一种生产金属镍铁粉和透辉石质渣粉的方法技术

本发明专利技术公开了一种生产金属镍铁粉和透辉石质渣粉的方法，通过预处理红土镍矿和赤泥、混料造球、还原焙烧、水淬、烘干金属化球团、以及磁选后得到金属镍铁粉和磁选渣，然后将磁选渣进行水浸脱钠处理得到透辉石质渣粉。本发明专利技术的生产方法能够高效的提取红土镍矿、赤泥中的铁镍资源，同时得到可用于多种用途的透辉石质渣粉，从而达到综合利用红土镍矿和赤泥的目的。

Method for producing metal nickel iron powder and diopside slag powder

The invention discloses a method for producing metal nickel iron powder and diopite slag powder. By pretreating laterite nickel ore and red mud, mixing ball, reducing roasting, water quenching and drying metallized pellets, and obtaining metal nickel iron powder and magnetic separation slag after magnetic separation. Then the magnetic separation slag is treated by water leaching to get diopter slag powder. . The production method of the invention can efficiently extract the iron and nickel resources in the laterite and red mud, and obtain the diopter powder which can be used for a variety of uses, so as to achieve the purpose of comprehensive utilization of red clay and red mud.

【技术实现步骤摘要】
一种生产金属镍铁粉和透辉石质渣粉的方法
本专利技术涉及冶金、无机非金属材料和固废处理领域，特别涉及一种生产金属镍铁粉和透辉石质渣粉的方法。
技术介绍
红土镍矿又称氧化镍矿，由于Fe2O3含量较高，外观成红色故称为红土镍矿，红土镍矿由含镍、铁、镁硅酸岩为主的橄榄石基岩经长期风化形成，上部一般为蚀变程度较高的褐铁矿型，下部为蚀变程度较低的硅镁镍矿(蛇纹岩型为主)，中间为过渡带。红土矿一般含镍1％-4％，镍元素难以通过选矿富集，由于镍在矿物中以NiO的形式存在，难以通过常规的冶炼镍的方法(反射炉熔炼出冰镍，再电解出金属镍)进行冶炼，冶炼难度较大。目前国内外硫化镍矿基本都得到了开采，由于红土镍矿矿石储量大(硫化镍矿资源占30％左右，红土型镍矿资源约占70％)，埋藏浅，易开采的特点，从红土镍矿中提炼金属镍的工艺成为未来发展的方向。红土镍矿提铁副产物为红土镍矿渣，红土镍矿渣典型的特点为高镁、高硅、低铝、低钙，由于MgO含量较高，安定性较差，导致红土镍矿渣难以利用。赤泥是铝工业提取氧化铝时排除的污染性废渣，一般平均每生产1吨氧化铝，附带生产1.0-2.0吨的赤泥。我国是氧化铝生产大国，随着氧化铝产量的增长和铝土矿品位的降低，赤泥的年产量还将不断增加，我国2012年氧化铝产量为4214万吨，赤泥排放量约5000-6000万吨，赤泥尚无有效的处理方法，仍旧采用陆地封存的方法处置，目前总的存放量已超过2亿吨。采用陆地封存的方法不仅会占用大量的土地，而且由于赤泥具有的强碱性，一旦尾矿坝发生溃坝事故，将对人身财产安全及生态环境造成巨大的危害。赤泥中含碱量在5-7％之间，具有强碱性，对赤泥的综合利用带来不利的影响，因此如何脱除赤泥中的碱成为对赤泥综合利用的关键一步。赤泥渣是赤泥提铁的副产物，主要化学成分为CaO、SiO2、Al2O3、Na2O等，由于Na2O的存在，导致赤泥渣在再利用中有诸多限制。透辉石((Ca，Mg)O·MgO·2SiO2)是辉石中常见的一种，属单斜晶系，它属于硅酸盐矿物，镁含量可达18％以上，熔点较低为1320℃，在陶瓷生产中常用来降低陶瓷的烧结温度，由于红土镍矿渣中高镁、高硅、低铝、低钙的特点和赤泥渣高钙、高铝、高硅、低镁的特点相结合，在生产陶粒过程中由于反应生成透辉石矿相能够显著降低陶粒在烧结过程中烧结温度。红土镍矿渣典型的特点为高镁、高硅、低铝、低钙，由于MgO含量较高，安定性较差，导致红土镍矿渣难以利用。赤泥渣是赤泥提铁的副产物，主要化学成分为CaO、SiO2、Al2O3、Na2O等，由于Na2O的存在，导致赤泥渣在再利用中有诸多限制。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种生产金属镍铁粉和透辉石质渣粉的方法。