本發(fā)明屬于金屬提取領(lǐng)域，具體而言，本發(fā)明涉及處理鎳鐵粉的系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)：

鎳作為一種重要的戰(zhàn)略金屬，具有良好的機(jī)械強(qiáng)度、延展性和化學(xué)穩(wěn)定性。世界上可開采的鎳資源有兩類，一類是硫化礦床，另一類是紅土鎳礦。由于硫化礦提取工藝成熟，60％的鎳產(chǎn)量來(lái)源于硫化礦。而世界近期可供開發(fā)的硫化礦資源已經(jīng)不多，加之硫化礦資源勘探周期和建設(shè)周期均較長(zhǎng)，開發(fā)和利用相對(duì)比較困難，而紅土鎳礦資源豐富，采礦成本低，選冶工藝趨于成熟，可生產(chǎn)氧化鎳、硫鎳、鎳鐵等多種中間產(chǎn)品，礦源靠海，便于運(yùn)輸，因此開發(fā)利用紅土鎳礦具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

紅土鎳礦石含鎳橄欖石巖在熱帶或亞熱帶地區(qū)經(jīng)過(guò)大規(guī)模的長(zhǎng)期風(fēng)化淋濾變質(zhì)而成，是由鐵、鎂、硅等含水氧化物組成的疏松的黏土狀礦石，礦石中的鐵主要以赤鐵礦的形式存在，礦石呈紅色，所以被稱為紅土鎳礦。紅土鎳礦的可采部分一般分為3層：褐鐵礦、過(guò)渡層和腐殖層，它們的組成各不相同，規(guī)律為鐵含量依次降低，鎂含量和鎳含量依次升高，褐鐵礦層一般為高鐵低鎂紅土鎳礦，其鐵含量40～50wt％，鎳含量0.8～1.5wt％。

針對(duì)紅土鎳礦國(guó)內(nèi)學(xué)者開發(fā)出了還原焙燒磁選工藝，該方法是以煤為還原劑，在一定溫度下使紅土鎳礦中的鎳和鐵直接還原為金屬，然后通過(guò)磨礦磁選回收還原后的鎳和鐵，得到的產(chǎn)品是粉狀的鎳鐵，稱為鎳鐵粉。還原焙燒磁選法處理紅土鎳礦的工藝具有成本低、節(jié)約能源、鎳回收率高等特點(diǎn)，為紅土鎳礦的開發(fā)利用開辟了新的途徑。

但是現(xiàn)有技術(shù)對(duì)紅土鎳礦還原得到的鎳鐵粉的利用還存在很多問題，典型鎳鐵粉的化學(xué)成分為：ni質(zhì)量分?jǐn)?shù)4～10wt％，fe質(zhì)量分?jǐn)?shù)50～80wt％，其余為游離二氧化硅以及硅酸鹽雜質(zhì)。由于鎳含量低，雜質(zhì)含量高，鎳鐵粉還不能直接成為不銹鋼冶煉的原料，因此，現(xiàn)有處理鎳鐵粉的技術(shù)有待進(jìn)一步發(fā)展。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出一種處理鎳鐵粉的系統(tǒng)和方法。該系統(tǒng)采用濕法冶金和氯化冶金相結(jié)合的技術(shù)處理鎳鐵粉，使得所得的高鎳鐵粉相對(duì)鎳鐵粉的鎳品位提高120％以上，可作為不銹鋼的優(yōu)質(zhì)原料，也可以作為提鎳的原料，整個(gè)工藝鎳回收率達(dá)95％以上。

在本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明提出了一種處理鎳鐵粉的系統(tǒng)，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該系統(tǒng)包括：

