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              有色冶金

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              鎳鈷冶煉工程
              作者:中國恩菲 發布時間:2017年11月17日 瀏覽次數:
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                含鎳紅土礦

                目前處理鎳紅土礦的濕法工藝主要有:還原焙燒氨浸生產鎳產品、加壓酸浸、常壓浸出、硫酸焙燒-水浸,其中加壓酸浸和常壓浸出為全濕法工藝流程。

                加壓酸浸

                加壓酸浸主要工藝過程是使含鎳紅土礦與硫酸在高壓釜中反應,在高溫高壓下將鎳浸出為硫酸鹽進入溶液,而鐵則生成赤鐵礦進入浸出渣,經洗滌、濃密,浸出液用硫化氫、氧化鎂或氫氧化鈉等沉淀產出鎳鈷硫化混合物或鎳鈷氫氧化物的中間產品,中間產品可作為產品出售,也可繼續浸出、萃取、電積得到金屬產品,代表項目有巴布亞新幾內亞瑞木鎳鈷項目。

                瑞木鎳鈷項目年處理礦石321萬噸,年產鎳32000t/a、鈷3300t/a,2013年完成。項目采用的冶煉工藝代表了目前世界上最先進和技術挑戰性最高的濕法冶煉工藝,其中多項單體工程的設計和施工在我國尚屬空白,如:是國內首次將大于250℃的高溫酸溶解技術應用于有色金屬冶煉,是國內首次對超大型規格特殊材料的高壓設備進行設計和加工;是國內首次采用目前最大型的鉸接卡車用于熱帶雨林地區的紅土鎳礦開采;創造性的將圓筒洗礦機+槽式擦洗機用于紅土礦洗礦工藝;是世界上首次將長距離管道(135千米)用于紅土鎳礦漿體輸送;是世界上首次將深海填埋技術用于紅土礦冶煉廢渣堆存處理;也是在地震活躍的熱帶雨林地區,克服建設物資匱乏,又兼具復雜和特殊的國際環境及社會政治經濟環境背景下,按照世界上最嚴格的環境保護標準進行建設的特大型海外資源開發項目。

              選礦廠

              冶煉廠

                常壓酸浸

                常壓酸浸處理紅土礦的一般工藝為對鎳紅土礦先進行磨礦和分級處理,將磨細后的礦漿與洗滌液和硫酸按一定的比例在加熱的條件下反應,將礦石中的鎳浸出進入溶液,再采用中和劑進行中和處理,過濾進行液固分離,得到的浸出液經凈化除雜后沉淀鎳鈷,得到氫氧化物或硫化物中間產品,也可繼續浸出、萃取、電積得到金屬產品。常壓浸出原理與加壓酸浸基本相同,此技術簡單,投資省。但是常壓酸浸鐵大部分被浸出進入溶液,且不會轉化為赤鐵礦,造成酸耗高、生產成本偏高。目前該工藝在國內已獲得成功應用,代表項目有廣西銀億項目。

                廣西銀億項目處理原料主要是含Ni1.0~2.0%的低鐵高鎂的過渡型礦或殘積礦,礦漿經浸出、中和、濃密分離得到含鎳溶液,含鎳溶液經沉淀得到氫氧化鎳鈷,再經酸浸后采用P204除雜,P507萃取鈷,硫酸鹽電積得到電鈷產品,萃余液經除油后得到電積鎳產品。

              萃取

              電積

                硫酸焙燒-水浸

                硫酸焙燒-水浸工藝是將紅土礦在SO2/O2氣氛中焙燒,或將濃硫酸與紅土礦按一定比例混合熟化后焙燒的工藝,焙燒過程中,鎳和鈷氧化物轉化成相應的硫酸鹽,大部分鐵以不溶性氧化物形式存在,焙砂直接水浸。采用SO2/O2焙燒溫度為650~750℃,且礦石中鎂含量越高,所需焙燒溫度越低,其它因素如SO2分壓、原料粒度以及鈉鹽的加入量對鎳和鈷回收率也有較大影響;硫酸熟化焙燒-水浸工藝是將濃硫酸與紅土礦均勻混合,在700~800℃條件下焙燒,焙砂用水浸出,浸出液經除雜后溶液回收鎳鈷,該工藝鎳鈷回收率大于85%,浸出渣含鐵大于55%,可作為煉鐵或水泥生產原料。

