RU2202637C2 - Способ переработки окисленных никель-кобальтовых руд - Google Patents
Способ переработки окисленных никель-кобальтовых руд Download PDFInfo
- Publication number
- RU2202637C2 RU2202637C2 RU2001118150A RU2001118150A RU2202637C2 RU 2202637 C2 RU2202637 C2 RU 2202637C2 RU 2001118150 A RU2001118150 A RU 2001118150A RU 2001118150 A RU2001118150 A RU 2001118150A RU 2202637 C2 RU2202637 C2 RU 2202637C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cobalt
- nickel
- ores
- ore
- oxidized nickel
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области цветной металлургии и может быть использовано при переработке окисленных никель-кобальтовых руд и продуктов их обогащения. Способ включает восстановительно-магнетизирующее спекание руды в среде острого пара при 480-600oС с использованием в качестве восстановителя карбамида или другого органического вещества, имеющего повышенную температуру кипения и не содержащего серы. Из магнитной фракции никель и кобальт извлекают любым из известных способов: гидрометаллургическим способом или электростатической сепарацией. Обеспечивается упрощение процесса, снижение энергозатрат, улучшение экологической обстановки. 2 табл.
Description
Изобретение относится к области цветной металлургии и может быть использовано при переработки окисленных никель-кобальтовых руд и продуктов их обогащения.
Все известные окисленные никель-кобальтовые руды характеризуются сложным, постоянно меняющимся составом. Никель в них находится или в форме свободной окиси, или изоморфно замещает железо в рудах латеритного типа, или изоморфно замещает магний в рудах силикатного (нонтронит-серпентинвого) типа. В обоих типах руд кобальт в основном приурочен к соединениям марганца.
Способов переработки окисленных никель-кобальтовых руд известно много. Все они по сути сводятся к отысканию условий и приемов разрушения сложных минеральных образований, включающих в себя никель, с переводом последнего в свободное фазовое состояние или элементарное, или сульфидное, или водорастворимое.
В практике наиболее часто используется метод переработки, основанный на сульфидировании никеля и кобальта элементарной серой (гидросульфидирование), пиритом или гипсом (пиросульфидирование).
По технологии пиросульфидирования перерабатывают окисленные никель-кобальтовые руды ЮУНК, В-Уфалейский НК (РФ), заводы США, Канады, Швеции и т.д. , по технологии гидросульфидирования перерабатывают окисленные никель-кобальтовые руды заводы фирмы "Ширит-Гордон" и др. На ряде заводов используется прямой гидрометаллургический передел подвергнутых восстановительной прокалке руд. Обычно используется аммиачно-карбонатное или сернокислотное выщелачивание (заводы Кубы, Н-Каледонии и др.). Другие предприятия (Канады, США и т.д.) предпочитают восстановительную плавку на ферроникель [1, 2, 3, 4].
В качестве прототипа предлагаемого технического решения принят метод восстановительного спекания с выделением восстановленных железа, никеля, кобальта из остывшей спеченной массы после ее измельчения магнитной сепарацией [5].
Все известные способы, в том числе прототип, имеют ряд серьезных недостатков, главными из которых являются много- стадиальность разделительных процессов, высокая энерго- и реагентоемкость, протекание восстановительных процессов при высоких температурах (значительно выше 1000oС), а методы сульфидирования, особенно пиросульфидирования, способствуют ухудшению экологической обстановки в районе функционирования предприятий.
Задача настоящего технического решения состояла в нахождении способов и реагентов, позволяющих получить в спеке металлы в элементарном состоянии, а оксидные соединения железа перевести в магнетит при температурах значительно ниже прототипа.
В отличие от прототипа поставленная задача достигается спеканием руды в атмосфере насыщенного пара при 430-620oС с использованием в качестве восстановителя карбамида или другого органического вещества, имеющего высокую температуру кипения и не содержащего серы. Восстановитель задается в шихту на стадии измельчения руды. Измельчение руды ведется в щелочной среде рН 7,5-8,5, регулируемой задачей крепкого раствора каустической или кальцинированной соды. При этом протекают реакции, выраженные для латеритных руд уравнением 1 и силикатных (серпентиновых) руд уравнением 2.
