СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ НИКЕЛЯ Российский патент 2008 года по МПК C22B23/00 C22B1/02 

Изобретение относится к способу извлечения никеля путем восстановления, охлаждения и последующей переработки руды.

Металлический никель получают, в числе прочего, согласно способу Кэрона (Caron) в комбинированном пиро- и гидрометаллургическом процессе. При этом измельченная латеритовая никелевая руда частично восстанавливается в печи и затем выщелачивается для извлечения никеля и кобальта, причем восстановленная руда перед выщелачиванием должна охлаждаться.

Восстановление часто осуществляется в многоярусной обжиговой печи Гересгофа при температуре выгрузки более 700°С. В печи преобладающая часть никеля и часть железа переходит в металлическую форму. Охлаждение горячего материала после печи осуществляется в настоящее время в охладителях с вращающимся барабаном до температуры от 200 до 150°С. При выщелачивании следует избегать повторного окисления содержащегося в восстановленной руде никеля (и кобальта). Последующее выщелачивание осуществляется при температуре ниже 100°С, причем при более низких температурах повышается выход металла.

Чтобы улучшить выщелачивание, желательным является более эффективное охлаждение восстановленной руды до температуры, которая заметно ниже 100°С. При этом, однако, следует избегать повторного окисления никеля и кобальта в мелкозернистой руде. Однако это не может быть достигнуто с использованием применяемых в настоящее время охладителей с вращающимся барабаном.

Поэтому задачей настоящего изобретения является улучшение способа извлечения никеля за счет более эффективного охлаждения.

В соответствии с изобретением эта задача решается с помощью признаков п.1 формулы изобретения, согласно которому восстановленную руду при охлаждении разрыхляют инертным газом и косвенным образом охлаждают с помощью охлаждающей среды.

Предпочтительные варианты осуществления изобретения отражены в зависимых пунктах формулы изобретения.

В предпочтительном примере осуществления инертный газ оказывает неокисляющее воздействие на ценные металлы никель и кобальт, не приводя к окислению. В объеме изобретения также является допустимым, что при охлаждении вводят жидкости и/или газы, оказывающие селективное окисляющее воздействие, которые не оказывают окисляющего воздействия по отношению к ценным металлам никелю и кобальту, а по отношению к другим компонентам руды, таким как железо, вызывают целенаправленное повторное окисление.

Охлаждающая среда, например, перегретый пар, масло, воздух или вода, предпочтительно подается в противотоке к восстановленной руде и может использоваться в зоне нагрева для рекуперации тепла.

Другие варианты осуществления и преимущества настоящего изобретения дополнительно поясняются в нижеследующем описании со ссылками на чертеж.

На чертеже показан участок охлаждения установки для извлечения никеля.

Центральное устройство образовано холодильником 1 кипящего слоя (охладителем с псевдоожиженным слоем), который имеет загрузочное отверстие 1а для горячей руды 2, восстановленной в предшествующем агрегате, и разгрузочное отверстие 1b для охлажденной руды 2'.

Холодильник 1 кипящего слоя далее состоит из отдельных сегментов, которые содержат охлаждающие змеевики 1 с. Охлаждающие змеевики 1 с могут быть выполнены, например, из пластин, труб или камер, которые могут быть выполнены с расположенными снаружи ребрами или без них.

Через охлаждающие змеевики 1 с протекает охлаждающая среда в противотоке по отношению к восстановленной руде 2.

В качестве охлаждающей среды могут применяться перегретый (острый) пар, масло, воздух или вода. Нагретая в холодильнике кипящего слоя охлаждающая среда отводится в области загрузочного отверстия 1а холодильника 1 кипящего слоя по трубопроводу 4, причем в зоне нагрева может быть предусмотрена установка 5 для рекуперации (т.е. повторного использования) тепла. Естественно, эффективное охлаждение также можно обеспечить с помощью башенного охладителя (градирни). Охлажденная охлаждающая среда попадает в резервный сборник (бак) 6 и оттуда по трубопроводу 3 вновь в холодильник 1 кипящего слоя. В резервном сборнике 6 предусмотрен также ввод 7, через который в необходимом случае может подаваться дополнительная охлаждающая среда.

Холодильник 1 кипящего слоя имеет, кроме того, пористое вентиляционное (аэрационное) днище 1d, за счет которого восстановленная руда 2 постоянно разрыхляется и, таким образом, обеспечивается хорошая теплопередача к охлаждающим змеевикам и охлаждающей среде. Охлаждающая среда при этом отводит основную часть введенного с восстановленной рудой 2' тепла.

