一种镍钴多金属氧化矿还原富集和回收镍钴的方法技术

本发明专利技术公开了一种镍钴多金属氧化矿还原富集和回收镍钴的方法，包括：将镍钴多金属氧化矿破碎、细磨后，与碳质还原剂、金属化助剂和水混合均匀，制成生球团；将生球团进行干燥预热处理后，转入内衬为碳质耐火材料或含碳复合耐火材料的还原设备中，并在900～1250℃下进行还原焙烧，得到金属化球团；将金属化球团冷却、破碎、细磨，然后进行磁选或重选分离，得到镍钴混合精矿和中矿；对所述中矿进行扫选，得到扫选精矿和扫选尾矿；所述扫选精矿返回进行制团。本发明专利技术还原焙烧得到的金属化球团易于破碎、磨矿，选矿得到的细粒镍钴混合精矿可直接用于酸浸或氨浸提取镍、钴、铜等金属，工艺简单，能耗低，焙烧料不粘炉衬，设备易于实现。

A method of reducing, enriching and recovering nickel and cobalt from nickel cobalt polymetallic oxide ore

【技术实现步骤摘要】
一种镍钴多金属氧化矿还原富集和回收镍钴的方法
本专利技术涉及镍钴多金属氧化矿选矿与冶金
，尤其涉及一种镍钴多金属氧化矿还原富集和回收镍钴的方法。
技术介绍
镍和钴是锂电池、高性能合金的重要原料。海底多金属结核、海底富钴结壳、钴土矿、红土镍矿都是富含镍钴的镍钴多金属氧化矿，是镍钴的重要来源。此类矿石的特点是多金属伴生、品位低，除含有镍、钴、铜外，还含有大量铁和锰等元素，由于矿物嵌布特征复杂，直接选矿难以分离富集镍、钴、铜，一般是直接采用冶金工艺处理，主要方法有：高温高压浸出法、配加还原剂常压浸出法、还原焙烧——浸出法、熔炼法等工艺。但是直接冶炼需要投入大量还原剂和冶炼助剂，成本较高，处理量大，经济性差。镍钴多金属氧化矿中的镍、钴、铜、铁等较易于被炭、一氧化碳、氢气等还原为金属，但在还原焙烧温度较低时，虽然镍、钴、铜、铁可以被还原成金属，但难以从渣相中游离出来和聚集长大，一般选矿方法难以从还原焙砂中分离富集金属，仍然需要将全部还原焙砂进行湿法浸出以回收其中的镍钴铜及锰，无法实现锰的预先分离，如还原焙烧——氨浸工艺和还原焙烧——酸浸工艺。而直接高温还原熔炼，或者先还原焙烧然后电炉熔分，虽然容易得到含镍钴铜的合金和含锰的炉渣，但出炉冷却后的合金和炉渣质地坚硬，后续的破碎和磨矿难度大、成本高，不利于分别进行湿法浸出。
技术实现思路
针对现有技术中的上述不足之处，本专利技术提供了一种镍钴多金属氧化矿还原富集和回收镍钴的方法，不仅镍、钴等被还原成的金属可以从渣相中游离出来并聚集长大，而且还原焙烧得到的金属化球团易于破碎、磨矿，选矿得到的镍钴混合精矿可直接用于酸浸或氨浸提取镍、钴等金属，工艺简单，能耗低，焙烧料不粘炉衬，设备易于实现。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种镍钴多金属氧化矿还原富集和回收镍钴的方法，包括以下步骤：步骤1、制团：将镍钴多金属氧化矿破碎、细磨后，与碳质还原剂和水混合均匀，并制成生球团；步骤2、金属化还原焙烧：将步骤1制成的生球团进行干燥预热处理后，转入内衬为碳质耐火材料或含碳复合耐火材料的还原设备中，并在900～1250℃下进行还原焙烧，从而得到金属化球团；步骤3、选矿分离：将步骤2得到的金属化球团冷却、破碎、细磨，然后进行磁选或重选分离，从而得到镍钴混合精矿和中矿；步骤4、扫选：对步骤3得到的中矿进行扫选，从而得到扫选精矿和扫选尾矿；所述扫选精矿返回步骤1进行制团。优选地，还包括：步骤5、将步骤3得到的镍钴混合精矿，用硫酸溶液或盐酸溶液或氨性溶液进行浆化、浸出，然后净化、分离回收镍和钴。优选地，所述扫选尾矿为富锰渣，富锰渣用于进一步冶炼提取锰。优选地，所述镍钴多金属氧化矿为海底多金属结核、海底富钴结壳中的一种或两种的混合物；步骤1中，镍钴多金属氧化矿破碎、细磨至粒度为1mm以下。优选地，步骤1中，所述碳质还原剂为煤、焦炭、生物质燃料中的一种或几种的混合物；碳质还原剂的加入量为镍钴多金属氧化矿总质量的5％～25％。