9(NiFe)О3 + 6СО(NH2)2 = 9Ni + 3Fе3О4 + 3СО + 3СO2 + 12Н2О + 6N2; (1)
3(NiOMgO)SiО2 + СО(NH2)2 = 3Ni+3MgO+3SiО2 +CО2+2H2О+N2; (2)
Из спека элементарные никель и кобальт извлекаются магнитной сепарацией. Вместе с ними в магнитную фракцию переходит и магнитит. Из магнитной фракции никель и кобальт извлекаются любым из известных способов: флотацией, электростатической сепарацией или гидрометаллургическим путем с использованием различного рода растворителей, а магнитит остается в основном в нерастворимом остатке и может быть использован при производстве чугуна или стали.
3(NiOMgO)SiО2 + СО(NH2)2 = 3Ni+3MgO+3SiО2 +CО2+2H2О+N2; (2)
Из спека элементарные никель и кобальт извлекаются магнитной сепарацией. Вместе с ними в магнитную фракцию переходит и магнитит. Из магнитной фракции никель и кобальт извлекаются любым из известных способов: флотацией, электростатической сепарацией или гидрометаллургическим путем с использованием различного рода растворителей, а магнитит остается в основном в нерастворимом остатке и может быть использован при производстве чугуна или стали.
Технология отрабатывалась на окисленной никель-кобальтовой руде Шалапского (Алтайский край) месторождения. Усредненная пропорционально запасами проба руды имела состав, %:
SiО2-37 S-0,01 Ni-1,00;
Аl2О3-3,4 Р2О5-0,2 Со-0,10;
MgO-6,7 Fе2О3-32 Cn-0,09;
CaO-1,2 FeO-0,39 Zn-0,94;
Методика проведения исследований была следующей. Руда измельчалась до крупности 100% минус 0,25; 0,105; 0,075 мм. Соответствующая навеска руды шихтовались с одним из восстановителей, растворенным в воде для обеспечения более полного контакта. Шихта помещалась в фарфоровую трубку, которая вводилась в трубчатую печь в зону контролируемых температур. В процессе термической обработки шихты в трубке поддерживалась паровоздушная среда путем непрерывного вдувания в трубку острого пара. Материал в трубке перемешивался за счет ее непрерывного вращения со скоростью 5 об/мин. По истечении заданного времени трубка из печи вынималась, охлаждалась и из нее высыпался спек. Спек дезинтегрировался, и из него выделялась магнитная фракция при напряженности магнитного поля 3600 Э.
SiО2-37 S-0,01 Ni-1,00;
Аl2О3-3,4 Р2О5-0,2 Со-0,10;
MgO-6,7 Fе2О3-32 Cn-0,09;
CaO-1,2 FeO-0,39 Zn-0,94;
Методика проведения исследований была следующей. Руда измельчалась до крупности 100% минус 0,25; 0,105; 0,075 мм. Соответствующая навеска руды шихтовались с одним из восстановителей, растворенным в воде для обеспечения более полного контакта. Шихта помещалась в фарфоровую трубку, которая вводилась в трубчатую печь в зону контролируемых температур. В процессе термической обработки шихты в трубке поддерживалась паровоздушная среда путем непрерывного вдувания в трубку острого пара. Материал в трубке перемешивался за счет ее непрерывного вращения со скоростью 5 об/мин. По истечении заданного времени трубка из печи вынималась, охлаждалась и из нее высыпался спек. Спек дезинтегрировался, и из него выделялась магнитная фракция при напряженности магнитного поля 3600 Э.
Из магнитной фракции никель и кобальт выщелачивались раствором серной кислоты при рН 1,5-2,5. Окислительный потенциал раствора поддерживался в пределе 0,40-0,45 В задачей раствора нитрита натрия. Выщелачивание проводилось во флотомашине, изготовленной из стали Х18Н9Т. Из раствора никель и кобальт цементировались сплавом "Ира". Все продукты разделительного процесса анализировались. Остаточное содержание в растворе суммы никеля и кобальта по окончании цементации контролировалось, обычно не превышало 1 мг/л и при расчетах распределения не учитывалось.