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术提供一种生产金属镍铁粉和透辉石质渣粉的方法，包括以下步骤：(1)预处理红土镍矿和赤泥对红土镍矿和赤泥分别进行干燥、破碎、细磨，分别得到红土镍矿粉和赤泥粉，并将二者混合得到第二混合物料；(2)混料造球将所述第二混合物料、煤粉和添加剂投入混料装置进行混合，得到第一混合物料，将第一混合物料投入造球装置造球，得到球团；(3)还原焙烧将步骤(2)得到的球团投入还原焙烧装置中进行还原焙烧处理，得到金属化球团；(4)水淬、烘干金属化球团将步骤(3)得到的金属化球团投入水淬装置中进行水淬处理，然后对水淬处理后的金属化球团进行干燥，得到干燥的金属化球团；(5)磁选破碎并细磨步骤(4)得到的干燥的金属化球团，然后投入磁选设备中，磁选后分别得到金属镍铁粉和磁选渣；(6)水浸脱钠将步骤(5)得到的磁选渣投入水浸脱钠装置中，分别得到水浸脱钠清液和透辉石质水浸渣，将透辉石质水浸渣烘干、破碎即可得到透辉石质渣粉。进一步地，所述第二混合物料中，所述红土镍矿粉和所述赤泥粉的质量比为(60-70)∶(30-40)。进一步地，在所述第一混合物料中，所述第二混合物料、煤粉、添加剂的质量比为100∶(10-20)∶(2-5)。进一步地，所述第一混合物料中的CaO、MgO和SiO2的质量比为(0.2-0.5)∶(0.3-0.6)∶1，并且(Na2O+K2O)与Al2O3的质量比≤0.2∶1。进一步地，还原焙烧的温度为1200-1400℃，时间为30-120min。进一步地，在步骤(6)中，水浸脱钠处理的液固比为(4-6)∶1。进一步地，水浸温度为80-100℃，水浸时间为1-4h。进一步地，所述红土镍矿的各组分及其含量为：Ni≥1.0wt％、TFe≥15wt％、30wt％≤SiO2≤45wt％、15wt％≤MgO≤25wt％。进一步地，所述赤泥的各组分及其含量为：TFe≥15wt％、CaO≥40wt％、8wt％≤Al2O3≤20wt％、10wt％≤SiO2≤20wt％、2wt％≤Na2O+K2O≤5wt％。进一步地，步骤(2)中的所述球团的直径为10-40mm。与现有技术相比，本专利技术的有益技术效果为：(1)解决原料利用性的问题。红土镍矿和赤泥均为难以综合处理，同时红土镍矿具有高镁、高硅、低铝、低钙的特点，赤泥具有低硅、高钙、高铝、高钠的特点，结合两种矿物的特点，采用本专利技术公布的方法，既可以获得高品质的金属镍铁粉也能获得透辉石质渣粉，该渣粉可作为优质的陶瓷生产原料。(2)主要的反应全部在还原焙烧装置中进行，使得工艺流程紧凑高效，反应温度较低，能耗较低。附图说明图1是本专利技术的生产金属镍铁粉和透辉石质渣粉的装置的结构示意图；图2是本专利技术的生产金属镍铁粉和透辉石质渣粉的方法的流程示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合实施例及附图，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。如图1所示，本专利技术的生产金属镍铁粉和透辉石质渣粉的装置，包括矿物预处理装置、混料造球装置、还原焙烧装置、水淬装置、磁选装置、以及水浸脱钠装置，其中，矿物预处理装置的物料出口连通至混料造球装置的物料入口；混料造球装置的物料出口连通至还原焙烧装置的物料入口；还原焙烧装置的物料出口连通至水淬装置的物料入口；水淬装置的的物料出口连通至磁选装置的物料入口；磁选装置的物料出口连通至水浸脱钠装置的物料入口。在一优选实施例中，矿物预处理装置包括红土镍矿干燥装置、红土镍矿破碎装置和红土镍矿细磨装置，红土镍矿干燥装置的物料出口连通至红土镍矿破碎装置的物料入口，红土镍矿破碎装置的物料入口连通至红土镍矿细磨装置的物料入口。矿物预处理装置还包括赤泥干燥装置、赤泥破碎装置和赤泥细磨装置，赤泥干燥装置的物料出口连通至赤泥破碎装置的物料入口，赤泥破碎装置的物料出口连通至赤泥细磨装置的物料入口。红土镍矿干燥装置、赤泥干燥装置可以是干燥箱，红土镍矿破碎装置、赤泥破碎装置可以是颚式破碎机，红土镍矿细磨装置、赤泥细磨装置可以是球磨机。在一优选实施例中，混料造球装置包括红土镍矿称量装置、赤泥称量装置、煤粉称量装置、添加剂称量装置、混料装置、造球装置、以及球团干燥装置，其中，红土镍矿细磨装置的物料出口连通至红土镍矿称量装置的物料入口；赤泥细磨装置的物料出口连通至赤泥称量装置的物料入口；红土镍矿称量装置的物料出口、赤泥称量装置的物料出口、煤粉称量装置的物料出本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生产金属镍铁粉和透辉石质渣粉的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)预处理红土镍矿和赤泥对红土镍矿和赤泥分别进行干燥、破碎、细磨，分别得到红土镍矿粉和赤泥粉，并将二者混合得到第二混合物料；(2)混料造球将所述第二混合物料、煤粉和添加剂投入混料装置进行混合，得到第一混合物料，将第一混合物料投入造球装置造球，得到球团；(3)还原焙烧将步骤(2)得到的球团投入还原焙烧装置中进行还原焙烧处理，得到金属化球团；(4)水淬、烘干金属化球团将步骤(3)得到的金属化球团投入水淬装置中进行水淬处理，然后对水淬处理后的金属化球团进行干燥，得到干燥的金属化球团；(5)磁选破碎并细磨步骤(4)得到的干燥的金属化球团，然后投入磁选设备中，磁选后分别得到金属镍铁粉和磁选渣；(6)水浸脱钠将步骤(5)得到的磁选渣投入水浸脱钠装置中，分别得到水浸脱钠清液和透辉石质水浸渣，将透辉石质水浸渣烘干、破碎即可得到透辉石质渣粉。

