冶金工程

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镍钴冶炼工程
编辑:系统管理员 发布时间:2017年11月17日
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  含镍红土矿

  目前处理镍红土矿的湿法工艺主要有:还原焙烧氨浸生产镍产品、加压酸浸、常压浸出、硫酸焙烧-水浸,其中加压酸浸和常压浸出为全湿法工艺流程。

  加压酸浸

  加压酸浸主要工艺过程是使含镍红土矿与硫酸在高压釜中反应,在高温高压下将镍浸出为硫酸盐进入溶液,而铁则生成赤铁矿进入浸出渣,经洗涤、浓密,浸出液用硫化氢、氧化镁或氢氧化钠等沉淀产出镍钴硫化混合物或镍钴氢氧化物的中间产品,中间产品可作为产品出售,也可继续浸出、萃取、电积得到金属产品,代表项目有巴布亚新几内亚瑞木镍钴项目。

  瑞木镍钴项目年处理矿石321万吨,年产镍32000t/a、钴3300t/a,2013年完成。项目采用的冶炼工艺代表了目前世界上最先进和技术挑战性最高的湿法冶炼工艺,其中多项单体工程的设计和施工在我国尚属空白,如:是国内首次将大于250℃的高温酸溶解技术应用于有色金属冶炼,是国内首次对超大型规格特殊材料的高压设备进行设计和加工;是国内首次采用目前最大型的铰接卡车用于热带雨林地区的红土镍矿开采;创造性的将圆筒洗矿机+槽式擦洗机用于红土矿洗矿工艺;是世界上首次将长距离管道(135千米)用于红土镍矿浆体输送;是世界上首次将深海填埋技术用于红土矿冶炼废渣堆存处理;也是在地震活跃的热带雨林地区,克服建设物资匮乏,又兼具复杂和特殊的国际环境及社会政治经济环境背景下,按照世界上最严格的环境保护标准进行建设的特大型海外资源开发项目。

选矿厂

冶炼厂

  常压酸浸

  常压酸浸处理红土矿的一般工艺为对镍红土矿先进行磨矿和分级处理,将磨细后的矿浆与洗涤液和硫酸按一定的比例在加热的条件下反应,将矿石中的镍浸出进入溶液,再采用中和剂进行中和处理,过滤进行液固分离,得到的浸出液经净化除杂后沉淀镍钴,得到氢氧化物或硫化物中间产品,也可继续浸出、萃取、电积得到金属产品。常压浸出原理与加压酸浸基本相同,此技术简单,投资省。但是常压酸浸铁大部分被浸出进入溶液,且不会转化为赤铁矿,造成酸耗高、生产成本偏高。目前该工艺在国内已获得成功应用,代表项目有广西银亿项目。

  广西银亿项目处理原料主要是含Ni1.0~2.0%的低铁高镁的过渡型矿或残积矿,矿浆经浸出、中和、浓密分离得到含镍溶液,含镍溶液经沉淀得到氢氧化镍钴,再经酸浸后采用P204除杂,P507萃取钴,硫酸盐电积得到电钴产品,萃余液经除油后得到电积镍产品。

萃取

电积

  硫酸焙烧-水浸

  硫酸焙烧-水浸工艺是将红土矿在SO2/O2气氛中焙烧,或将浓硫酸与红土矿按一定比例混合熟化后焙烧的工艺,焙烧过程中,镍和钴氧化物转化成相应的硫酸盐,大部分铁以不溶性氧化物形式存在,焙砂直接水浸。采用SO2/O2焙烧温度为650~750℃,且矿石中镁含量越高,所需焙烧温度越低,其它因素如SO2分压、原料粒度以及钠盐的加入量对镍和钴回收率也有较大影响;硫酸熟化焙烧-水浸工艺是将浓硫酸与红土矿均匀混合,在700~800℃条件下焙烧,焙砂用水浸出,浸出液经除杂后溶液回收镍钴,该工艺镍钴回收率大于85%,浸出渣含铁大于55%,可作为炼铁或水泥生产原料。

