一种钼镍矿的脱磷方法技术

本发明专利技术涉及钼镍矿，特指一种钼镍矿的脱磷方法。本发明专利技术以含有钼镍成分的硫化矿（含磷）为原料，经过氧化焙烧去硫得到低硫钼镍矿，在低硫钼镍矿中根据含磷量配加碳粉，置于微波真空炉中烧结，调整微波加热的频率和功率，通过微波真空下碳还原反应，产物气态单质磷和生成的CO挥发进入排气通道，回收得到白磷，固态产物磁选分离后即得到低磷钼镍矿。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及钼镍矿，特指。
技术介绍
镍、钼是重要的战略金属，由于其独特的物理和化学性能，成为先进结构材料和功能材料的基体、主要成分或添加物，如镍基高温合金、镍钼合金钢等，被广泛应用于国民经济和国防军工等领域；随着近几十年来对矿产资源的大规模开采，全球范围内出现了资源保有储量短缺的局面，特别是近年来我国经济的快速发展，供需矛盾加大，镍、钼等有色金属价格飙升；而镍钼矿是我国特有的一种多金属复杂矿物资源，主要分布在贵州遵义、湘西北、湖北都昌、浙江富阳等地，我国镍钼矿的共同特点是镍钼矿中镍与钼的赋存状态复杂、 品位不高、矿种多样、杂质含量高等，使得选矿难度大、矿物的分解、杂质的分离难度大；已有的选矿试验证明，用选矿的方法从此类矿石中选出合格钼精矿和镍精矿的努力均不成功，非常难选，即该矿种不具备选矿的特殊性质，成分和组成也比较独特，本项目将这类矿物定位为“低品位镍钼难分离复杂矿”；在自然界中钼镍矿是和硫磷伴生在一起的，而硫磷会造成钢的热脆和冷脆，非常有必要在制备过程中去除，或者降低到痕迹量。之前在该领域已有的进展主要有对于本项目提出的低品位镍钼难分离复杂矿， 目前已有两种探索方案一是镍钼矿火法-湿法结合的冶炼工艺；二是镍钼矿全湿法冶炼工艺，火法-湿法相结合的工艺，其主要特征是套用了处理辉钼矿冶炼工艺，采用火法的焙烧脱硫再采用湿法浸出工艺，试剂消耗量大，成本高；更关键的是采用此火法-湿法相结合的工艺时，镍钼矿中的镍难以有效回收，钼的浸出率也很难达到90%以上；继之，有提出采用湿法提取钼再火法提取镍的工艺，该路线的困难是由于钼矿成分复杂，特别是在硫化镍存在的时，钼的浸出率低，残存杂质将消耗大量的酸并直接影响到金属的回收率；因此， 从现有技术调研发现，目前没有针对低品位镍钼难分离复杂矿高效利用的工业化的方法； 毫无疑问，随着富矿的进一步开采，以及全球对镍、钼的强烈需求，从低品位镍钼矿中回收镍钼已经成为当前迫切需要解决的问题。中国专利99114736. 7提供一种用弱碱和氧化剂对钼镍共生原矿直接浸出制备钼镍盐的工艺方法，将钼镍共生矿原矿经过破碎球磨、然后用弱碱和氧化剂浸出、过滤、蒸氨， 溶液萃取制取钼酸铵，萃余溶液再经过蒸发浓缩等工序得到硫酸镍；该方法设备简单，操作方便，不产生三废，属于湿法冶金，不足之处在于过程比较复杂，而且试剂消耗量大，成本高；中国专利200810132538. 2提供一种钼镍矿全湿法提取钼镍方法，是黑色岩系钼镍矿的全湿法提取钼镍方法，其特征在于其提取过程将磨细的钼镍矿进行加压氧化浸出，得到含镍和钼的镍浸出液和含钼氧化物的浸出渣；再将浸出液进行萃取分离钼镍，产出镍盐和钼酸铵或三氧化钼；将浸出渣中的钼进行常压碱浸、净化、再酸沉钼酸铵加以回收，不足之处在于湿法冶金过程复杂，试剂消耗大，成本高，钼镍收得率仍有提升空间。文献《锰矿粉微波加热还原脱磷》(太原理工大学陈津)中提到微波在封闭体系中对含碳锰矿进行加热，固态还原脱磷可达到40%-60%，脱磷效率较低，达不到目前脱磷冶金中要求的高脱磷率要求，有待进一步调整冶金过程参数实现高脱磷效果；文献《钢渣在微波场中还原脱磷的工艺》(河北理工大学吕岩)提到在1100-1400°C内，利用微波加热方式对转炉钢渣的碳热还原行为进行研究。但是对产物磷没有任何处理，如果直接排空，气态磷会污染空气，所以对还原脱磷后气体产物应该有必要的回收措施。
技术实现思路