Для разрыхления восстановленной руды 2' служит инертный газ, который вводится по трубопроводам 8а, 8b, 8с через вентиляционное днище 1d. Целесообразно разделить вентиляционное днище таким образом, чтобы охлаждающие змеевики обтекались инертным газом независимо один от другого.

Для минимизации потребления газа он вводится в центр циркуляции и может в случае необходимости охлаждаться и очищаться от пыли. В представленном примере осуществления инертный газ после протекания через холодильник кипящего слоя подается по трубопроводам 9 в первое и второе пылеулавливающие устройства 10, 11. Отфильтрованная (уловленная) пыль выводится через шлюз, в то время как очищенный от пыли газ подается в один или несколько охладителей 12 газа и затем по трубопроводам 8а, 8b, 8с вводится в холодильник 1 кипящего слоя. Через соединительный элемент 13 может подаваться дополнительный инертный газ из не показанного на чертеже резервного сосуда.

Чтобы обеспечить отключение газовой атмосферы холодильника 1 кипящего слоя от предшествующих и последующих подключенных агрегатов, перед холодильником и после него могут быть предусмотрены шлюзы и клапаны, которые обеспечивают газовый затвор.

В качестве инертного газа могут использоваться, например, азот или, в числе прочих, СО/Н₂-содержащий отходящий газ. В объем изобретения также входит введение с целью разрыхления жидкостей и/или газов, оказывающих селективное окисляющее воздействие, которые по отношению к ценным металлам никелю и кобальту не оказывают окисляющего воздействия, а по отношению к другим компонентам руды, например железу, вызывают целенаправленное повторное окисление.

Охлажденная руда 2' при последующей переработке подвергается гидрометаллургическому процессу, в частности, выщелачиванию.

По отношению к обычным охладителям с вращающимся барабаном, соответствующий изобретению холодильник кипящего слоя отличается следующими преимуществами:

- более низкая конечная температура восстановленной руды;

- улучшенная теплопередача;

- компактная конструкция холодильника.

Соответствующий изобретению способ предоставляет возможность включать вышеописанный холодильник кипящего слоя в состав новых установок, которые работают по методу Кэрона. Кроме того, охладитель с вращающимся барабаном в существующих установках можно заменить на вышеописанный холодильник кипящего слоя.

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к способу извлечения никеля путем восстановления, охлаждения и последующей переработки руды, например, гидрометаллургическим методом. Восстановленную руду при охлаждении разрыхляют инертным газом и косвенным образом охлаждают с помощью охлаждающей среды. Техническим результатом является повышение эффективности извлечения никеля за счет более эффективного охлаждения. 9 з. ф-лы, 1 ил.

1. Способ извлечения никеля путем восстановления, охлаждения и последующей переработки руды, отличающийся тем, что восстановленную руду (2) при охлаждении разрыхляют инертным газом и косвенным образом охлаждают с помощью охлаждающей среды.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют инертный газ, не оказывающий окисляющего воздействия на ценные металлы никель и кобальт.3. Способ по п.1, отличающийся тем, что инертный газ вводят в контур рециркуляции.4. Способ по п.1, отличающийся тем, что охлаждающую среду подают в противотоке к восстановленной руде (2).5. Способ по п.1, отличающийся тем, что охлажденную руду (2′) при последующей переработке подвергают гидрометаллургическому процессу, в частности выщелачиванию.6. Способ по п.1, отличающийся тем, что инертный газ вводят в контур рециркуляции и во время прохождения в контуре рециркуляции охлаждают и очищают от пыли.7. Способ по п.1, отличающийся тем, что охлаждающую среду используют в зоне нагрева для рекуперации тепла.8. Способ по п.1, отличающийся тем, что руду для охлаждения подают и соответственно отводят с обеспечением газового затвора.9. Способ по п.1, отличающийся тем, что для разрыхления вводят также жидкости и/или газы, оказывающие селективное окисляющее воздействие, которые не оказывают окисляющего воздействия по отношению к ценным металлам никелю и кобальту, а по отношению к другим компонентам руды, таким как железо, вызывают целенаправленное повторное окисление.10. Способ по п.1, отличающийся тем, что охлаждение осуществляют в холодильнике (1) кипящего слоя.