  目前betvictor备用网址已完成该工艺的中试试验工作。

  硫化镍矿

  Ø 金川二期工程,采用闪速炉工艺,年处理镍精矿35万吨,投产时间1993年。金川闪速熔炼炉是betvictor备用网址自行设计的世界第五座、亚洲第一座镍闪速熔炼炉。

  Ø 金川企业高镍锍电解工程,净化采用常规的氯气除钴、镍精矿除铜、中和除铁工艺,生产规模8万t/a。

        

  Ø 新疆喀拉通克铜镍矿加压氧浸工艺浸出液经萃取产出硫酸钴工程,部分萃余液经除油后电积生产电积镍,年产电积镍2万t,1992年投产,获得部级及国家级科技进步一等奖。

  Ø 金川企业采用高冰镍工程,经三段浸出(常压+加压氧浸结合工艺流程),浸出液经离心萃取产出高纯硫酸钴,部分萃余液经除油后电积生产电积镍,年产电积镍1.5万吨。部分萃余液经蒸发浓缩结晶生产电子级精致硫酸镍产品3万/a, 2006年投产。

        

  Ø 金川企业500t/a羰基镍工程,为国内首家生产羰基镍产品的项目,采用高压(20MPa)合成技术,生产镍丸、铁丸,2001年投产。

  Ø 吉恩镍业工程,采用高冰镍经三段浸出(常压+加压氧浸结合工艺流程),浸出液经萃取产出高纯硫酸钴,萃余液经蒸发浓缩结晶产出电子级精致硫酸镍产品,并副产硫酸铜,2001年投产。

        

  Ø 吉恩镍业企业高镍锍电解工艺,净化采用萃取除钴、铜、中和除铁工艺,生产规模5000t/a,2010年投产。

    

  钴相关

  Ø 海南钢铁企业钴铜冶炼厂,采用焙烧-浸出-萃取回收铜,萃余液沉钴-溶钴-P204、p507萃取制取硫酸钴或电钴工艺,年产钴量600t/a,2004年投产。

        

  Ø 浙江衢州华友钴新材料项目,采用常压酸浸、高压酸浸,萃取工艺生产电铜、电镍、钴盐等产品,年产电铜1万t/a,电镍1万t/a,钴盐(钴金属量)1万t/a,2014年投产。

    

  Ø 浙江黄岩江口化工厂可伐料的综合回收钴,通过混酸浸出或电溶,将含钴可伐料溶解,然后通过P204萃取除杂、P507萃钴流程生产钴盐等产品。

  恩菲镍钴萃取技术

  目前镍钴精炼大都采用萃取技术,根据各项目的具体情况及产品要求,采用不同的萃取工艺方案。

  在萃取技术上,根据浸出液成分,国内普遍采用先除杂,后分离提纯技术。除杂采用P204萃取剂,将铁、铜、锰、锌、铝等去除, 分离一般采用P507、C272萃取剂,依据最终产品要求,后续可深度净化或提纯。以上萃取剂在萃取前需进行预处理,试剂通常使用氢氧化钠、氨水、氯化钙等,根据工艺需要,有的还须转皂,如转镍皂、钴皂、镁皂等,以上技术betvictor备用网址都已实现工业化。代表项目衢州华友,广西银亿、吉恩镍业、江苏星辰,浙江黄岩等。

  在萃取设备上,多数使用混合澄清式萃取箱(包括浅池和深池式),个别项目用过离心萃取器,如金川3万吨加压浸出项目;在萃取箱材质上,可选择PVC板、FRP、钢衬FRP、砼衬FRP、不锈钢等,各材质萃取箱betvictor备用网址均涉及,且投入使用;在萃取箱规格上,恩菲所设计的,小至混合室尺寸150X150mm,大至直径2000m,在镍钴精炼项目均已投产使用。

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