Пример 1.
Первоначально изучалось влияние крупности пролома руды и температуры кипения. При этом расход карбамида был постоянен и равнялся 15 г на 1 кг руды, т.е. 120% от стехиометрического расчета по реакциям, выраженным уравнениями 1 и 2.
Результаты опытов представлены в таблице 1.
Анализ данных таблицы показывает, что определяющее влияние на извлечение никеля и кобальта в конечный продукт в интервале температур спекания оказывает крупность помола, т.е. механическое вскрытие извлекаемых компонентов руды.
Пример 2.
Изучалось влияние расхода карбамида и дополнительно диметилформамида. Помол руды 100% минус 0,1 мм, навеска 1 кг, температура спекания 540oС.
Результаты опытов представлены в таблице 2.
Из данных таблицы следует, что расход карбамида должен быть не менее 15 кг на 1 т руды, а время спекания при 540oС не менее 30 мин. Контрольные опыты с диметилформамидом показывают, что аналогичные результаты могут быть получены при более низком расходе восстановителя. Применение диметилформамида улучшает показатели по извлечению кобальта.
Источники информации
1. В.И.Смирнов, А.А.Цейдлер, И.Ф.Худяков, А.И.Тихонов. Металлургия меди, никеля и кобальта, М.: Металлургия, 1966 г. (39-129).
1. В.И.Смирнов, А.А.Цейдлер, И.Ф.Худяков, А.И.Тихонов. Металлургия меди, никеля и кобальта, М.: Металлургия, 1966 г. (39-129).
2. Н.Н.Севрюков, Б.А.Кузьмин, Е.В.Челищев. Общая металлургия, М.: Металлургия, 1976 г., 153-163; 176-178.
3. Металлургия меди, никеля и кобальта. Сб. международной конференции, редактор А.А.Цейдлер, М.: Металлургия, 1965 г., 292-323.
4. И.Ф.Худяков, А.И.Тихонов, В.И.Деев, С.С.Набойченко. Металлургия никеля и кобальта. - М.: Металлургия, 1977 г., 196-200.
5. Л.И.Пименов, В.И.Михайлов. Переработка окисленных никелевых руд. - М. : Металлургия, 1972 г., 64-92.
6. М.Л.Поляков, А.В.Филатов и др. "Способ гидрометаллургической переработки материалов, содержащих никель, медь, железо, кобальт и серу". Авторское свидетельство 747141, 14.03.80.
Claims (1)
- Способ переработки окисленных никель-кобальтовых руд, включающий восстановительное спекание и магнитное обогащение полученного спека с переводом никеля и кобальта в магнитную фракцию, отличающийся тем, что восстановительное спекание осуществляют в среде острого пара при 480-600oС с использованием в качестве восстановителя карбамида или другого органического вещества с повышенной температурой кипения и не содержащего серы и извлекают никель и кобальт из магнитной фракции гидрометаллургическим способом или электростатической сепарацией.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001118150A RU2202637C2 (ru) | 2001-06-29 | 2001-06-29 | Способ переработки окисленных никель-кобальтовых руд |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001118150A RU2202637C2 (ru) | 2001-06-29 | 2001-06-29 | Способ переработки окисленных никель-кобальтовых руд |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2001118150A RU2001118150A (ru) | 2003-04-20 |
| RU2202637C2 true RU2202637C2 (ru) | 2003-04-20 |
Family
ID=20251327
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2001118150A RU2202637C2 (ru) | 2001-06-29 | 2001-06-29 | Способ переработки окисленных никель-кобальтовых руд |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2202637C2 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2267547C1 (ru) * | 2004-11-16 | 2006-01-10 | Дмитрий Борисович Басков | Способ извлечения никеля и кобальта из никелевых руд |
| RU2458742C1 (ru) * | 2011-02-25 | 2012-08-20 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | Способ обогащения окисленных никелевых руд |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4049444A (en) * | 1973-11-05 | 1977-09-20 | The International Nickel Company, Inc. | Process for treatment of lateritic ores |
