CN100582264C - 一种从铁质镍矿中提取金属镍钴的方法 - Google Patents

一种从铁质镍矿中提取金属镍钴的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种从铁质镍矿中提取金属镍钴的方法。铁质镍矿经破细，加入一定量的硫酸(或硫磺或黄铁矿)混匀，在150℃～900℃下沸腾焙烧1～5h，然后在室温～95℃下水浸1～10h，经过滤即可得到硫酸镍、硫酸钴溶液，镍的浸出率可以达到95%，钴的浸出率可以达到90%，同时产生的尾渣经处理可作为铁精矿出售。酸化焙烧工艺可采用沸腾炉，还可采用其他各种加热窑炉，所产生的二氧化硫及三氧化硫可用于制备硫酸，从而降低酸耗，该工艺95%以上的铁不消耗硫酸。本工艺具有镍钴浸出率高、酸耗低、环境友好、易于规模化、操作简单、设备运行稳定、设备维修费用低等优点，为铁质镍矿中金属镍钴的提取开辟了一条可行的新途径。

Description

一种从铁质镍矿中提取金属镍钴的方法
技术领域
本发明属于有色金属冶金领域，特别是涉及从红土镍矿中的铁质镍矿提取金属镍钴及尾气制酸的方法。
背景技术
镍资源系国家紧缺战略资源，全球已探明镍矿储量约230亿吨，镍总量大约为2.2亿吨，其中红土镍矿约为126亿吨，镍含量约为1.6亿吨，约占镍矿总资源的70％。
公知的开发红土镍矿工艺粗分为火法、湿法及火湿法结合三类。火法冶炼工艺，主要是生产粒镍、熔炼镍铁和熔炼镍锍。湿法冶炼工艺，主要是加压酸浸。火湿法结合工艺，主要是还原焙烧-常压氨浸及离析-还原焙烧-选矿。
加拿大法恩.哈巴希在《国外金属选矿》1998年第19期介绍了在高温和压力下用硫酸浸出含镍红土矿。虽然含有大量红土的三氧化铁溶解在硫酸中，但是在高温下三价铁离子水化沉淀铁氧化物并产生酸。在250℃和4000kPa时用衬有耐酸砖的垂直高压釜从位于莫阿(Moa)的库班红土中回收镍。加压酸浸红土镍矿，具有浸出率高、时间短等优点，缺点是：设备投资大、设备要求高；对含镁高的矿耗酸高，对处理出低品位的红土镍矿，成本高，因此加压酸浸，对原料要求高，酸浸工艺适合于处理低镁含量的氧化镍矿，矿石中镁含量过高会增加酸的消耗提高操作成本，对工艺过程也会带来影响。
何焕华在《中国有色冶金》2004年第6期阐述了火法湿法相结合的工艺处理氧化镍的工厂，目前世界上只有日本冶金(Nippon Yakim)公司的大江山冶炼厂(Oyama Smelter)使用该工艺。过程为：原矿磨细与粉煤混合制团(是否加离析氯化剂需进一步核实)，团矿干燥后高温还原焙烧，焙烧矿磨细浆化后进行选矿(重选和磁选)产出镍铁合金产品。该工艺的最大特点是生产成本低，85％的能耗由煤提供(吨矿耗煤160～180kg)。与电炉熔炼(80％能耗为电能，吨矿电耗560～600kW·h)相比，前者能耗仅为后者的30％左右。该工艺的主要问题是粉煤与矿石有效混合及还原焙烧温度的稳定控制，常因这些问题使技术指标不稳定。但从节能、低成本和适于处理低品位氧化镍矿资源的角度出发，该工艺值得进一步研究完善和推广。俄罗斯的研究人员也研究了离析焙烧-浮选(或磁选)工艺处理乌拉尔氧化镍矿，认为它是目前唯一能处理任何类型的氧化镍矿，且能耗及加工成本较低的方法。
随着硫化镍矿资源的逐渐枯竭，红土镍矿的开发已成为全世界的热点。国内外目前红土镍矿的处理工艺主要为电炉熔炼镍铁和镍锍、加压或常压酸浸、还原氨浸和离析选矿。综合比较，电炉熔炼镍铁和镍锍属于高耗能工艺；酸浸处理高镁矿时酸耗大，还原氨浸环保压力大，离析-选矿存在氯化氢污染等问题。
发明内容
本发明旨在克服上述工艺存在的缺陷，提供一种酸化焙烧-水浸从铁质镍矿中提取金属镍及尾气制酸的方法。该方法具有操作简单、设备运行稳定、设备检修方便、生产效率高、镍钴浸出率高、生产时间短等特点。此外，本技术在生产过程中所需的硫酸可以循环使用，硫磺燃烧的产生的热量还可以减少焙烧所需的能耗。
本发明按以下步骤完成：铁质镍矿经破细、加入一定量的浓硫酸(或硫磺或黄铁矿)混匀、焙烧、水浸、过滤即可得到硫酸镍、硫酸钴溶液，所产生的二氧化硫及三氧化硫可用于制备硫酸，所产生的渣经过处理可作为铁精矿出售，具有潜在的工业应用前景。
其特征在于：
(1)矿石需要破细，粒度为-400目～8mm。
