CN108950215A - 低品位含镍废料处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低品位含镍废料处理方法，包括以下步骤：（1）将含镍废料脱水干燥至含水量10‑15%；（2）将脱水干燥后的含镍废料压制成砖块；（3）将所得含镍废料砖块采用富氧侧吹炉熔炼，得到镍冰铜和炉渣；（4）将步骤（3）所得镍冰铜熔铸成阳极板，将阳极板采用隔膜电解法电解，得到金属镍和镍电解废液；（5）将步骤（3）所得炉渣用于生产岩棉；（6）将步骤（4）所得镍电解废液氧化中和除铁，除铁后液采用电解沉积法脱铜，得到金属铜；（7）将步骤（6）脱铜所得脱铜后液用碳酸镍调整pH值至4.8，送入氯气混合反应，得到钴。采用本发明的方法，可以对低品位含镍废料进行高效处理，镍的回收率可以达到95%以上。
Description
技术领域
本发明涉及一种固体废物再利用方法，尤其涉及一种低品位含镍废料处理方法。
背景技术
镍经冶炼或处理后会产生炉渣等废料，这些废料还含有一定量的镍，但含镍品位较低，一般镍含量为1-15%。
现在，对于这些低品位含镍废料利用率很低，成本高；但是，弃之可惜，又污染环境。
目前，低品位的含镍废料主要有两种处理方法：其一，采用火法还原熔炼生产镍铁合金，该方法能耗高、投资大，生产成本较高；其二，采用湿法处理生产金属镍，该方法处理低品位含镍废料一般采用硫酸浸出得到硫酸镍溶液，硫酸镍溶液经除铁、除铜、除砷锑、除钴等过程得到合格的硫酸镍溶液，硫酸镍溶液采用电解沉积的方法生产金属镍，该工艺过程流程长、镍回收率低，镍回收率都不到80%，而且生产成本高。
找到一种镍回收率高、成本低的低品位含镍废料处理方法，是本领域技术人员迫切需要解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种镍回收率高、成本低的低品位含镍废料处理方法。
为了解决上述技术问题，本发明的低品位含镍废料处理方法包括以下步骤：
（1）将含镍废料脱水干燥至含水量10-15%；
（2）将脱水干燥后的含镍废料压制成砖块；
（3）将所得含镍废料砖块采用富氧侧吹炉熔炼，得到镍冰铜和炉渣；
（4）将步骤（3）所得镍冰铜熔铸成阳极板，将阳极板采用隔膜电解法电解，得到金属镍和镍电解废液；
（5）将步骤（3）所得炉渣用于生产岩棉；
（6）将步骤（4）所得镍电解废液氧化中和除铁，除铁后液采用电解沉积法脱铜，得到金属铜；
（7）将步骤（6）脱铜所得脱铜后液用碳酸镍调整pH值至4.8，送入氯气混合反应，得到钴。
将步骤（4）电解后的阳极泥进行深度处理，提取出富含的贵金属。这些贵金属如金、银、铅、铋等。处理方法可以采用现有技术。
所述含镍废料配入重量比5-10%的石灰做粘结剂经压砖机压制成砖块。
所述富氧侧吹炉加料的顺序为先加焦炭，再加镍砖块。
所述富氧侧吹炉的熔炼温度1250-1350℃，富氧浓度为24-28%。
所述熔炼产出的镍冰铜含镍量为10-30%，含铜5-15%。
所述富氧侧吹炉炉渣的主要化学成分为NiO0.1-0.5%、FeO3-9%、SiO242-55%、MgO3-16%、CaO5-25%、Al2O32-8%。
所述含镍废料镍含量为1-15%。
所述步骤（3）所得炉渣用于生产岩棉，其制备方法包括如下步骤：a.将炉渣配白云石、焦炭入调质炉内进行熔炼；b.将熔炼产出的铁分离，经冷却铸锭；c.将分离铁后的熔体送入多辊离心机内拉丝成岩棉纤维。
优选，将炉渣配重量比20-40%的白云石、8-15%的焦炭入调质炉内进行熔炼，调质炉内熔炼的温度为1250-1280℃。
