CN101418379B

CN101418379B - 一种氧化镍矿密闭浸出提取镍钴的方法

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Publication number: CN101418379B
Application number: CN2008102337033A
Authority: CN
Inventors: 邹德犁; 张昱; 肖军辉; 陈晓鸣
Original assignee: KUNMING JINGSHI MINING AND METALLURGY CO Ltd
Current assignee: KUNMING JINGSHI MINING AND METALLURGY CO Ltd
Priority date: 2008-12-11
Filing date: 2008-12-11
Publication date: 2010-09-01
Anticipated expiration: 2028-12-11
Also published as: CN101418379A

Abstract

本发明涉及一种氧化镍矿密闭浸出提取镍钴的方法，这是一种硫酸密闭浸出高铁氧化镍矿，低铁氧化镍矿预中和，高镁矿中和、熟石灰除铁、氢氧化钠沉镍富集镍的方法。本发明充分利用硫酸与矿石反应产生的热量，不需外加热有效的分解高铁氧化镍矿；分解高铁氧化镍矿后较高浓度的游离酸，用低铁氧化镍矿进行预中和，提高硫酸的有效利用率；在分解过程中利用回用水中的钠离子或铵离子进行沉铁矾；利用碱性适中的高镁矿做沉铁矾中和剂。本发明在同等酸耗下回收率可提高6％以上，吨镍碱耗可降低2吨以上。

Description

一种氧化镍矿密闭浸出提取镍钴的方法

一、技术领域

本发明涉及一种氧化镍矿密闭浸出提取镍钴的方法，属于有色金属湿法冶金技术领域

二、背景技术

目前世界上对氧化镍矿的处理工艺技术归纳起来有三类方法，即火法工艺、湿法工艺和火湿法联合工艺。第一类火法工艺：将矿石破碎，焙烧进行还原熔炼或硫化熔炼，产出粗镍铁合金或高镍硫产品，再将该半成品送往精炼工艺处理；第二类湿法工艺：分为硫酸常压浸出和加压浸出，从浸出液中富集回收镍、钴；第三类火湿法联合工艺：其一是还原选矿，原矿磨细与粉煤混合制团，团矿经干燥和高温还原焙烧，焙烧矿团再磨细，矿浆进行重力选矿和磁力选矿分选出镍铁合金；其二是还原--氨浸，原矿还原焙烧后用氨水浸出，浸出液硫化沉镍后再精炼。

李建华在《湿法冶金》2004年第4期简述了加压酸浸出红土镍矿的试验，其过程如下：在250～270℃，4～5Mpa的高温高压条件下，用稀硫酸将镍、钴等有价金属与铁、铝矿物一起溶解，在随后的反应中，控制一定的pH值等条件，使铁、铝、硅等杂质水解进入渣中，镍、钴选择性进入溶液，浸出液用硫化氢还原、中和、沉淀，产出高质量的镍钴硫化物。

罗仙平等人在《有色金属》(冶炼部分)2006年第4期报道了酸浸法从含镍蛇纹石中提取镍的研究，对四川省攀西地区某地含镍0.5～2.0％的蛇纹石(类似风化壳硅酸镍矿)采用硫酸浸出--浸出液净化沉镍的化学选矿工艺处理含镍0.554％的蛇纹石，磨矿细度为小于0.074mm占87.1％、固液比1∶5、硫酸浓度1.5mol/L、60℃条件下浸出6h，浸出贵液中镍浸出率为85.7％，浸出液经净化沉镍，可得含镍41.24％氢氧化镍精矿，沉镍收率88.6％，综合收率达75.93％。

罗永吉等人在《矿业快报》2008年第1期阐述了云南某含镍蛇纹石矿硫酸搅拌浸出的研究，对云南某地蛇纹石型含镍红土矿进行了常压搅拌浸出试验研究，通过试验得出了浸出的最佳条件：硫酸用量0.4kg/kg试样、矿浆浓度33.33％、温度95℃、时间120分钟，在此条件下，搅拌浸出2h后，镍和钴的浸出率可分别达到74％和78％。

曹国华在“低品位红土镍矿堆浸提镍钴的方法”(200510010915.1)的发明中提供了一种低品位红土镍矿堆浸提镍钴的方法，它将矿石进行破碎，控制矿石平均粒度小于2cm；将100目-1.5cm的矿石直接入堆，同时将粒径小于100目和粒径大于1.5cm的矿石按0.5～0.8∶1的质量比混合均匀后入堆；按喷淋液酸度为5～18％，喷淋强度为15～30L/m²·h的量进行喷淋和滴淋；收集喷淋和滴淋后的浸出液进行调配，使浸出液中的镍离子浓度达2～4g/L，得含镍钴的浸出液。