| SU662610A1 (ru) * | 1977-02-09 | 1979-05-15 | Государственный проектный и научно-исследовательский институт "Гипроникель" | Способ восстановлени окисленных никелевых руд |
| RU2092587C1 (ru) * | 1995-03-17 | 1997-10-10 | Акционерное общество открытого типа "Комбинат Южуралникель" | Способ переработки окисленных никельсодержащих материалов |
-
2001
- 2001-06-29 RU RU2001118150A patent/RU2202637C2/ru active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4049444A (en) * | 1973-11-05 | 1977-09-20 | The International Nickel Company, Inc. | Process for treatment of lateritic ores |
| SU662610A1 (ru) * | 1977-02-09 | 1979-05-15 | Государственный проектный и научно-исследовательский институт "Гипроникель" | Способ восстановлени окисленных никелевых руд |
| RU2092587C1 (ru) * | 1995-03-17 | 1997-10-10 | Акционерное общество открытого типа "Комбинат Южуралникель" | Способ переработки окисленных никельсодержащих материалов |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ПИМЕНОВ Л.И. и др. Переработка окисленных никелевых руд. - М.: Металлургия, 1972, с.64-92. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2267547C1 (ru) * | 2004-11-16 | 2006-01-10 | Дмитрий Борисович Басков | Способ извлечения никеля и кобальта из никелевых руд |
| RU2458742C1 (ru) * | 2011-02-25 | 2012-08-20 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | Способ обогащения окисленных никелевых руд |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Guo et al. | Green and efficient utilization of waste ferric-oxide desulfurizer to clean waste copper slag by the smelting reduction-sulfurizing process | |
| Zhu et al. | Synergetic utilization of copper slag and ferruginous manganese ore via co-reduction followed by magnetic separation process | |
| KR100727719B1 (ko) | 산화물 광석 여과 슬러리로부터 니켈 및 코발트의레진-인-펄프 회수방법 | |
| Gargul et al. | Leaching of lead and copper from flash smelting slag by citric acid | |
| RU2355793C2 (ru) | Способ извлечения никеля, кобальта и других неблагородных металлов из латеритных руд с использованием кучного выщелачивания и продукт, содержащий никель, кобальт и другие металлы и полученный из латеритных руд | |
| JP2008533294A (ja) | ニッケル及びコバルトを含有する鉱石の連続浸出または同時浸出 | |
| RU2412259C1 (ru) | Способ очистки железной руды от мышьяка и фосфора | |
| Bulut | Recovery of copper and cobalt from ancient slag | |
| Iwasaki et al. | Processing techniques for difficult-to-treat ores by combining chemical metallurgy and mineral processing | |
| RU2740930C1 (ru) | Способ переработки пиритных огарков | |
| EP4059884A1 (en) | Method for producing copper metal from copper concentrates without generating waste | |
| Zhang et al. | Reductive acid leaching of cadmium from zinc neutral leaching residue using hydrazine sulfate | |
| RU2202637C2 (ru) | Способ переработки окисленных никель-кобальтовых руд | |
| Roshani et al. | Studies on the leaching of an arsenic–uranium ore | |
| Yannopoulos | Control of copper losses in reverberatory slags—a literature review | |
| Kurama et al. | Recovery of zinc from waste material using hydro metallurgical processes | |
| Bahfie et al. | Development of laterite ore processing and its applications | |
| Pandey et al. | Processing of tungsten preconcentrate from low grade ore to recover metallic values | |
| US3314783A (en) | Process for the recovery of molybdenum values from ferruginous, molybdenum-bearing slags | |
| Jones et al. | Cobalt recovery from southern African copper smelters | |
| Yu | Metal recovery from steelmaking slag | |
| Sarkar | The removal of alumina and silica from iron rejects slime by chemical leaching | |
| Göveli | Nickel extraction from gördes laterites by hydrochloric acid leaching | |
| US4062675A (en) | Ore treatment involving a halo-metallization process | |
| Yildirim et al. | Selective iron dissolution from zinc plant residue |