采用本发明的方法，可以对低品位含镍废料进行高效处理，镍的回收率可以达到95%以上，而且还能综合利用铜、钴等有价金属，炉渣还可以继续利用于生产岩棉，成本低，克服了现有技术的缺陷，充分利用了固体废物，变废为宝，不仅改善了环境，而且节约了大量资源，提高经济效益。
具体实施方式
下面对本发明的方法作详细描述。
低品位含镍废料处理方法包括以下步骤：
（1）将含镍废料脱水干燥至含水量10-15%；
（2）将脱水干燥后的含镍废料压制成砖块；
（3）将所得含镍废料砖块采用富氧侧吹炉熔炼，得到镍冰铜和炉渣；
（4）将步骤（3）所得镍冰铜熔铸成阳极板，将阳极板采用隔膜电解法电解，得到金属镍和镍电解废液；
（5）将步骤（3）所得炉渣用于生产岩棉；
（6）将步骤（4）所得镍电解废液氧化中和除铁，除铁后液采用电解沉积法脱铜，得到金属铜；
（7）将步骤（6）脱铜所得脱铜后液用碳酸镍调整pH值至4.8，送入氯气混合反应，得到钴。
将步骤（4）电解后的阳极泥进行深度处理，提取出富含的贵金属。这些贵金属如金、银、铅、铋等。处理方法是现有技术。
含镍废料镍含量为1-15%。
含镍废料配入重量比5-10%的石灰做粘结剂经压砖机压制成砖块。石灰重量比再优选为6-9%；更优选为7-8%；最好为10%。
富氧侧吹炉加料的顺序优选为先加焦炭，再加镍砖块。
富氧侧吹炉的熔炼温度优选为1250-1350℃，富氧浓度优选为24-28%。
熔炼产出的镍冰铜含镍量为10-30%，含铜5-15%。
富氧侧吹炉炉渣的主要化学成分为NiO0.1-0.5%、FeO3-9%、SiO242-55%、MgO3-16%、CaO5-25%、Al2O32-8%。
这些炉渣用于生产岩棉。其制备方法包括如下步骤：a.将炉渣配白云石、焦炭入调质炉内进行熔炼；b.将熔炼产出的铁分离，经冷却铸锭；c.将分离铁后的熔体送入多辊离心机内拉丝成岩棉纤维。将炉渣配重量比20-40%的白云石、8-15%的焦炭入调质炉内进行熔炼，调质炉内熔炼的温度为1250-1280℃。
如以电镀污泥为原料，其主要化学成分为Ni8.60%、Cu8.13%、Au3g/t、Ag500g/t、Fe7.93%、Al2O34.31%、S3.48%、CaO7.87%、MgO3.42%、SiO26.95%。该电镀污泥经干燥后含水10%，配入10%的石灰做粘结剂经压砖机压制成具有一定强度的砖块，砖块经晾干后采用富氧侧吹炉熔炼生产镍冰铜，熔炼过程配入硅砂、硫铁矿以调整侧吹炉的渣型，富氧侧吹炉鼓入的富氧空气浓度为26%。
侧吹炉熔炼温度1350℃，所产出的镍冰铜含镍21.18%，含铜20.04%。镍冰铜浇铸成阳极板后采用隔膜电解生产金属镍，电解精炼的主要工艺参数为Ni2+浓度60-65g/L，Na+浓度45-60g/L，H3BO4浓度4-6g/L，有机物1g/L，Cl-浓度70-100g/L，电解液pH值2-2.5，电解电流密度160-180A/m2，电解液温度60-65℃，同极中心距190mm，阳极寿命6-9d，阴极周期4-5d，阴阳极液面差30-50mm，掏槽周期2-3个月。
镍电解废液采用氧化中和法除铁，在343-353K温度下往用过的阳极液中鼓入空气，把Fe2+氧化成Fe3+；并加入碳酸镍调整pH到3.5-4.2，使Fe3+水解成难溶的Fe(OH)3沉淀除去。
除铁后液采用一段电解沉积法脱铜，脱铜电解采用不溶阳极，不溶阳极采用铅银合金阳极板，阴极采用不锈钢板，脱铜过程主要技术参数为：槽电压1.8-2.3V，电流密度120A/m2，电解液温度40-55℃，电解液循环速度20-25L/（min.槽），同极中心距120mm。