細(xì)磨裝置，所述細(xì)磨裝置具有鎳鐵粉入口和鎳鐵細(xì)粉出口；

堿浸裝置，所述堿浸裝置具有鎳鐵細(xì)粉入口、堿液入口、除硅鎳鐵細(xì)粉出口和堿浸后液出口，所述鎳鐵細(xì)粉入口與所述鎳鐵細(xì)粉出口相連；

氯化焙燒裝置，所述氯化焙燒裝置具有除硅鎳鐵細(xì)粉入口、氯化劑入口、高鎳鐵粉出口和含塵煙氣出口，所述除硅鎳鐵細(xì)粉入口與所述除硅鎳鐵細(xì)粉出口相連。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的處理鎳鐵粉的系統(tǒng)通過(guò)將鎳鐵粉細(xì)磨后進(jìn)行堿浸處理，進(jìn)行第一次提純，由于鎳鐵不與堿液反應(yīng)，鎳鐵細(xì)粉中的游離二氧化硅以及部分硅酸鹽溶解于堿液中與鎳鐵粉分離，堿浸后固液分離得到除硅鎳鐵細(xì)粉，然后根據(jù)鎳鐵粉的物相與成分，充分利用鎳、鐵金屬氯化熱力學(xué)條件不同及對(duì)應(yīng)氯化物的蒸汽壓不同的現(xiàn)象，將所得除硅鎳鐵細(xì)粉采用氯化焙燒處理，將除硅鎳鐵細(xì)粉中的部分鐵轉(zhuǎn)化為三氯化鐵氣體揮發(fā)進(jìn)入含塵煙氣中，而鎳不被氯化，即使有少量的鎳被氯化，氯化鎳也會(huì)被更活潑的金屬鐵置換回來(lái)，從而得到鎳品位較高的高鎳鐵粉。由此，采用該系統(tǒng)將鎳鐵細(xì)粉經(jīng)過(guò)兩次提純可以得到的鎳品位高的高鎳鐵粉，并且所得高鎳鐵粉中鎳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)5-22wt％，高鎳鐵粉相對(duì)鎳鐵粉的鎳品位提高120％以上，可作為不銹鋼的優(yōu)質(zhì)原料，也可以作為提鎳的原料，整個(gè)工藝鎳回收率達(dá)95％以上。

另外，根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的處理鎳鐵粉的系統(tǒng)還可以具有如下附加的技術(shù)特征：

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，上述處理鎳鐵粉的系統(tǒng)進(jìn)一步包括：冷卻-收塵單元，所述冷卻-收塵單元具有含塵煙氣入口和三氯化鐵出口，所述含塵煙氣入口與所述含塵煙氣出口相連。由此，可回收副產(chǎn)品三氯化鐵，提高整個(gè)工藝的經(jīng)濟(jì)性。

在本發(fā)明的再一個(gè)方面，本發(fā)明提出了一種采用上述處理鎳鐵粉的系統(tǒng)處理鎳鐵粉的方法，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該方法包括：

(1)將鎳鐵粉供給至所述細(xì)磨裝置中進(jìn)行細(xì)磨處理，以便得到鎳鐵細(xì)粉；

(2)將所述鎳鐵細(xì)粉和堿液供給至所述堿浸裝置中進(jìn)行堿浸處理，以便得到除硅鎳鐵細(xì)粉和堿浸后液；

(3)將所述除硅鎳鐵細(xì)粉和氯化劑供給至所述氯化焙燒裝置中進(jìn)行氯化焙燒處理，以便得到高鎳鐵粉和含塵煙氣。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的處理鎳鐵粉的方法通過(guò)將鎳鐵粉細(xì)磨后進(jìn)行堿浸處理，進(jìn)行第一次提純，由于鎳鐵不與堿液反應(yīng)，鎳鐵細(xì)粉中的游離二氧化硅以及部分硅酸鹽溶解于堿液中與鎳鐵粉分離，堿浸后固液分離得到除硅鎳鐵細(xì)粉，然后根據(jù)鎳鐵粉的物相與成分，充分利用鎳、鐵金屬氯化熱力學(xué)條件不同及對(duì)應(yīng)氯化物的蒸汽壓不同的現(xiàn)象，將所得除硅鎳鐵細(xì)粉采用氯化焙燒處理，將除硅鎳鐵細(xì)粉中的部分鐵轉(zhuǎn)化為三氯化鐵氣體揮發(fā)進(jìn)入含塵煙氣中，而鎳不被氯化，即使有少量的鎳被氯化，氯化鎳也會(huì)被更活潑的金屬鐵置換回來(lái)，從而得到鎳品位較高的高鎳鐵粉。由此，采用該方法將鎳鐵細(xì)粉經(jīng)過(guò)兩次提純可以得到的鎳品位高的高鎳鐵粉，并且所得高鎳鐵粉中鎳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)5-22wt％，高鎳鐵粉相對(duì)鎳鐵粉的鎳品位提高120％以上，可作為不銹鋼的優(yōu)質(zhì)原料，也可以作為提鎳的原料，整個(gè)工藝鎳回收率達(dá)95％以上。

另外，根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的處理鎳鐵粉的方法還可以具有如下附加的技術(shù)特征：