李智才在“一种处理低铁氧化镍矿的常压浸出方法”(200610046808.9)中公开了一种处理低铁氧化镍矿的常压浸出方法，工艺流程为：首先将氧化镍矿湿磨，要求粒度≤0.8mm，然后进行液固分离，要求滤渣含水率为20～35％；向滤渣中加入浓硫酸，加入量为干矿量的70～90％，酸解干燥后将物料存放1～5天，进行浸出沉铁，要求加料速度＜5克/升·分，液固比2～4，溶液温度90～100℃，浸出时间2～3小时；中和剂加入量为干矿量的10～14％，控制溶液pH值2.5～3.5；然后按常规方法进行液固分离得到浸出液和浸出沉铁渣。

卢能迪等人申请了一种提取镍和/或钴的方法专利(200810094423.9)，发明了一种提取镍和/或钴的方法，包括堆浸工艺和常压加温搅拌浸取工艺，其特征在于，褐铁矿型矿石采用常压加温搅拌浸取；而蛇纹石型矿石采用堆浸法浸取。镍浸出率为82.37％、84.9％。

国内外对氧化镍矿的研究开发工作非常活跃。火法冶炼由于存在能耗高，二氧化碳难以经济处理等问题，行业内普遍认为是不经济的。高压酸浸适宜于处理镍≥1.2％，镁≤5％的矿石，镍钴回收率均大于90％，主要存在设备投资大，维护和运转费高的问题。还原--氨浸可处理高镁矿石，但能耗高，钴回收率低。堆浸法适宜于处理低品位矿石，但吨镍酸耗太高，经济上一般不可行。常压硫酸搅拌浸出不能充分利用硫酸与水混合和硫酸与矿石化学反应放出的热量，浪费了能源。

三、发明内容

本发明的目的在于提供一种氧化镍矿密闭浸出提取镍钴的方法，这是一种硫酸密闭浸出高铁氧化镍矿，低铁氧化镍矿预中和，高镁矿中和、熟石灰除铁、氢氧化钠沉镍富集镍的方法。本发明可以处理含铁≥20％的高铁氧化镍矿和含铁＜20％的低铁氧化镍矿和高镁矿。达到以下目的1)充分利用硫酸与矿石反应产生的热量，不需外加热有效的分解高铁氧化镍矿；2)分解高铁氧化镍矿后较高浓度的游离酸，用低铁氧化镍矿进行预中和，提高硫酸的有效利用率；3)在分解过程中利用回用水中的钠离子或铵离子进行沉铁矾；4)利用碱性适中的高镁矿做沉铁矾中和剂，充分利用沉铁矾过程中释放出的酸进一步浸出镍，有效降低吨镍硫酸耗量。本发明在同等酸耗下较硫酸常压浸出回收率可提高6％以上，吨镍碱耗可降低2吨以上。

本发明按以下步骤完成：

1、矿石制备

原料为高铁氧化镍矿，低铁氧化镍矿和高镁矿分别破碎后，用球磨机磨至粒度-0.15mm≥80wt％，同时控制磨矿后的矿浆浓度≥40wt％，低铁氧化镍矿石和高镁矿石，分别磨至粒度-0.15mm≥80wt％，控制磨矿后的矿浆浓度≥55wt％。矿石中高铁氧化镍矿所占重量比＜20％时，将高铁氧化镍矿并入低铁氧化镍矿破碎后，用球磨机磨至粒度-0.15mm≥80wt％，控制磨矿后的矿浆浓度≥40wt％，高镁矿石破碎后，用球磨机磨至粒度-0.15mm≥80wt％，控制磨矿后的矿浆浓度≥55wt％；