                目前中國恩菲已完成該工藝的中試試驗工作。

                硫化鎳礦

                Ø 金川二期工程,采用閃速爐工藝,年處理鎳精礦35萬噸,投產時間1993年。金川閃速熔煉爐是中國恩菲自行設計的世界第五座、亞洲第一座鎳閃速熔煉爐。

                Ø 金川公司高鎳锍電解工程,凈化采用常規的氯氣除鈷、鎳精礦除銅、中和除鐵工藝,生產規模8萬t/a。

                      

                Ø 新疆喀拉通克銅鎳礦加壓氧浸工藝浸出液經萃取產出硫酸鈷工程,部分萃余液經除油后電積生產電積鎳,年產電積鎳2萬t,1992年投產,獲得部級及國家級科技進步一等獎。

                Ø 金川公司采用高冰鎳工程,經三段浸出(常壓+加壓氧浸結合工藝流程),浸出液經離心萃取產出高純硫酸鈷,部分萃余液經除油后電積生產電積鎳,年產電積鎳1.5萬噸。部分萃余液經蒸發濃縮結晶生產電子級精致硫酸鎳產品3萬/a, 2006年投產。

                      

                Ø 金川公司500t/a羰基鎳工程,為國內首家生產羰基鎳產品的項目,采用高壓(20MPa)合成技術,生產鎳丸、鐵丸,2001年投產。

                Ø 吉恩鎳業工程,采用高冰鎳經三段浸出(常壓+加壓氧浸結合工藝流程),浸出液經萃取產出高純硫酸鈷,萃余液經蒸發濃縮結晶產出電子級精致硫酸鎳產品,并副產硫酸銅,2001年投產。

                      

                Ø 吉恩鎳業公司高鎳锍電解工藝,凈化采用萃取除鈷、銅、中和除鐵工藝,生產規模5000t/a,2010年投產。

                  

                鈷相關

                Ø 海南鋼鐵公司鈷銅冶煉廠,采用焙燒-浸出-萃取回收銅,萃余液沉鈷-溶鈷-P204、p507萃取制取硫酸鈷或電鈷工藝,年產鈷量600t/a,2004年投產。

                      

                Ø 浙江衢州華友鈷新材料項目,采用常壓酸浸、高壓酸浸,萃取工藝生產電銅、電鎳、鈷鹽等產品,年產電銅1萬t/a,電鎳1萬t/a,鈷鹽(鈷金屬量)1萬t/a,2014年投產。

                  

                Ø 浙江黃巖江口化工廠可伐料的綜合回收鈷,通過混酸浸出或電溶,將含鈷可伐料溶解,然后通過P204萃取除雜、P507萃鈷流程生產鈷鹽等產品。

                恩菲鎳鈷萃取技術

                目前鎳鈷精煉大都采用萃取技術,根據各項目的具體情況及產品要求,采用不同的萃取工藝方案。

                在萃取技術上,根據浸出液成分,國內普遍采用先除雜,后分離提純技術。除雜采用P204萃取劑,將鐵、銅、錳、鋅、鋁等去除, 分離一般采用P507、C272萃取劑,依據最終產品要求,后續可深度凈化或提純。以上萃取劑在萃取前需進行預處理,試劑通常使用氫氧化鈉、氨水、氯化鈣等,根據工藝需要,有的還須轉皂,如轉鎳皂、鈷皂、鎂皂等,以上技術中國恩菲都已實現工業化。代表項目衢州華友,廣西銀億、吉恩鎳業、江蘇星辰,浙江黃巖等。

                在萃取設備上,多數使用混合澄清式萃取箱(包括淺池和深池式),個別項目用過離心萃取器,如金川3萬噸加壓浸出項目;在萃取箱材質上,可選擇PVC板、FRP、鋼襯FRP、砼襯FRP、不銹鋼等,各材質萃取箱中國恩菲均涉及,且投入使用;在萃取箱規格上,恩菲所設計的,小至混合室尺寸150X150mm,大至直徑2000m,在鎳鈷精煉項目均已投產使用。

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