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，上述處理鎳鐵粉的方法進(jìn)一步包括：(4)將所述含塵煙氣供給至所述冷卻-收塵單元中進(jìn)行冷卻和收塵處理，以便得到三氯化鐵。由此，可回收副產(chǎn)品三氯化鐵，提高整個(gè)工藝的經(jīng)濟(jì)性。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，在步驟(1)中，所述鎳鐵粉中鎳的含量為2-10wt％，鐵的含量為60-80wt％，二氧化硅的含量為10-15wt％。由此，可以顯著提高所得高鎳鐵粉中鎳的品位。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，在步驟(1)中，所述鎳鐵細(xì)粉的粒徑為不大于0.15mm，優(yōu)選不大于0.074mm。由此，可以進(jìn)一步提高所得高鎳鐵粉中鎳的品位。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，在步驟(2)中，所述堿液為選自氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸鉀溶液中的至少之一。由此，可以進(jìn)一步提高所得高鎳鐵粉中鎳的品位。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，在步驟(2)中，所述堿液的質(zhì)量濃度為200-500g/l。由此，可以進(jìn)一步提高所得高鎳鐵粉中鎳的品位。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，在步驟(2)中，所述堿液與所述鎳鐵細(xì)粉的質(zhì)量比為(3-5)：1。由此，可以進(jìn)一步提高所得高鎳鐵粉中鎳的品位。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，在步驟(2)中，所述堿浸處理的溫度為60-95攝氏度，時(shí)間為30-120min。由此，可以進(jìn)一步提高所得高鎳鐵粉中鎳的品位。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，在步驟(3)中，所述氯化劑為選自氯氣和氯化氫中的至少之一。由此，可以進(jìn)一步提高所得高鎳鐵粉中鎳的品位。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，在步驟(3)中，所述氯化劑的濃度為15-30vt％。由此，可以進(jìn)一步提高所得高鎳鐵粉中鎳的品位。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，在步驟(3)中，所述氯化焙燒處理的溫度為400-500攝氏度，時(shí)間為20-60min。由此，可以進(jìn)一步提高所得高鎳鐵粉中鎳的品位。

本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過(guò)本發(fā)明的實(shí)踐了解到。

附圖說(shuō)明

本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的處理鎳鐵粉的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明再一個(gè)實(shí)施例的處理鎳鐵粉的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的處理鎳鐵粉的方法流程示意圖；

圖4是根據(jù)本發(fā)明再一個(gè)實(shí)施例的處理鎳鐵粉的方法流程示意圖。

具體實(shí)施方式

下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過(guò)參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。

在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術(shù)語(yǔ)應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通或兩個(gè)元件的相互作用關(guān)系，除非另有明確的限定。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本發(fā)明中的具體含義。

在本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明提出了一種處理鎳鐵粉的系統(tǒng)，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，參考圖1，該系統(tǒng)包括：細(xì)磨裝置100、堿浸裝置200和氯化焙燒裝置300。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，細(xì)磨裝置100具有鎳鐵粉入口101和鎳鐵細(xì)粉出口102，且適于將鎳鐵粉進(jìn)行細(xì)磨處理，以便得到鎳鐵細(xì)粉。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，通過(guò)將鎳鐵粉送至細(xì)磨裝置進(jìn)行細(xì)磨，可顯著增加鎳鐵細(xì)粉的比表面積，從而增加鎳鐵細(xì)粉在后續(xù)堿浸和氯化焙燒處理階段的處理效率。需要說(shuō)明的是，鎳鐵粉是以煤為還原劑，在一定溫度下使紅土鎳礦中的鎳和鐵直接還原為金屬，然后通過(guò)磨礦磁選回收還原后的鎳和鐵得到的鎳鐵粉。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，鎳鐵粉中各元素的含量并不受特別限制，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例，鎳鐵粉中鎳的含量可以為2-10wt％，鐵的含量可以為60-80wt％，二氧化硅的含量可以為10-15wt％。由此，有利于提高鎳的回收率。

根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)實(shí)施例，鎳鐵細(xì)粉的粒徑并不受特別限制，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例，鎳鐵細(xì)粉的粒徑可以為不大于0.15，優(yōu)選不大于0.074mm。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，若鎳鐵細(xì)粉的粒徑過(guò)大，會(huì)導(dǎo)致在后續(xù)的堿浸中鎳鐵細(xì)粉與堿液接觸的不充分，會(huì)影響鎳鐵細(xì)粉的堿浸效果。由此，采用本發(fā)明提出的鎳鐵細(xì)粉的粒徑可以顯著提高鎳的回收率。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，堿浸裝置200具有鎳鐵細(xì)粉入口201、堿液入口202、除硅鎳鐵細(xì)粉出口203和堿浸后液出口204，鎳鐵細(xì)粉入口201與鎳鐵細(xì)粉出口102相連，且適于將鎳鐵細(xì)粉和堿液進(jìn)行堿浸處理，以便得到除硅鎳鐵細(xì)粉和堿浸后液。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，鎳鐵細(xì)粉在堿浸處理時(shí)其中的鎳和鐵不與堿液反應(yīng)，而鎳鐵細(xì)粉中游離的二氧化硅以及部分硅酸鹽會(huì)溶解于堿液中，從而實(shí)現(xiàn)其與鎳鐵的分離，進(jìn)而提高后續(xù)所得高鎳鐵粉的品位，堿浸后固液分離可得到除硅鎳鐵細(xì)粉，其中除硅鎳鐵細(xì)粉中二氧化硅的含量為3-5wt％。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，堿液并不受特別限制，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例，堿液可以為選自氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸鉀溶液中的至少之一。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，該類堿液可以顯著優(yōu)于其他類型提高鎳鐵細(xì)粉中游離的二氧化硅以及部分硅酸鹽的溶解速率，進(jìn)而提高鎳鐵細(xì)粉的堿浸效率。