优选地，步骤1中，将镍钴多金属氧化矿破碎、细磨后，与碳质还原剂、金属化助剂和水混合均匀，并制成生球团；其中，所述金属化助剂为氟化物、硫化物、硫酸盐、二氧化硅中的一种或几种的混合物；所述氟化物为氟化钙、氟化镁、氟化钠中的一种或几种的混合物；所述硫化物为黄铁矿、硫化镍矿、硫化铜矿、合成镍钴硫化物中的一种或几种的混合物；所述硫酸盐为硫酸钙、硫酸镁、硫酸钠中的一种或几种的混合物；每种金属化助剂的添加量不超过镍钴多金属氧化矿总质量的10％。优选地，步骤2中，干燥预热的温度为100～400℃，干燥预热的时间为1～5h，还原焙烧的时间0.5～5h。优选地，步骤2中，所述还原焙烧是在缺氧条件下且还原设备中存在还原性气体的条件下进行；所述还原性气体是一氧化碳、氢气、煤气、天然气中的至少一种。优选地，步骤2中，所述碳质耐火材料为炭砖、石墨、碳化硅中的一种或几种的混合材料；所述含碳复合耐火材料为至少含有石墨、碳化硅中一种的复合耐火材料。优选地，步骤2中，所述含碳复合耐火材料为50～75质量份碳化硅骨料、10～20质量份方镁石、5～10质量份钢纤维增强浇注料、5～10质量份石墨粉混合后高温烧制而成。由上述本专利技术提供的技术方案可以看出，本专利技术利用镍钴多金属氧化矿中不同元素氧化物还原温度和熔点差异，结合还原性气氛和含碳耐火材料，在还原设备内实现了非熔融条件下的金属化还原和金属颗粒团聚长大，然后通过磁选或重选分离富集镍钴混合精矿，镍钴混合精矿再湿法冶炼提取镍和钴，工艺简单，能耗低，焙烧料不粘炉衬，设备易于实现。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。图1为本专利技术提供的镍钴多金属氧化矿还原富集和回收镍钴的方法的流程示意图。具体实施方式下面结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术的保护范围。下面对本专利技术所提供的镍钴多金属氧化矿还原富集和回收镍钴的方法进行详细描述。本专利技术实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。如图1所示，一种镍钴多金属氧化矿还原富集和回收镍钴的方法，包括以下步骤：步骤1、制团：将镍钴多金属氧化矿破碎、细磨至粒度为1mm以下(优选0.25mm以下)，然后与碳质还原剂、金属化助剂和水混合均匀，并制成生球团。步骤2、金属化还原焙烧：将步骤1制成的生球团进行干燥预热处理后，转入内衬为碳质耐火材料或含碳复合耐火材料的还原设备中，并在还原设备中存在还原性气体的情况下，以900～1250℃进行还原焙烧，从而得到金属化球团。步骤3、选矿分离：将步骤2得到的金属化球团冷却、破碎、细磨，然后进行磁选或重选分离，从而得到镍钴混合精矿和中矿。步骤4、扫选：对步骤3得到的中矿进行扫选，从而得到扫选精矿和扫选尾矿；所述扫选精矿返回步骤1进行制团。所述扫选尾矿为富锰渣，富锰渣用于进一步冶炼提取锰。步骤5、将步骤3得到的镍钴混合精矿，用硫酸溶液或盐酸溶液或氨性溶液进行浆化、浸出，然后净化、分离回收镍和钴。具体地，该镍钴多金属氧化矿还原富集和回收镍钴的方法包括以下实施方案：(1)步骤1中，所述镍钴多金属氧化矿为海底多金属结核、海底富钴结壳中的一种或两种的混合物。(2)步骤1中，所述碳质还原剂为煤、焦炭、生物质燃料中的一种或几种的混合物；碳质还原剂的加入量为镍钴多金属氧化矿总质量的5％～25％。(3)步骤1中，所述金属化助剂为氟化物、硫化物、硫酸盐、二氧化硅中的一种或本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种镍钴多金属氧化矿还原富集和回收镍钴的方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1、制团：将镍钴多金属氧化矿破碎、细磨后，与碳质还原剂和水混合均匀，并制成生球团；/n步骤2、金属化还原焙烧：将步骤1制成的生球团进行干燥预热处理后，转入内衬为碳质耐火材料或含碳复合耐火材料的还原设备中，并在900～1250℃下进行还原焙烧，从而得到金属化球团；/n步骤3、选矿分离：将步骤2得到的金属化球团冷却、破碎、细磨，然后进行磁选或重选分离，从而得到镍钴混合精矿和中矿；/n步骤4、扫选：对步骤3得到的中矿进行扫选，从而得到扫选精矿和扫选尾矿；所述扫选精矿返回步骤1进行制团。/n