所述高铁氧化镍矿为含铁≥20wt％，所述低铁氧化镍矿为含铁＜20wt％。所述高镁矿为低于工业可开采品位的底层氧化镍矿

2、浸出

1).有高铁氧化镍矿浆料时，将高铁氧化镍矿矿浆放入反应釜，按硫酸与高铁氧化镍矿干矿量质量比0.6～1∶1比例加入质量浓度98％的硫酸，用浸出矿浆过滤洗涤时的洗液调整液固重量比为2～3.5∶1，密闭浸出1-1.5小时后，按与高铁氧化镍矿质量比20～100％的干矿石量加入低铁氧化镍矿矿浆，同时按与低铁氧化镍矿质量比0.1～0.5∶1加入质量浓度98％的浓硫酸，持续通入空气或氧气，其通入量以足以使F_e ⁺²氧化成F_e ⁺³，釜内压力≥0.15MPa，继续浸出1-1.5小时后，按与高低铁氧化镍干矿质量比5～30％的矿石量加入高镁矿矿浆，继续浸出1～3小时，待pH值≥1.8后，加入石灰石、生石灰、熟石灰、氧化镁、氢氧化镁或氨水中的一种中和至pH值3～6，浸出结束；

2).无高铁氧化镍矿时，将低铁氧化镍矿浆料放入反应釜，按硫酸与干矿质量比0.35～0.7∶1比例加入质量浓度98％的硫酸，用浸出矿浆过滤洗涤时的洗液调整液固重量比2～3∶1，密闭浸出1-1.5小时后，持续通入空气或氧气，维持釜内压力≥0.15MPa，继续浸出0.5-1小时后，按与低铁氧化镍干矿质量比5～30％的矿石量加入高镁矿，继续浸出1～3小时，待pH值≥1.8后，加入石灰石、生石灰、熟石灰、氧化镁、氢氧化镁或氨水中的一种中和至pH值3～6，浸出结束；

3、浸出矿浆过滤洗涤

浸出矿浆用质量浓度0.05～0.3％的聚丙烯酰胺高分子絮凝剂絮凝后，进行固液分离得滤渣和滤液，滤渣经洗涤，洗液部分返回浸出用以调整浸出液固比用，余下部分并入浸出滤液；

4、浸出滤液沉镍

浸出滤液加入质量浓度20-30％氢氧化钠溶液或碳酸钠饱和溶液中和沉镍至pH值6～10，使滤液中镍小于50mg/L得沉镍母液(滤液)和沉镍浆料(滤渣)；

5、沉镍浆料过滤洗涤

沉镍浆料进行固液分离，洗涤，获得含镍≥40％的镍钴精矿；

6、沉镍母液处理

沉镍母液中镁离子浓度≥35g/L时，用石灰乳中和沉淀后固液分离，得到镁离子浓度≤20g/L的回用水和中和渣，回用水用于磨矿、浸出和洗涤。

与公知技术相比的优点及积极效果

本发明可以处理含铁≥20％的高铁氧化镍矿和含铁＜20％的低铁氧化镍矿和高镁矿，其优点在于：1)在较高酸度下充分利用硫酸与水混合和硫酸与矿石反应产生的热量有效的分解高铁氧化镍矿，釜内温度不加热即可达到120℃以上，95℃以上维持时间可达3.5小时以上；2)分解高铁氧化镍矿后较高浓度的游离酸，用低铁氧化镍矿进行预中和，提高硫酸的有效利用率；3)在分解过程中利用回用水中的钠离子或铵离子进行沉铁矾；4)利用碱性适中的高镁矿做沉铁矾中和剂，充分利用沉铁矾过程中释放出的酸进一步浸出镍，有效降低吨镍硫酸耗量；5)浸出矿浆用高分子絮凝剂絮凝，将溶液中二氧化硅、氢氧化铁等胶体物质沉入渣中。本发明在同等酸耗下较硫酸常压浸出回收率可提高6％以上，吨镍碱耗可降低2吨(用碱分离富集时)以上。

四、附图说明：

图1为本发明的工艺流程图

五、具体实施方式

实施例1：试验矿样来自菲律宾，该矿上层高铁氧化镍矿含镍1.30％，钴0.10％，铁30.86％，氧化镁11.85％，下层低铁氧化镍矿含镍1.52％，钴0.02％，铁11.42％，氧化镁28.22％。高铁氧化镍矿磨至粒度-0.15mm占88％，矿浆浓度40％，低铁氧化镍矿磨至粒度-0.15mm占86％，矿浆浓度60％。按质量浓度98％的硫酸与高铁氧化镍矿质量比0.8∶1、液固比2.5∶1的条件，密闭浸出一小时，加入相当于高铁氧化镍矿40％的低铁氧化镍矿，同时按与低铁氧化镍矿质量比为0.1加入浓度98％的硫酸，通入空气加压至釜内压力0.2MPa，维持该压力继续浸出一小时，加入相当于高铁氧化镍矿10％的该矿底层的高镁矿(含镍0.49％，钴＜0.01％，氧化镁32.52％，磨矿粒度-0.15mm占87％，矿浆浓度59％)，继续浸出两小时，加入熟石灰中和至pH值5.5，浸出矿浆液固分离，浸出液氢氧化钠溶液沉镍。结果镍回收率为91.35％，钴回收率为90.52％。