根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)實(shí)施例，堿液的質(zhì)量濃度并不受特別限制，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例，堿液的質(zhì)量濃度為200-500g/l。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，若堿液的質(zhì)量濃度過(guò)低，則不能有效地將鎳鐵細(xì)粉中的二氧化硅以及硅酸鹽溶解，影響堿浸效果；而若堿液的質(zhì)量濃度過(guò)高，對(duì)提高鎳鐵細(xì)粉的堿浸出并沒有幫助，還會(huì)造成試劑浪費(fèi)。由此，采用本發(fā)明提出的堿液濃度可顯著優(yōu)于其他提高堿浸效率并節(jié)約能耗。

根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例，堿液與鎳鐵細(xì)粉的質(zhì)量比并不受特別限制，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例，堿液與鎳鐵細(xì)粉的質(zhì)量比可以為(3-5)：1。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，若堿液與鎳鐵細(xì)粉的質(zhì)量比過(guò)低，則不能有效地將鎳鐵細(xì)粉中的二氧化硅以及硅酸鹽溶解，影響堿浸效果；而若堿液與鎳鐵細(xì)粉的質(zhì)量比過(guò)高，對(duì)提高鎳鐵細(xì)粉的堿浸出并沒有幫助，還會(huì)造成試劑浪費(fèi)。由此，采用本發(fā)明提出的堿液與鎳鐵細(xì)粉的質(zhì)量比可顯著優(yōu)于其他提高堿浸效率并節(jié)約能耗。

根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例，堿浸處理的條件并不受特別限制，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例，堿浸處理的溫度為60-95攝氏度，時(shí)間為30-120min。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，堿浸處理的溫度過(guò)低、時(shí)間過(guò)短都會(huì)影響鎳鐵細(xì)粉的堿浸效果，同時(shí)堿浸處理的溫度過(guò)高、時(shí)間過(guò)長(zhǎng)并不能提高鎳鐵細(xì)粉的堿浸指標(biāo)，還會(huì)造成水的蒸發(fā)浪費(fèi)。發(fā)明人通過(guò)大量試驗(yàn)意外發(fā)現(xiàn)，在堿浸處理的溫度為60-95攝氏度，時(shí)間為30-120min條件下，鎳鐵細(xì)粉的的堿浸效果最佳。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，氯化焙燒裝置300具有除硅鎳鐵細(xì)粉入口301、氯化劑入口302、高鎳鐵粉出口303和含塵煙氣出口304，除硅鎳鐵細(xì)粉入口301與除硅鎳鐵細(xì)粉出口203相連，且適于將除硅鎳鐵細(xì)粉和氯化劑進(jìn)行氯化焙燒處理，以便得到高鎳鐵粉和含塵煙氣。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，通過(guò)將除硅鎳鐵細(xì)粉進(jìn)行氯化焙燒處理，在氯化劑的作用下，除硅鎳鐵細(xì)粉中的鐵可轉(zhuǎn)化為三氯化鐵氣體揮發(fā)進(jìn)入含塵煙氣中，而鎳不會(huì)被氯化，即使有少量的鎳被氯化，氯化鎳也會(huì)被更活潑的金屬鐵置換回來(lái)，反應(yīng)結(jié)束后得到的高鎳鐵粉的鎳品位得到大幅升高，高鎳鐵粉中鎳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)5-22wt％，高鎳鐵粉相對(duì)鎳鐵粉的鎳品位提高120％以上，可作為不銹鋼的優(yōu)質(zhì)原料，也可以作為提鎳的原料，整個(gè)工藝鎳回收率達(dá)95％以上。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，氯化劑并不受特別限制，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例，氯化劑可以為選自氯氣和氯化氫中的至少之一)。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，采用該類氯化劑可以顯著優(yōu)于其他類型提高氯化焙燒過(guò)程中鐵的氯化效率，進(jìn)而得到鎳品位高的高鎳鐵粉。

根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)實(shí)施例，氯化劑的濃度并不受特別限制，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例，氯化劑的濃度可以為15-30vt％。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，若氯化劑的濃度過(guò)低，鐵的氯化反應(yīng)不能進(jìn)行或進(jìn)行效率低下；而若氯化劑的濃度過(guò)高，則并不能促進(jìn)鐵的氯化反應(yīng)進(jìn)行，反而造成化學(xué)試劑的浪費(fèi)。由此，采用本發(fā)明提出的氯化劑的濃度可顯著優(yōu)于其他提高鐵的氯化效率且節(jié)約成本。