除铜后液用碳酸镍调整pH值至4.8后，用离心泵送入氯气混合反应器内，氯气与除铜后液在反应器内充分混合后进入反应管道，随后进入空气搅拌槽内，除钴过程保持溶液的pH值4.5-5.0。
整个工艺流程镍的回收率95%、铜的回收率为94%。
炉渣用于生产岩棉。
如以国内某镍冶炼厂的冶炼炉渣为原料，其中NiO0.1%，、FeO7.08%、SiO254.74%、MgO10.30%、Al2O34.48%、Cr2O30.22%、CaO12.84%。配入20%的白云石，白云石的主要化学成分CaO30.0%、MgO21.0%、SiO20.8%、Fe2O30.1%、Al2O31.0%。焦炭的配入量为8%。镍冶炼炉渣由溜槽流入调质炉内、焦炭从炉顶加入调质炉内，同时向炉中通以助燃空气（助燃空气可以是冷风，也可以是温度高达500℃左右的热风）。调质炉的熔炼温度为1260℃。
将熔炼产出的铁分离，经冷却铸锭。
将分离铁后的熔体送入多辊离心机内拉丝成岩棉纤维。分离铁后的熔体主要化学成分为SiO2：43.92%、MgO10.00%、Al2O3：3.74%、Cr2O3：0.176%、CaO15.07%。
岩棉纤维经打褶机、固化炉、切片、冷却处理后得到合格的岩棉板。
Claims (10)
1.一种低品位含镍废料处理方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）将含镍废料脱水干燥至含水量10-15%；
（2）将脱水干燥后的含镍废料压制成砖块；
（3）将所得含镍废料砖块采用富氧侧吹炉熔炼，得到镍冰铜和炉渣；
（4）将步骤（3）所得镍冰铜熔铸成阳极板，将阳极板采用隔膜电解法电解，得到金属镍和镍电解废液；
（5）将步骤（3）所得炉渣用于生产岩棉；
（6）将步骤（4）所得镍电解废液氧化中和除铁，除铁后液采用电解沉积法脱铜，得到金属铜；
（7）将步骤（6）脱铜所得脱铜后液用碳酸镍调整pH值至4.8，送入氯气混合反应，得到钴。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于：所述含镍废料配入重量比5-10%的石灰做粘结剂经压砖机压制成砖块。
3.根据权利要求1的方法，其特征在于：所述富氧侧吹炉加料的顺序为先加焦炭，再加镍砖块。
4.根据权利要求1的方法，其特征在于：所述富氧侧吹炉的熔炼温度1250-1350℃，富氧浓度为24-28%。
5.根据权利要求1的方法，其特征在于：所述熔炼产出的镍冰铜含镍量为10-30%，含铜5-15%。
6.根据权利要求1的方法，其特征在于：所述富氧侧吹炉炉渣的主要化学成分为NiO0.1-0.5%、FeO3-9%、SiO242-55%、MgO3-16%、CaO5-25%、Al2O32-8%。
7.根据权利要求1的方法，其特征在于：所述含镍废料镍含量为1-15%。
8.根据权利要求1的方法，其特征在于：所述步骤（3）所得炉渣用于生产岩棉，其制备方法包括如下步骤：a.将炉渣配白云石、焦炭入调质炉内进行熔炼；b.将熔炼产出的铁分离，经冷却铸锭；c.将分离铁后的熔体送入多辊离心机内拉丝成岩棉纤维。
9.根据权利要求8的方法，其特征在于：将炉渣配重量比20-40%的白云石、8-15%的焦炭入调质炉内进行熔炼，调质炉内熔炼的温度为1250-1280℃。
10.根据权利要求1的方法，其特征在于：将步骤（4）电解后的阳极泥进行深度处理，提取出富含的贵金属。
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