CN101078061A - 一种处理中低品位镍红土矿的方法 - Google Patents

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尹文新
丛自范
刘春奇
刘岩
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Abstract

一种处理中低品位镍红土矿的方法，其特点是包括以下步骤：(1)酸料混捏：首先将红土矿与浓硫酸放在一起混捏；(2)焙烧：然后将混捏好的物料熔烧；(3)水浸：最后将被烧产物用水浸出，浸出完毕后进行液固分离，浸出渣经过热水洗涤后烘干记量。本发明具有投资省、操作成本低和没有污染等优点，与处理中低品位镍红土矿的常压浸出方法相比，镍浸出率提高5－10％，在镍红土矿含镍量0.8－1.5％范围内，镍浸出率可达到80－90％；铁的浸出低，一般在3.5％以下，液固分离容易；酸耗低，一般为常压浸出的50－80％。

Description

一种处理中低品位镍红土矿的方法
技术领域
本发明涉及一种处理镍红土矿的方法，特别是涉及一种用酸料混捏—焙烧—浸出工艺从低品位镍红土矿中提取镍的方法，属于有色金属冶金技术领域。
背景技术
工业上处理镍红土矿的方法，分为火法冶金和湿法冶金两种工艺。火法冶金工艺包括还原熔炼生产镍铁和还原硫化熔炼生产镍銃两种过程：处理镍红土矿的湿法冶金工艺主要有还原焙烧—氨浸的Caron方法和以古巴毛湾过程(Mao Bax Process)为代表的加压或高压浸出方法。近年来开发的处理镍红土矿的常压浸出技术目前仍处于是研究阶段。
镍红土矿的可开采部分，一般由褐铁矿层、过渡层和腐泥土层组成，各层红土矿的化学成分如表1所示
               表1  镍红土矿分层及其主要化学成分
  矿层   化学成分(％)
  Ni   Co   Fe   MgO   Cr2O3
  褐铁矿层过渡层腐泥土层   0.8～1.51.5～1.81.8～3.0   0.1～0.20.02～0.10.02～0.1   40～5025～4010～25   0.5～55～1515～35   2～51～21～2
褐铁矿层红土矿镍含量很低，可采用Caron法处理。然而该法的工艺流程长，金属回收率低(镍75％左右，钴45％左右)，生产成本高，目前很少被采用。试验研究结果表明，采用一般的常压浸出技术处理褐铁矿层红土矿效果不好.目前，处理褐铁矿层红土矿尚无可行的方法。
过渡层镍红土矿多采用高压浸出和火法冶金工艺处理，高压浸出技术的优点：一是选择性好，只浸出镍、钴和镁，而大部分铁留在浸出渣中；二是金属浸出率高，镍钴浸出率均能达到90％以上。高压浸出技术的缺点是：技术复杂，投资大和操作成本高。处理过渡层红土矿的火法冶金工艺是还原熔炼生产镍铁和还原硫化熔炼生产镍锍。这两种方法在工业上应用虽然可行，但存在工艺流程长、投资大、能耗高和环境污染等不足。用常压浸出的方法处理过渡层镍红土矿的试验结果表明，常压浸出的镍浸出率低，浸出泥浆的液固分离十分困难，很难实现在工业上的应用。
综上所述，处理褐铁矿层和过渡层这样的中低品位镍红土矿，目前尚没有投资较少，回收率较高和操作成本较低的可行技术。当镍市场价格下跌时，开发这种技术有着十分重要的意义。
发明内容
本发明的目的就在于克服现有技术存在的上述不足，给出一种处理中低品位镍红土矿的方法。该方法采用酸料混捏—焙烧—浸出工艺，从低品位镍红土矿中提取镍，尤其适合处理表1中褐铁矿层和过渡层的中低品位镍红土矿。
本发明给出的技术解决方案是：这种处理中低品位镍红土矿的方法，其特点是包括酸料混捏、焙烧和水浸三个步骤：
(1).酸料混捏：首先将红土矿与浓硫酸放在一起混捏，要求物料粒度＜0.1毫米，物料含水20～35％，浓硫酸加入量为料量的20～45％，添加剂加入量为10～15％；
(2).焙烧：然后将混捏好的物料熔烧，要求焙烧温度700～800℃，焙烧时间为0.25～2.0小时；
(3).水浸：最后将被烧产物用水浸出，要求浸出液温度不低于60℃，液固比＞3，进出时间至少为0.5小时，浸出完毕后进行液固分离，浸出渣经过热水洗涤后烘干记量，其中洗涤时热水温度为50～70℃，洗涤液固比为3～8∶1。