根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例，氯化焙燒處理的條件并不受特別限制，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例，氯化焙燒處理的溫度為400-500攝氏度，時(shí)間為20-60min。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，若氯化焙燒處理的溫度過(guò)低、時(shí)間過(guò)短，則鐵的氯化反應(yīng)不能進(jìn)行；而若氯化焙燒處理的溫度過(guò)高、時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，則鎳也會(huì)發(fā)生氯化反應(yīng)從而造成鎳損失。發(fā)明人通過(guò)大量試驗(yàn)意外發(fā)現(xiàn)，氯化焙燒處理的溫度為400-500攝氏度、時(shí)間為20-60min時(shí)鎳鐵的選擇性氯化效果最好。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的處理鎳鐵粉的系統(tǒng)通過(guò)將鎳鐵粉細(xì)磨后進(jìn)行堿浸處理，進(jìn)行第一次提純，由于鎳鐵不與堿液反應(yīng)，鎳鐵細(xì)粉中的游離二氧化硅以及部分硅酸鹽溶解于堿液中與鎳鐵粉分離，堿浸后固液分離得到除硅鎳鐵細(xì)粉，然后根據(jù)鎳鐵粉的物相與成分，充分利用鎳、鐵金屬氯化熱力學(xué)條件不同及對(duì)應(yīng)氯化物的蒸汽壓不同的現(xiàn)象，將所得除硅鎳鐵細(xì)粉采用氯化焙燒處理，將除硅鎳鐵細(xì)粉中的部分鐵轉(zhuǎn)化為三氯化鐵氣體揮發(fā)進(jìn)入含塵煙氣中，而鎳不被氯化，即使有少量的鎳被氯化，氯化鎳也會(huì)被更活潑的金屬鐵置換回來(lái)，從而得到鎳品位較高的高鎳鐵粉。由此，采用該系統(tǒng)將鎳鐵細(xì)粉經(jīng)過(guò)兩次提純可以得到的鎳品位高的高鎳鐵粉，并且所得高鎳鐵粉中鎳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)5-22wt％，高鎳鐵粉相對(duì)鎳鐵粉的鎳品位提高120％以上，可作為不銹鋼的優(yōu)質(zhì)原料，也可以作為提鎳的原料，整個(gè)工藝鎳回收率達(dá)95％以上。

另外，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，參考圖2，上述處理鎳鐵粉的系統(tǒng)進(jìn)一步包括：冷卻-收塵單元400。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，冷卻-收塵單元400具有含塵煙氣入口401和三氯化鐵出口402，含塵煙氣入口401與含塵煙氣出口304相連，且適于將含塵煙氣進(jìn)行冷卻和收塵處理，以便得到三氯化鐵。具體的，冷卻-收塵單元為冷卻裝置和收塵裝置的聯(lián)動(dòng)裝置，并且本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要對(duì)其中的具體操作條件進(jìn)行選擇。由此，可回收副產(chǎn)品三氯化鐵，從而提高整個(gè)工藝的經(jīng)濟(jì)性。

如上所述，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的處理鎳鐵粉的系統(tǒng)可以具有選自下列的優(yōu)點(diǎn)至少之一：

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的處理鎳鐵粉的系統(tǒng)應(yīng)用濕法冶金和氯化冶金相結(jié)合的手段提高了鎳鐵粉中鎳品位，擴(kuò)大了鎳的提取資源，得到高附加值的產(chǎn)品，同時(shí)工藝簡(jiǎn)單，可實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)；

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的處理鎳鐵粉的系統(tǒng)，該系統(tǒng)解決了低品位紅土鎳礦的直接還原-磨選工藝產(chǎn)生的低品位鎳鐵粉的利用問題。

在本發(fā)明的再一個(gè)方面，本發(fā)明提出了一種采用上述處理鎳鐵粉的系統(tǒng)處理鎳鐵粉的方法，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，參考圖3，該方法包括：

s100：將鎳鐵粉供給至細(xì)磨裝置中進(jìn)行細(xì)磨處理

該步驟中，將鎳鐵粉供給至細(xì)磨裝置中進(jìn)行細(xì)磨處理，以便得到鎳鐵細(xì)粉。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，通過(guò)將鎳鐵粉送至細(xì)磨裝置進(jìn)行細(xì)磨，可顯著增加鎳鐵細(xì)粉的比表面積，從而增加鎳鐵細(xì)粉在后續(xù)堿浸和氯化焙燒處理階段的處理效率。需要說(shuō)明的是，鎳鐵粉是以煤為還原劑，在一定溫度下使紅土鎳礦中的鎳和鐵直接還原為金屬，然后通過(guò)磨礦磁選回收還原后的鎳和鐵得到的鎳鐵粉。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，鎳鐵粉中各元素的含量并不受特別限制，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例，鎳鐵粉中鎳的含量可以為2-10wt％，鐵的含量可以為60-80wt％，二氧化硅的含量可以為10-15wt％。由此，有利于提高鎳的回收率。