【技术特征摘要】
1.一种生产金属镍铁粉和透辉石质渣粉的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)预处理红土镍矿和赤泥对红土镍矿和赤泥分别进行干燥、破碎、细磨，分别得到红土镍矿粉和赤泥粉，并将二者混合得到第二混合物料；(2)混料造球将所述第二混合物料、煤粉和添加剂投入混料装置进行混合，得到第一混合物料，将第一混合物料投入造球装置造球，得到球团；(3)还原焙烧将步骤(2)得到的球团投入还原焙烧装置中进行还原焙烧处理，得到金属化球团；(4)水淬、烘干金属化球团将步骤(3)得到的金属化球团投入水淬装置中进行水淬处理，然后对水淬处理后的金属化球团进行干燥，得到干燥的金属化球团；(5)磁选破碎并细磨步骤(4)得到的干燥的金属化球团，然后投入磁选设备中，磁选后分别得到金属镍铁粉和磁选渣；(6)水浸脱钠将步骤(5)得到的磁选渣投入水浸脱钠装置中，分别得到水浸脱钠清液和透辉石质水浸渣，将透辉石质水浸渣烘干、破碎即可得到透辉石质渣粉。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二混合物料中，所述红土镍矿粉和所述赤泥粉的质量比为(60-70)∶(30-40)。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述第一混合物料中，所述第二混合物料、煤粉、添加剂的...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈士朝，边妙莲，孙辉，马冬阳，苏双青，李亚奇，陈永洲，曹志成，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