为更好的实现本发明的目的，所述的焙烧步骤分两段进行，第一段温度450℃，时间为10～20分钟，第二段温度700℃，时间10～20分钟；
为提高镍回收率，水浸过程中应分别测量浸出液、洗液和浸出渣的体积(或重量)并化验镍含量，从而得到准确的镍回收率。
在本发明给出的上述技术方案中，所述的浓硫酸为符合国家产品质量标准的工业硫酸，当然，也可采用其它浓度的硫酸溶液。
在本发明给出的上述技术方案中，所述的添加剂是硫酸铝。
本发明与高压浸出和火法冶金工艺相比，具有投资省、操作成本低和没有污染等优点。由于所用原料的镍品位低，本发明的镍回收率比高压浸出和火法工艺略低。然而，与处理中低品位镍红土矿的常压浸出方法相比，镍浸出率提高5-10％，在镍红土矿含镍量0.8-1.5％范围内，镍浸出率可达到80-90％；铁的浸出低，一般在3.5％以下，液固分离容易；酸耗低，一般为常压浸出的50-80％。
具体实施方案
实施例1；
所用镍红土矿主要成份如下：
化学成份      Ni    Co    Fe2O3  SiO2  MgO   CaO   Al2O3
含量(重量％)  1.31  0.09  66.5      5.60   1.51  4.65  4.85
这种成分的镍红土矿，粒度为-1.06mm，含水24％，加入料量35％的浓硫酸和5％的添加剂混捏；混捏后产物于710℃下焙烧0.5小时；焙烧产物在70℃，液固比为4∶1的条件下浸出1.0小时.浸出泥浆经液固分离后，浸出渣在60℃，液固比3∶1条件下洗涤.浸出液和洗液分别计量体积并化验含镍量，浸出渣干燥后称重，化验含镍量。试验结果为镍浸出率达93％，铁浸出率为3.19％。
实施例2
所用镍红土矿化学成分为
化学成分      Ni    Co     Fe2O3  SiO2  CaO   Al2O3  MgO
含量(重量％)  1.21  0.078  66.87     5.60   4.65  4.85      2.51
处理过程与例1相同，技术条件为：红土矿粒度0.1mm，物料含水20％，硫酸加入量25％，添加剂加入量为10％；混捏产物焙烧温度700℃，焙烧时间40分钟。焙烧产物水浸温度70℃，液固比5∶1，时间1小时。实验结果为：镍浸出率92.7％，铁浸出率2.89％
实施例3
所用镍红土矿的化学成分为
化学成分      Ni    Co     Fe     Mg    Al    Mn    Cr     Si
含量(重量％)  0.27  0.039  35.96  1.09  3.56  0.37  10.20  5.81
处理过程与例1和例2基本相同，技术条件为：物料粒度-1.06mm，物料含水30％，硫酸加入量25％，添加剂加入量5％；混捏产物焙烧分两段进行，第一段温度450℃，时间20分钟，第二段温度700℃，时间15分钟；水浸温度90℃，液固比8∶1，时间40分钟。实验结果：镍浸出率为85％，铁浸出率2.5％。

Claims (2)

1.一种处理中低品位镍红土矿的方法，其特征在于包括酸料混捏、焙烧和水浸三个步骤：
(1).酸料混捏：首先将红土矿与浓硫酸放在一起混捏，要求物料粒度＜0.1毫米，物料含水20～35％，浓硫酸加入量为料量的20～45％，添加剂加入量为10～15％；
(2).焙烧：然后将混捏好的物料熔烧，要求焙烧温度700～800℃，焙烧时间为0.25～2.0小时；
(3).水浸：最后将被烧产物用水浸出，要求浸出液温度不低于60℃，液固比〉3，进出时间至少为0.5小时，浸出完毕后进行液固分离，浸出渣经过热水洗涤后烘干记量，其中洗涤时热水温度为50～70℃，洗涤液固比为3～8∶1。
2.根据权利要求1所述的处理中低品位镍红土矿的方法，其特征在于所述的所述的焙烧步骤分两段进行，第一段温度450℃，时间为10～20分钟，第二段温度700℃，时间10～20分钟。
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