根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)實(shí)施例，鎳鐵細(xì)粉的粒徑并不受特別限制，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例，鎳鐵細(xì)粉的粒徑可以為不大于0.15，優(yōu)選不大于0.074mm。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，若鎳鐵細(xì)粉的粒徑過(guò)大，會(huì)導(dǎo)致在后續(xù)的堿浸中鎳鐵細(xì)粉與堿液接觸的不充分，會(huì)影響鎳鐵細(xì)粉的堿浸效果。由此，采用本發(fā)明提出的鎳鐵細(xì)粉的粒徑可以顯著提高鎳的回收率。

s200：將鎳鐵細(xì)粉和堿液供給至堿浸裝置中進(jìn)行堿浸處理

該步驟中，將鎳鐵細(xì)粉和堿液供給至堿浸裝置中進(jìn)行堿浸處理，以便得到除硅鎳鐵細(xì)粉和堿浸后液。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，鎳鐵細(xì)粉在堿浸處理時(shí)其中的鎳和鐵不與堿液反應(yīng)，而鎳鐵細(xì)粉中游離的二氧化硅以及部分硅酸鹽會(huì)溶解于堿液中，從而實(shí)現(xiàn)其與鎳鐵的分離，進(jìn)而提高后續(xù)所得高鎳鐵粉的品位，堿浸后固液分離可得到除硅鎳鐵細(xì)粉，其中除硅鎳鐵細(xì)粉中二氧化硅的含量為3-5wt％。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，堿液并不受特別限制，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例，堿液可以為選自氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸鉀溶液中的至少之一。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，該類堿液可以顯著優(yōu)于其他類型提高鎳鐵細(xì)粉中游離的二氧化硅以及部分硅酸鹽的溶解速率，進(jìn)而提高鎳鐵細(xì)粉的堿浸效率。

根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)實(shí)施例，堿液的質(zhì)量濃度并不受特別限制，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例，堿液的質(zhì)量濃度為200-500g/l。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，若堿液的質(zhì)量濃度過(guò)低，則不能有效地將鎳鐵細(xì)粉中的二氧化硅以及硅酸鹽溶解，影響堿浸效果；而若堿液的質(zhì)量濃度過(guò)高，對(duì)提高鎳鐵細(xì)粉的堿浸出并沒有幫助，還會(huì)造成試劑浪費(fèi)。由此，采用本發(fā)明提出的堿液濃度可顯著優(yōu)于其他提高堿浸效率并節(jié)約能耗。

根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例，堿液與鎳鐵細(xì)粉的質(zhì)量比并不受特別限制，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例，堿液與鎳鐵細(xì)粉的質(zhì)量比可以為(3-5)：1。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，若堿液與鎳鐵細(xì)粉的質(zhì)量比過(guò)低，則不能有效地將鎳鐵細(xì)粉中的二氧化硅以及硅酸鹽溶解，影響堿浸效果；而若堿液與鎳鐵細(xì)粉的質(zhì)量比過(guò)高，對(duì)提高鎳鐵細(xì)粉的堿浸出并沒有幫助，還會(huì)造成試劑浪費(fèi)。由此，采用本發(fā)明提出的堿液與鎳鐵細(xì)粉的質(zhì)量比可顯著優(yōu)于其他提高堿浸效率并節(jié)約能耗。

根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例，堿浸處理的條件并不受特別限制，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例，堿浸處理的溫度為60-95攝氏度，時(shí)間為30-120min。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，堿浸處理的溫度過(guò)低、時(shí)間過(guò)短都會(huì)影響鎳鐵細(xì)粉的堿浸效果，同時(shí)堿浸處理的溫度過(guò)高、時(shí)間過(guò)長(zhǎng)并不能提高鎳鐵細(xì)粉的堿浸指標(biāo)，還會(huì)造成水的蒸發(fā)浪費(fèi)。發(fā)明人通過(guò)大量試驗(yàn)意外發(fā)現(xiàn)，在堿浸處理的溫度為60-95攝氏度，時(shí)間為30-120min條件下，鎳鐵細(xì)粉的的堿浸效果最佳。