(2)酸为50～98％的硫酸，硫酸的用量是矿中金属元素的理论消耗量的1～10倍。
(3)硫磺或黄铁矿的用量是矿中金属元素的理论消耗量的1～10倍。
(4)焙烧设备可为沸腾炉或其他用于加热的各种窑炉。
(5)产生的二氧化硫可用于制备硫酸，从而使硫酸能重复利用，降低酸耗。
(6)酸化焙烧温度控制在150～900℃，时间1～5h。
(7)焙烧物干燥磨细后可直接过滤或制团过滤，团的直径为5～30mm。
(8)水浸温度为室温85℃～95℃，时间为1～10小时，镍浸出率大于95％，钴浸出滤大于90％。
(9)浸出渣经过处理可作为铁精矿出售。
图面说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
铁质镍矿的化学成分如下：
表一铁质镍矿中主要组分的化学分析结果
  元素   Ni   Co   Fe   Cr   Mn   Mg   Ca
  含量％   1.08   0.077   30.82   0.3   0.01   8.53   4.06
铁质镍矿经破细、加入一定量的浓硫酸(或硫磺或黄铁矿)混匀、焙烧、水浸、过滤即可得到硫酸镍、硫酸钴溶液，所产生的二氧化硫及三氧化硫可用于制备硫酸，所产生的渣经过处理可作为铁精矿出售，具有潜在的工业应用前景。
其特征在于：
(1)矿石需要破细，粒度为-400目～8mm。
(2)酸为50～98％的硫酸，硫酸的用量是矿中金属元素的理论消耗量的1～10倍。
(3)硫磺或黄铁矿的用量是矿中金属元素的理论消耗量的1～10倍。
(4)焙烧设备可为沸腾炉或其他用于加热的各种窑炉。
(5)产生的二氧化硫可用于制备硫酸，从而使硫酸能重复利用，降低酸耗。
(6)酸化焙烧温度控制在150～900℃，时间1～5h。
(7)焙烧物干燥磨细后可直接过滤或制团过滤，团的直径为5～30mm。
(8)水浸温度为室温～95℃，时间为1～10小时，镍浸出率大于95％，钴浸出滤大于90％。
(9)浸出渣经过处理可作为铁精矿出售。
实施例1：
铁质镍矿10Kg，破细到-200目占75％，加入原矿元素理论消耗硫酸量的1.5倍混匀，在150℃下沸腾焙烧1h，焙烧物制成直径为5mm的球团，在温度为室温时水浸1h，镍的浸出率为50％，钴的浸出率为35％，铁的浸出率为50％。
实施例2：
铁质镍矿10Kg，破细到-400目占75％，加入原矿元素理论消耗硫酸量的10倍混匀，在800℃下沸腾焙烧3h，焙烧物制成直径为15mm的球团，在温度为45℃时水浸10h，镍的浸出率为95％，钴的浸出率为90％，铁的浸出率为4.6％。
实施例3：
铁质镍矿10Kg，破细到-8mm占75％，加入原矿元素理论消耗硫酸量的5倍混匀，在900℃下沸腾焙烧5h，焙烧物制成直径为30mm的球团，在温度为95℃时水浸5h，镍的浸出率为75％，钴的浸出率为55％，铁的浸出率为10％。
实施例4：
铁质镍矿10Kg，破细到-200目占75％，加入原矿元素理论消耗硫酸量的5倍混匀，在700℃下沸腾焙烧3h，在温度为15℃时水浸3h，镍的浸出率为85％，钴的浸出率为80％，铁的浸出率为16％。
实施例5：
铁质镍矿10Kg，破细到-40目占75％，加入原矿元素理论消耗硫酸量的5倍混匀，在800℃下沸腾焙烧5h，在温度为95℃时水浸5h，镍的浸出率为95％，钴的浸出率为55％，铁的浸出率为10％。

Claims (1)

1、一种从铁质镍矿中提取金属镍钴的方法，其特征在于按以下步骤完成：铁质镍矿经破细、加入浓硫酸或硫磺或黄铁矿，混匀、焙烧、水浸、过滤得到硫酸镍、硫酸钴溶液和尾渣，尾渣经处理作为铁精矿，所述的铁质镍矿经破细的粒度为-400目～8mm，所述的浓硫酸为50～98％的硫酸，硫酸的用量是矿中金属元素的理论消耗量的1～10倍；所述的硫磺或黄铁矿的用量是矿中金属元素的理论消耗量的1～10倍，所述的焙烧是采用沸腾炉或用于加热的窑炉，焙烧的温度为150～900℃，时间1～5h，焙烧物干燥磨细后直接过滤或制团过滤，团的直径为5～30mm，所述的水浸温度为15℃～90℃，时间为1～10小时，镍浸出率大于95％，钴浸出率大于90％。
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