处理提钒尾渣和红土镍矿的系统与方法技术方案

本发明专利技术公开了一种处理提钒尾渣和红土镍矿的系统与方法，该系统包括：混合装置，具有提钒尾渣入口、红土镍矿入口、还原剂入口、含钙添加剂入口和混合物料出口；成型装置，具有混合物料入口和混合球团出口；还原焙烧装置，具有混合球团入口和金属化球团出口；磨矿‑磁选装置，具有金属化球团入口、低镍铁粉出口和第一尾渣出口；熔分装置，具有低镍铁粉入口、镍铁合金出口和第二尾渣出口。该系统可以实现红土镍矿中镍的有效回收，且所得的镍铁合金具有较高的品质，镍的含量不低于5.1wt％，铁的含量不低于90.3wt％，镍的回收率不低于90％，不仅解决了红土镍矿镍回收率低的问题，而且从根本上解决提钒尾渣利用率低和长期堆存的难题。

【技术实现步骤摘要】
处理提钒尾渣和红土镍矿的系统与方法
本专利技术属于金属冶炼领域，具体而言，本专利技术涉及处理提钒尾渣和红土镍矿的系统与方法。
技术介绍
攀钢钒钛磁铁矿在高炉中冶炼得到含钒生铁，再通过选择性氧化铁水使钒氧化后进入炉渣，得到V2O5含量为14wt％～22wt％的钒渣，上述钒渣经氧化焙烧、湿法浸出后得到浸出渣，即提钒尾渣。提钒尾渣是钒渣经过氧化钠化焙烧、酸浸等工序将钒氧化物提取出来后产生的固体废弃物，全国钒企业每年大约排放提钒尾渣约30万吨，而且随着钒企业产能的不断扩大，提钒尾渣的排放量也将逐渐提高，如此多的废渣常年堆积，不但占用了大量土地，而且会造成环境污染。镍作为一种重要的战略金属，具有良好的机械强度、延展性和化学稳定性。世界上可开采的镍资源有两类，一类是硫化矿，另一类是红土镍矿。由于硫化矿提取工艺成熟，60％的镍产量来源于硫化矿，而世界近期可供开发的硫化矿资源已经不多，加之硫化矿资源勘探周期和建设周期均较长，开发和利用相对比较困难，而红土镍矿资源丰富，采矿成本低，选冶工艺趋于成熟，可生产氧化镍、硫镍、镍铁等多种中间产品，矿源靠海，便于运输，但现有红土镍矿镍的回收率低。因此，如何有效处理提钒尾渣和红土镍矿成为亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种处理提钒尾渣和红土镍矿的系统与方法。该系统可以实现红土镍矿中镍的有效回收，且所得的镍铁合金具有较高的品质，镍的含量不低于5.1wt％，铁的含量不低于90.3wt％，镍的回收率不低于90％，不仅解决了红土镍矿镍回收率低的问题，而且从根本上解决提钒尾渣利用率低和长期堆存的难题。在本专利技术的一个方面，本专利技术提出了一种处理提钒尾渣和红土镍矿的系统，根据本专利技术的实施例，该系统包括：混合装置，所述混合装置具有提钒尾渣入口、红土镍矿入口、还原剂入口、含钙添加剂入口和混合物料出口；成型装置，所述成型装置具有混合物料入口和混合球团出口，所述混合物料入口与所述混合物料出口相连；还原焙烧装置，所述还原焙烧装置具有混合球团入口和金属化球团出口，所述混合球团入口与所述混合球团出口相连；磨矿-磁选装置，所述磨矿-磁选装置具有金属化球团入口、低镍铁粉出口和第一尾渣出口，所述金属化球团入口与所述金属化球团出口相连；熔分装置，所述熔分装置具有低镍铁粉入口、镍铁合金出口和第二尾渣出口，所述低镍铁粉入口与所述低镍铁粉出口相连。