s300：將除硅鎳鐵細(xì)粉和氯化劑供給至氯化焙燒裝置中進(jìn)行氯化焙燒處理

該步驟中，將除硅鎳鐵細(xì)粉和氯化劑供給至氯化焙燒裝置中進(jìn)行氯化焙燒處理，以便得到高鎳鐵粉和含塵煙氣。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，通過(guò)將除硅鎳鐵細(xì)粉進(jìn)行氯化焙燒處理，在氯化劑的作用下，除硅鎳鐵細(xì)粉中的鐵可轉(zhuǎn)化為三氯化鐵氣體揮發(fā)進(jìn)入含塵煙氣中，而鎳不會(huì)被氯化，即使有少量的鎳被氯化，氯化鎳也會(huì)被更活潑的金屬鐵置換回來(lái)，反應(yīng)結(jié)束后得到的高鎳鐵粉的鎳品位得到大幅升高，高鎳鐵粉相對(duì)鎳鐵粉的鎳品位提高120％以上，可作為不銹鋼的優(yōu)質(zhì)原料，也可以作為提鎳的原料，整個(gè)工藝鎳回收率達(dá)95％以上。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，氯化劑并不受特別限制，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例，氯化劑可以為選自氯氣和氯化氫中的至少之一。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，采用該類氯化劑可以顯著優(yōu)于其他類型提高氯化焙燒過(guò)程中鐵的氯化效率，進(jìn)而得到鎳品位高的高鎳鐵粉。

根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)實(shí)施例，氯化劑的濃度并不受特別限制，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例，氯化劑的濃度可以為15-30vt％。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，若氯化劑的濃度過(guò)低，鐵的氯化反應(yīng)不能進(jìn)行或進(jìn)行效率低下；而若氯化劑的濃度過(guò)高，則并不能促進(jìn)鐵的氯化反應(yīng)進(jìn)行，反而造成化學(xué)試劑的浪費(fèi)。由此，采用本發(fā)明提出的氯化劑的濃度可顯著優(yōu)于其他提高鐵的氯化效率且節(jié)約成本。

根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例，氯化焙燒處理的條件并不受特別限制，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例，氯化焙燒處理的溫度為400-500攝氏度，時(shí)間為20-60min。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，若氯化焙燒處理的溫度過(guò)低、時(shí)間過(guò)短，則鐵的氯化反應(yīng)不能進(jìn)行；而若氯化焙燒處理的溫度過(guò)高、時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，則鎳也會(huì)發(fā)生氯化反應(yīng)從而造成鎳損失。發(fā)明人通過(guò)大量試驗(yàn)意外發(fā)現(xiàn)，氯化焙燒處理的溫度為400-500攝氏度、時(shí)間為20-60min時(shí)鎳鐵的選擇性氯化效果最好。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的處理鎳鐵粉的方法通過(guò)將鎳鐵粉細(xì)磨后進(jìn)行堿浸處理，進(jìn)行第一次提純，由于鎳鐵不與堿液反應(yīng)，鎳鐵細(xì)粉中的游離二氧化硅以及部分硅酸鹽溶解于堿液中與鎳鐵粉分離，堿浸后固液分離得到除硅鎳鐵細(xì)粉，然后根據(jù)鎳鐵粉的物相與成分，充分利用鎳、鐵金屬氯化熱力學(xué)條件不同及對(duì)應(yīng)氯化物的蒸汽壓不同的現(xiàn)象，將所得除硅鎳鐵細(xì)粉采用氯化焙燒處理，將除硅鎳鐵細(xì)粉中的部分鐵轉(zhuǎn)化為三氯化鐵氣體揮發(fā)進(jìn)入含塵煙氣中，而鎳不被氯化，即使有少量的鎳被氯化，氯化鎳也會(huì)被更活潑的金屬鐵置換回來(lái)，從而得到鎳品位較高的高鎳鐵粉。由此，采用該方法將鎳鐵細(xì)粉經(jīng)過(guò)兩次提純可以得到的鎳品位高的高鎳鐵粉，并且所得高鎳鐵粉中鎳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)5-22wt％，高鎳鐵粉相對(duì)鎳鐵粉的鎳品位提高120％以上，可作為不銹鋼的優(yōu)質(zhì)原料，也可以作為提鎳的原料，整個(gè)工藝鎳回收率達(dá)95％以上。

另外，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，參考圖4，上述處理鎳鐵粉的方法進(jìn)一步包括：

s400：將含塵煙氣供給至冷卻-收塵單元中進(jìn)行冷卻和收塵處理

該步驟中，將含塵煙氣供給至冷卻-收塵單元中進(jìn)行冷卻和收塵處理，以便得到三氯化鐵。具體的，冷卻-收塵單元為冷卻裝置和收塵裝置的聯(lián)動(dòng)裝置，并且本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要對(duì)其中的具體操作條件進(jìn)行選擇。由此，可回收副產(chǎn)品三氯化鐵，從而提高整個(gè)工藝的經(jīng)濟(jì)性。