实施例2：试验矿样来自云南省普洱市，矿山氧化镍中无高铁氧化镍矿，其主要成分重量百分含量为镍0.99％、钴0.026％、铁11.45％、氧化镁26.43％。采用磨矿粒度-0.15mm占84％、矿浆浓度43％、质量浓度98％的硫酸与干矿量质量比0.4∶1、液固比2∶1的条件，密闭浸出一小时，通入空气加压至釜内压力0.2MPa，维持该压力继续浸出半小时，加入相当于低铁氧化镍矿6％的该矿底层的高镁矿(含镍0.46％，钴＜0.01％，氧化镁31.62％，磨矿粒度-0.15mm占85％，矿浆浓度60％)，继续浸出两小时，加入熟石灰中和至pH值5.5，浸出矿浆液固分离，浸出液加氢氧化钠溶液沉镍。结果镍回收率为81.23％，钴回收率为80.42％。

实施例3：试验矿样来自澳大利亚，原矿为高铁氧化镍矿，含镍2.39％，钴0.093％，铁13.58％，氧化镁26.89％，采用磨矿粒度-0.15mm占85％、矿浆浓度42％、质量浓度98％的硫酸与干矿量质量比0.7∶1，液固比2.5∶1的条件，密闭浸出一小时，通入空气加压至釜内压力0.2MPa，维持该压力继续浸出半小时，加入相当于原矿量20％的高镁矿(同例1)，继续浸出两小时，加入熟石灰中和至pH值5.5，浸出矿浆液固分离，浸出液氢氧化钠溶液沉镍。结果镍回收率为96.35％，钴回收率为94.52％。

Claims

1.一种氧化镍矿密闭浸出提取镍钴的方法，其特征在于：其按以下步骤完成：

1)、矿石制备

将原料高铁氧化镍矿，低铁氧化镍矿和高镁矿分别破碎后，用球磨机磨至粒度-0.15mm≥80％，同时控制高铁氧化镍矿磨矿后的矿浆浓度≥40％，低铁氧化镍矿石和高镁矿石磨矿后的矿浆浓度≥55％，

所述高铁氧化镍矿为含铁≥20％，所述低铁氧化镍矿为含铁＜20％,所述高镁矿为低于工业可开采品位的底层氧化镍矿；

2)、浸出

将高铁氧化镍矿矿浆放入反应釜，按硫酸与高铁氧化镍矿干矿量质量比0.6～1∶1比例加入质量浓度98％的硫酸，用浸出矿浆过滤洗涤时的洗液调整液固比为2～3.5∶1，密闭浸出1-1.5小时后，按与高铁氧化镍矿质量比20～100％的干矿石量加入低铁氧化镍矿矿浆，同时按与低铁氧化镍矿质量比0.1～0.5∶1加入质量浓度98％的浓硫酸，持续通入空气或氧气，并维持釜内压力≥0.15MPa，继续浸出1-1.5小时后，按与高铁氧化镍干矿质量比5～30％的矿石量加入高镁矿矿浆，继续浸出1～3小时，待pH值≥1.8后，加入石灰石、生石灰、熟石灰、氧化镁、氢氧化镁或氨水中的一种中和至pH值3～6；

3)、浸出矿浆过滤洗涤

4)、浸出滤液沉镍

浸出滤液加入质量浓度20-30％氢氧化钠溶液或碳酸钠饱和溶液中和沉镍至pH值6～10，使滤液中镍小于50mg/L得沉镍母液和沉镍浆料；

5)、沉镍浆料过滤洗涤

沉镍浆料进行固液分离，洗涤，获得镍钴精矿；

6)、沉镍母液处理

沉镍母液中镁离子浓度≥35g/L时，用石灰乳中和沉淀后固液分离，得到镁离子浓度≤20g/L的回用水和中和渣，回用水返回磨矿、浸出和洗涤。