【技术特征摘要】
1.一种镍钴多金属氧化矿还原富集和回收镍钴的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、制团：将镍钴多金属氧化矿破碎、细磨后，与碳质还原剂和水混合均匀，并制成生球团；
步骤2、金属化还原焙烧：将步骤1制成的生球团进行干燥预热处理后，转入内衬为碳质耐火材料或含碳复合耐火材料的还原设备中，并在900～1250℃下进行还原焙烧，从而得到金属化球团；
步骤3、选矿分离：将步骤2得到的金属化球团冷却、破碎、细磨，然后进行磁选或重选分离，从而得到镍钴混合精矿和中矿；
步骤4、扫选：对步骤3得到的中矿进行扫选，从而得到扫选精矿和扫选尾矿；所述扫选精矿返回步骤1进行制团。


2.根据权利要求1所述的镍钴多金属氧化矿还原富集和回收镍钴的方法，其特征在于，还包括：步骤5、将步骤3得到的镍钴混合精矿，用硫酸溶液或盐酸溶液或氨性溶液进行浆化、浸出，然后净化、分离回收镍和钴。


3.根据权利要求1或2所述的镍钴多金属氧化矿还原富集和回收镍钴的方法，其特征在于，所述扫选尾矿为富锰渣，富锰渣用于进一步冶炼提取锰。


4.根据权利要求1或2所述的镍钴多金属氧化矿还原富集和回收镍钴的方法，其特征在于，所述镍钴多金属氧化矿为海底多金属结核、海底富钴结壳中的一种或两种的混合物；步骤1中，镍钴多金属氧化矿破碎、细磨至粒度为1mm以下。


5.根据权利要求1或2所述的镍钴多金属氧化矿还原富集和回收镍钴的方法，其特征在于，步骤1中，所述碳质还原剂为煤、焦炭、生物质燃料中的一种或几种的混合物；碳质还原剂的加入量为镍钴多金属氧化矿总质量的5％～25％。


6.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋训雄，赵峰，张登高，蒋伟，汪胜东，冯林永，李达，
申请(专利权)人：北京矿冶科技集团有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11