均匀后，充分反应，得 氢氧化镁；
[0019] 在步骤（3)所得滤渣中加入水泥熟料和外加剂，混合均匀后，研磨，即得水泥细 粉。
[0020] 本发明步骤（1)中：所述研磨优选为使用高速球研磨；所述红土镍矿熔渣、粉煤和 水的用量比为70~94 :3~15 :3~15,优选为70~90 :5~15 :5~15。
[0021] 本发明步骤（2)中：烘干的作用为去除生球中的游离水，烘干的温度优选为140~ 160°C，进一步优选为150°C;所述焙烧在高温炉内进行；所述焙烧优选为在1200~1300°C 的马弗炉内焙烧〇. 5~lh;所述研磨采用棒磨机进行湿磨，研磨时固体的浓度为55~ 65%，研磨时间为15~30分钟，优选为20~25分钟；所述磁场强度优选为2000~2500 奥。
[0022] 本发明步骤（3)中：所述稀硫酸的浓度为8~12%，优选为8~10%;所用稀硫酸 的体积为尾渣体积的2~4倍，优选为3~4倍；所述静置使尾渣中含有的金属离子充分浸 出，时间优选为1~3h，优选为1. 5~2. 5h。
[0023] 经步骤⑴~⑶处理后，所得滤渣中MgO和FeO含量均小于0. 1 % ;所得滤液中 充分溶解了尾渣中含有的Mg、Al、Ca、Cr、Fe等金属离子。
[0024] 本发明在步骤（4)中进一步提供了将步骤（3)所得滤液和滤渣分别加工成氢氧化 儀和水泥细粉的方法。
[0025] 步骤⑷所述滤液、沉淀剂和表面活性剂的体积比为100 :80~120 :12~25。针对 步骤（3)所得滤液的具体成分和含量，所述沉淀剂优选为氨水，氨水容易获得、价格低廉， 且处理后的二次碱性溶液易处理；所述表面活性剂优选为浓度为8~12%的十二烷基硫酸 钠，进一步优选为浓度为8~10%的十二烷基硫酸钠。所述反应的条件具体为：在75°C~ 100°(：反应2~411，优选为在80°(：~90°(：反应3~411。
[0026] 步骤（4)所述滤渣、水泥熟料和外加剂的重量比为50~80 :10~45 :3~10,优 选为63~67 :28~32 :4~6,进一步优选为65 :30 :5。所述水泥熟料为硅酸盐水泥熟料 或铝酸盐水泥熟料，优选为硅酸盐水泥熟料。所述外加剂可依据对水泥性质的要求而添加， 包括引气剂、减水剂、速凝剂、膨胀剂、缓凝剂、早强剂、防冻剂等中的一种或几种组合，优选 由引气剂、减水剂、膨胀剂组成。本发明各外加剂均为本领域可实现相应效果的常规市售原 料，本发明不做特殊限定。
[0027] 作为一种优选方案，本发明所述红土镍矿熔渣包含以下重量百分比的成分：Ni 0? 026 ~0? 032%，TFe7. 22 ~12. 5%，FeO8. 13 ~14. 23%，Cr203 0? 10 ~0? 16%，A1203 0? 75 ~5. 3%，CaO1. 2 ~10. 52%，MgO21. 66 ~24. 74%，Si02 33. 5 ~45. 21% ;所述方 法包括以下步骤：
[0028] (1)取红土镍矿熔渣和粉煤，分别研磨至粒径小于200目筛的颗粒占总量的70%， 后与水混合，所述熔渣、粉煤和水的重量比为70~90 :5~15 :5~15,压制成粒径15~ 25mm的生球；
[0029] (2)将步骤⑴所得生球在140~160°C下烘干，在1200~1300°C的马弗炉内焙 烧0. 5~lh;采用棒磨机进行湿磨，研磨时固体的浓度为55~65%，研磨时间为20~25 分钟；在2000~2500奥磁场强度下磁选分离得到铁粉和尾渣；
[0030] (3)在步骤⑵所得尾渣中加入3~4倍于尾渣体积、浓度为8~10%的稀硫酸， 静置1. 5~2. 5h，过滤，得滤液和滤渣；
[0031 ] (4)在步骤（3)所得滤液中加入占滤液体积80~120%的氨水和占滤液体积15~ 25%、浓度为8~10%的十二烷基硫酸钠溶液，混合均匀后，在80~90°C反应3~4h，即得 氢氧化镁；
[0032] 在步骤（3)所得滤渣中加入水泥熟料和外加剂，所述滤渣、水泥熟料和外加剂的 重量比为63~67 :28~32 :4~6 ;所述水泥熟料为硅酸盐水泥熟料，所述外加剂由引气 剂、减水剂、膨胀剂组成；混合均匀后，研磨，即得水泥细粉。
[0033] 本发明还保护以所述方法制备而成的氢氧化镁和/或水泥细粉。采用本发明所述 方法所得的水泥细粉中，粒径大于〇. 〇8mm的粉末含量小于总量3%。将所述水泥细粉与适 量水混合，即可得成型水泥，应用于实际生产。
[0034] 本发明提供的技术方案可以实现下述显