根据本专利技术实施例的处理提钒尾渣和红土镍矿的系统通过将提钒尾渣与红土镍矿、还原剂和含钙添加剂进行混合、成型、还原焙烧、磨矿磁选和熔分处理，一方面，提钒尾渣中的氧化钠和氧化钾可以催化还原剂的气化，从而促进镍的还原；另一方面，提钒尾渣中的氧化钠和氧化钾可以作为还原焙烧处理过程中的助熔剂，同时氧化钠和氧化钾可以从橄榄石中置换出氧化镍(Na2O+2NiO·SiO2＝Na2O·SiO2+2NiO，K2O+2NiO·SiO2＝K2O·SiO2+2NiO)，使得氧化镍具有较高的活性，从而降低还原焙烧处理的温度，降低系统的能耗，并且可以进一步促进金属镍的还原；再一方面，含钙添加剂可进一步催化还原剂气化，促进镍的还原，提高镍的回收率，而且含钙添加剂可以作为助熔剂，提高含镍硅酸盐的反应活性，优化金属镍铁颗粒的聚集长大的条件，便于镍铁颗粒的回收，并有利于杂质的脱除，提高所得镍铁合金产品的质量。另外专利技术人通过大量实验意外发现，提钒尾渣中的铁可以明显促进红土镍矿中镍的回收，从而进一步提高镍铁产品的品质，使得镍铁合金中镍的含量不低于5.1wt％，铁的含量不低于90.3wt％，镍的回收率不低于90％。由此，采用该系统不仅有效解决了红土镍矿镍回收率低的问题，而且从根本上解决提钒尾渣利用率低和长期堆存的难题。另外，根据本专利技术上述实施例的处理提钒尾渣和红土镍矿的系统，还可以具有如下附加的技术特征：在本专利技术的一些实施例中，所述成型装置为圆盘造球机或对辊压球机。由此，有利于提高混合物料成型处理的效率，同时可得到机械强度满足还原焙烧处理条件的混合球团。在本专利技术的一些实施例中，所述还原焙烧装置为转底炉。由此，有利于提高混合球团还原焙烧处理的效率，同时节约能耗。在本专利技术的一些实施例中，所述熔分装置为燃气熔分炉。由此，有利于提高所得镍铁合金的品质。在本专利技术的再一个方面，本专利技术提出了一种采用上述处理提钒尾渣和红土镍矿的系统处理提钒尾渣和红土镍矿的方法，该方法包括：(1)将提钒尾渣、红土镍矿、还原剂和含钙添加剂供给至所述混合装置中进行混合处理，以便得到混合物料；(2)将所述混合物料供给至所述成型装置中进行成型处理，以便得到混合球团；(3)将所述混合球团供给至所述还原焙烧装置中进行还原焙烧处理，以便得到金属化球团；(4)将所述金属化球团供给至所述磨矿-磁选装置中进行磨矿和磁选处理，以便得到低镍铁粉和第一尾渣；(5)将所述低镍铁粉供给至所述熔分装置中进行熔分处理，以便得到镍铁合金和第二尾渣。根据本专利技术实施例的处理提钒尾渣和红土镍矿的方法，通过将提钒尾渣与红土镍矿、还原剂和含钙添加剂进行混合、成型、还原焙烧、磨矿磁选和熔分处理，一方面，提钒尾渣中的氧化钠和氧化钾可以催化还原剂的气化，从而促进镍的还原；另一方面，提钒尾渣中的氧化钠和氧化钾可以作为还原焙烧处理过程中的助熔剂，同时氧化钠和氧化钾可以从橄榄石中置换出氧化镍(Na2O+2NiO·SiO2＝Na2O·SiO2+2NiO，K2O+2NiO·SiO2＝K2O·SiO2+2NiO)，使得氧化镍具有较高的活性，从而降低还原焙烧处理的温度，降低系统的能耗，并且可以进一步促进金属镍的还原；再一方面，含钙添加剂可进一步催化还原剂气化，促进镍的还原，提高镍的回收率，而且含钙添加剂可以作为助熔剂，提高含镍硅酸盐的反应活性，优化金属镍铁颗粒的聚集长大的条件，便于镍铁颗粒的回收，并有利于杂质的脱除，提高所得镍铁合金产品的质量。另外专利技术人通过大量实验意外发现，提钒尾渣中的铁可以明显促进红土镍矿中镍的回收，从而进一步提高镍铁产品的品质，使得镍铁合金中镍的含量不低于5.1wt％，铁的含量不低于90.3wt％，镍的回收率不低于90％。由此，采用该方法不仅有效解决了红土镍矿镍回收率低的问题，而且从根本上解决提钒尾渣利用率低和长期堆存的难题。