本专利提出将微波加热脱磷体系置于真空气氛中进行，既能起到促进脱磷反应， 提高脱磷率的目的；并提出在加热装置中设置专有产物气体回收通道，能有效回收脱磷产物中的气态磷，既保护环境，有能回收有用物质，综合认为本专利技术提供的方法是基于火法冶金和、物理场冶金和真空冶金原理，目的在于高效率、高质量、低成本、低污染制备低磷钼银合金。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的第一步是原料准备选取钼镍矿石，磨碎制粉，进行氧化焙烧脱硫；焙烧温度低于 600°C，充分供氧，控制焙烧终点含硫量小于2. 0%。第二步是配料在低硫钼镍矿粉中配加一定量的焦炭粉，根据五氧化二磷含量，依据反应方程式2( (PO4) 2+10C=6Ca0+P4丨+10C0丨，按照计算，需要配加有效碳量是磷含量的96. 8%，为促进还原脱磷反应充分进行、碳的损耗、钼镍氧化物的还原消耗，需要碳过剩， 根据实验，确定碳过剩系数为1. 5^2. 0，即在磷含量96. 8%基础上增加509Γ100%的配加量， 配碳后要加以混勻。第三步是抽真空关闭反应炉，真空度设定在10(T200Pa的低真空范围，当真空达到后停止抽真空操作，关闭炉体与真空通道的阀门；并同时打开顶部生成气体密封通道，详见图1。第四步是在微波真空炉内进行微波真空热还原，主要控制参数有微波频率 2. 45GHz，是常规工业微波频率，功率可调，频率设定在2. 45GHz,当磷含量低于5%时，微波功率在5(T300kW之间，当磷含量高于5%时，微波功率设定在30(T500kW之间。在设定范围内，磷含量越高，所选取的微波功率越大；加热时间控制在2(T40min，随着处理粉矿量的增加而增加，还原温度控制在ioo(Tii5(rc;此外，在此过程中生成的P4和co气体逸出进入装置顶部排气装置，经过水冷却后得到固态白磷；固态产物即是钼镍粉、过剩碳以及硅酸钙和氧化钙，磁选分离后即得到低磷钼镍粉。与其他文献相比，本专利技术的优点主要体现在以下几点(1)与湿法冶金相比，操作流程大大短，主要工序有“氧化脱硫”、“配碳混勻”、“微波真空热还原”和“固体产物分离”，与湿法冶金提取钼镍相比，操作流程大大缩短；(2)脱磷效率高。与传统的简单封闭体系相比，在低真空条件下，更有利于脱磷反应的进行，脱磷率大幅提高，从简单封闭体系下90%的脱磷率提高到99%以上；(3)真空条件下产物磷的回收率高。因为有气体回收通道，气体的逸出和回收成为可能。因为有真空设置，促进了脱磷反应进行，产物气体生成量大，回收率由非真空下的60% 提高到74 76% ；(4)生产成本低，与湿法冶金相比，试剂消耗和设备消耗少，需要的配加成分只有碳粉，设备主要是微波真空炉，现在已经是成熟的工业化装备；节能降耗效果明显，充分发挥了微波加热的“整体性、高效性、低能耗”等优点；(5) 操作简单，容易掌握，与湿法冶金、火法/湿法混合冶金相比，本专利技术采用的纯火法冶金工艺机械化程度高，配碳后的混勻和微波真空热还原都可以实现机械化操作，过程控制容易。附图说明图1是真空微波加热脱磷装置示意图，图中各项分别代表1真空泵；2真空管道； 3真空阀；4气体回收通道；5液态水；6气体回收瓶；7物料；8磁控管。具体实施例方式以下结合实施例对本专利技术作进一步的阐述，实施例仅用于说明本专利技术，而不是以任何方式来限制本专利技术。实施例一 IOkg钼镍原矿、4. 23%磷含量的低磷钼镍矿的制备方法及冶金效果配料配加焦炭中有效碳含量为6. 26%,即0. 626 kg ；微波参数设置炉内真空度llOPa，频率2. 45GHz，功率200kW，还原温度1020°C，还原时间 25min ；回收固体白磷量0. 323 kg,白磷回收率76% ；表1列出了 =4. 23%时微波真空热还原处理前后钼镍矿中主要元素含量； 表1 =4. 2本文档来自技高网...

【技术保护点】
特征在于：微波加热装置的真空度处于１００～２００Ｐａ的低真空范围。１．一种钼镍矿的脱磷方法，将钼镍矿经过氧化焙烧脱硫后得到低硫钼镍矿，在低硫钼镍矿中根据含磷量配加碳粉，将配加碳粉的低硫钼镍矿在微波加热装置中，采用微波热还原法，在还原阶段调整微波功率，促进还原脱磷反应，生产低磷钼镍合金的同时，回收单质磷，其

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李桂荣，王宏明，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：32