下面參考具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行描述，需要說(shuō)明的是，這些實(shí)施例僅僅是描述性的，而不以任何方式限制本發(fā)明。

實(shí)施例1

將鎳鐵粉(ni含2wt％，fe含60wt％，sio2含10wt％)進(jìn)行細(xì)磨處理得到鎳鐵細(xì)粉，鎳鐵細(xì)粉的粒度小于0.15mm。將鎳鐵細(xì)粉進(jìn)行堿浸處理，堿浸條件為：堿液為naoh溶液，堿液的質(zhì)量濃度為200g/l，堿液與鎳鐵細(xì)粉的質(zhì)量比為5：1，堿浸處理的溫度為60攝氏度，時(shí)間為30min。堿浸結(jié)束后固液分離得到除硅鎳鐵細(xì)粉(sio2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3wt％)。將除硅鎳鐵細(xì)粉進(jìn)行選擇性氯化焙燒，焙燒條件：氯化劑為氯氣，氯氣體積濃度為15vt％，氯化焙燒處理的溫度為400攝氏度，時(shí)間為20min。氯化焙燒結(jié)束后得到高鎳鐵粉(ni的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5wt％)和含塵煙氣。將含塵煙氣進(jìn)行冷卻、收塵處理得到副產(chǎn)品三氯化鐵。高鎳鐵粉相對(duì)鎳鐵粉鎳品位提高150％，可作為不銹鋼的優(yōu)質(zhì)原料，也可以作為提鎳的原料，整個(gè)工藝鎳回收率為95％。

實(shí)施例2

將鎳鐵粉(ni含5wt％，fe含70wt％，sio2含12.5wt％)進(jìn)行細(xì)磨處理得到鎳鐵細(xì)粉，鎳鐵細(xì)粉的粒度小于0.15mm。將鎳鐵細(xì)粉進(jìn)行堿浸處理，堿浸條件為：堿液為koh溶液，堿液的質(zhì)量濃度為350g/l，堿液與鎳鐵細(xì)粉的質(zhì)量比為4：1，堿浸處理的溫度為80攝氏度，時(shí)間為90min。堿浸結(jié)束后固液分離得到除硅鎳鐵細(xì)粉(sio2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4wt％)。將除硅鎳鐵細(xì)粉進(jìn)行選擇性氯化焙燒，焙燒條件：氯化劑為氯化氫，氯化氫體積濃度為20vt％，氯化焙燒處理的溫度為450攝氏度，時(shí)間為40min。氯化焙燒結(jié)束后得到高鎳鐵粉(ni的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為13wt％)和含塵煙氣。將含塵煙氣進(jìn)行冷卻、收塵處理得到副產(chǎn)品三氯化鐵。高鎳鐵粉相對(duì)鎳鐵粉鎳品位提高160％，可作為不銹鋼的優(yōu)質(zhì)原料，也可以作為提鎳的原料，整個(gè)工藝鎳回收率為97％。

實(shí)施例3

將鎳鐵粉(ni含10wt％，fe含80wt％，sio2含20wt％)進(jìn)行細(xì)磨處理得到鎳鐵細(xì)粉，鎳鐵細(xì)粉的粒度小于0.15mm。將鎳鐵細(xì)粉進(jìn)行堿浸處理，堿浸條件為：堿液為na2co3溶液，堿液的質(zhì)量濃度為500g/l，堿液與鎳鐵細(xì)粉的質(zhì)量比為3：1，堿浸處理的溫度為95攝氏度，時(shí)間為120min。堿浸結(jié)束后固液分離得到除硅鎳鐵細(xì)粉(sio2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5wt％)。將除硅鎳鐵細(xì)粉進(jìn)行選擇性氯化焙燒，焙燒條件：氯化劑為氯氣，氯氣體積濃度為30vt％，氯化焙燒處理的溫度為500攝氏度，時(shí)間為60min。氯化焙燒結(jié)束后得到高鎳鐵粉(ni的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為22wt％)和含塵煙氣。將含塵煙氣進(jìn)行冷卻、收塵處理得到副產(chǎn)品三氯化鐵。高鎳鐵粉相對(duì)鎳鐵粉鎳品位提高120％，可作為不銹鋼的優(yōu)質(zhì)原料，也可以作為提鎳的原料，整個(gè)工藝鎳回收率為98％。

在本說(shuō)明書的描述中，參考術(shù)語(yǔ)“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說(shuō)明書中，對(duì)上述術(shù)語(yǔ)的示意性表述不必須針對(duì)的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以將本說(shuō)明書中描述的不同實(shí)施例或示例以及不同實(shí)施例或示例的特征進(jìn)行結(jié)合和組合。

盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，可以理解的是，上述實(shí)施例是示例性的，不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。