在本专利技术的一些实施例中，在步骤(1)中，所述提钒尾渣中氧化钠和氧化钾的总质量分数不低于6wt％。由此，有利于提高镍铁合金的品质。在本专利技术的一些实施例中，在步骤(1)中，所述红土镍矿中镍的质量分数不低于1.8wt％。在本专利技术的一些实施例中，在步骤(1)中，所述提钒尾渣与所述红土镍矿、所述还原剂、所述含钙添加剂的混合质量比为(50～150)：100：(10～30)：(5～20)。由此，可进一步提高镍铁合金的品质。在本专利技术的一些实施例中，在步骤(1)中，所述含钙添加剂为选自氧化钙、碳酸钙和氢氧化钙中的至少之一。由此，可进一步提高镍铁合金的品质。在本专利技术的一些实施例中，在步骤(3)中，所述还原焙烧处理的温度为1300～1400摄氏度，时间为30～90min。由此，可进一步提高镍铁合金的品质。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种处理提钒尾渣和红土镍矿的系统，其特征在于，包括：混合装置，所述混合装置具有提钒尾渣入口、红土镍矿入口、还原剂入口、含钙添加剂入口和混合物料出口；成型装置，所述成型装置具有混合物料入口和混合球团出口，所述混合物料入口与所述混合物料出口相连；还原焙烧装置，所述还原焙烧装置具有混合球团入口和金属化球团出口，所述混合球团入口与所述混合球团出口相连；磨矿‑磁选装置，所述磨矿‑磁选装置具有金属化球团入口、低镍铁粉出口和第一尾渣出口，所述金属化球团入口与所述金属化球团出口相连；熔分装置，所述熔分装置具有低镍铁粉入口、镍铁合金出口和第二尾渣出口，所述低镍铁粉入口与所述低镍铁粉出口相连。

【技术特征摘要】
1.一种处理提钒尾渣和红土镍矿的系统，其特征在于，包括：混合装置，所述混合装置具有提钒尾渣入口、红土镍矿入口、还原剂入口、含钙添加剂入口和混合物料出口；成型装置，所述成型装置具有混合物料入口和混合球团出口，所述混合物料入口与所述混合物料出口相连；还原焙烧装置，所述还原焙烧装置具有混合球团入口和金属化球团出口，所述混合球团入口与所述混合球团出口相连；磨矿-磁选装置，所述磨矿-磁选装置具有金属化球团入口、低镍铁粉出口和第一尾渣出口，所述金属化球团入口与所述金属化球团出口相连；熔分装置，所述熔分装置具有低镍铁粉入口、镍铁合金出口和第二尾渣出口，所述低镍铁粉入口与所述低镍铁粉出口相连。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述成型装置为圆盘造球机或对辊压球机。3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述还原焙烧装置为转底炉。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述熔分装置为燃气熔分炉。5.一种采用权利要求1-4中任一项所述的系统处理提钒尾渣和红土镍矿的方法，其特征在于，包括：(1)将提钒尾渣、红土镍矿、还原剂和含钙添加剂供给至所述混合装置中进行混合处理，以便得到混合物...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋文臣，王静静，李红科，曹志成，汪勤亚，吴道洪，
申请(专利权)人：江苏省冶金设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32