CN101423894B - 一种低成本提高红土镍矿镍钴浸出率的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种低成本提高低品位红土镍矿镍钴浸出率的方法。本方法通过对红土矿进行二次焙烧，一次焙烧在90～110℃密闭进行30min左右，二次焙烧在260～420℃通空气情况下焙烧1h左右，改变了矿物中包含镍钴金属的物相结构，使其更为容易受到浸出剂的浸取，实现了在较低温度和酸耗的情况下提高镍钴浸出率；焙烧的同时，改变了铁存在的结构，增加了其浸出活化能，降低了铁的浸出。焙烧料空气中冷却至50℃左右，采用加入硫酸或盐酸50℃左右进行浸出，镍钴的浸出率可达93％和87％，铁的浸出率最低可降至30％左右。

Description

一种低成本提高红土镍矿镍钴浸出率的方法
技术领域
本发明属于有色金属冶金领域，涉及一种通过结合火法前处理，低成本提高红土镍矿镍钴浸出率且同时抑制铁的浸出的方法。
背景技术
镍在地球上是第24丰度的元素，广泛应用于冶金、材料等领域。世界上可供开采的镍资源有两类：一类是硫化镍矿，占陆地镍资源的40％，另一类为红土镍矿，占60％。而世界上55％的镍产品都是从硫化矿中提取的，从红土镍矿中提取的镍不到45％。但随着不断的开采，硫化镍矿资源越来越少以及开采成本的日益提高，红土镍矿已被认为将来开发的主要镍资源。
氧化镍矿(俗称红土矿)中镍、钴、铜的品位较低，不宜火法冶炼，常采用两种湿法冶金工艺：一种是还原焙烧、氨浸工艺，即RRAL，另一种是硫酸加压酸浸工艺，即HPAL。但是两种工艺分别存在着处理成本和设备要求高，并且浸出液杂质元素浸出率高，从而造成后续处理成本的上升等问题，进而影响到整个工艺的经济性。因此如何降低红土矿提取有价金属的操作成本，就成为镍湿法冶金中的热点。
本发明通过对红土矿进行活化焙烧预处理的方法，改变和破坏矿的部分物相结构，提高矿石比表面积，使镍钴存在的物相被破坏而使其浸出率提高，同时改变了杂质铁存在的物相，增加其浸出活化能，降低浸出速率，在一定反应时间内形成铁与镍钴最大程度的分离。本方法以盐酸或硫酸作为浸出剂的方法浸出经过预处理的低含镍量红土矿(含镍1.5％以下)，工艺简单、能耗低和设备投资少(不使用高压釜)，易于产业化。
发明内容
为克服现有技术难于处理低品位红土镍矿之不足，本发明提供一种投资少、工艺简单、能耗低、生产成本低的从低品位红土镍矿中提高镍钴浸出率的方法。
本发明通过下列技术方案实现.
一种低成本提高低品位红土镍矿镍钴浸出率的方法，包括以下步骤：
A、先将红土矿石用破碎机破碎，然后用磨矿机矿磨至100目；
B、将100目的矿粉放置在焙烧炉中升温至90～110℃密闭焙烧25～35min；
C、将焙烧温度升至260～420℃，并不断鼓入空气进行焙烧50～70min；
D、将焙烧好的矿粉冷却至50～55℃，即可进行浸出反应。
A步中所述矿石为块状的物料时采用颚式破碎和对辊磨料的方式进行，矿石为粉状时直接进行过筛处理。
A步中所述矿石含水量不超过8％。
D步中浸出反应采用硫酸作为浸出剂，其用量为矿石中金属元素所需硫酸理论量的0.8倍，固液比为1：2.5～3.5，浸出时间1.5～3h；采用盐酸作为浸出剂，其用量为矿石中金属元素所需盐酸理论量的1倍，固液比为1：3.5～4.5，浸出时间0.5～1.5h。
D步中冷却后的矿粉采用盐酸或硫酸进行浸出时温度为45～55℃。
本发明与现有技术相比具有下列优点和效果：本方法通过对红土矿进行二次焙烧，一次焙烧在90～110℃密闭进行30min左右，二次焙烧在260～420℃通空气情况下焙烧1h左右，改变了矿物中包含镍钴金属的物相结构，使其更为容易受到浸出剂的浸取，实现了在较低温度和酸耗的情况下提高镍钴浸出率；焙烧的同时，改变了铁存在的结构，增加了其浸出活化能，降低了铁的浸出。采用上述方案，可在常压下从低品位红土镍矿浸出镍和钴，镍钴的浸出率可达93％和87％，铁的浸出率最低可降至30％左右。其生产规模大小可控，所用酸量降低30％，反应温度降低40％，并且反应时间缩短50％，相对未进行前处理而直接浸出其操作成本显著降低。本发明具有工艺路径简单，流程短，设备简单，能耗低，运行费用低，不污染环境，镍钴提取率高，操作简便，生产成本低等特点，从而为低品位红土镍矿的开发利用提供了极为有效且经济实用的途径。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步描述而非对本发明的限制。
实施例1
将矿石通过磨矿机磨碎后筛分取100目料，投入到焙烧炉中，升温至95℃，开始计时密闭保温30min，继续升温至280℃，其间不断通入空气，焙烧1h后空气中冷却至50℃。将冷却后的矿料投入至反应釜中，加入为矿石中所有金属元素所需硫酸理论量的0.8倍硫酸，调整固液比为1：2.5，浸出温度50℃，反应1.5h后固液分离。
通过以上条件控制，低品位红土镍矿镍浸出率为93.08％，钴的浸出率为87％，铁的浸出率降为65％。
实施例2
将矿石通过磨矿机磨碎后筛分取100目料，投入到焙烧炉中，升温至105℃，开始计时密闭保温30min，继续升温至300℃，其间不断通入空气，焙烧1h后空气中冷却至50℃。将冷却后的矿料投入至反应釜中，加入为矿石中所有金属元素所需盐酸理论量的1倍盐酸，调整固液比为1：3.5，浸出温度50℃，反应1.5h后固液分离。
通过以上条件控制，低品位红土镍矿镍浸出率为93.2％，钴的浸出率为87％，铁的浸出率降为60％。
实施例3
将矿石通过磨矿机磨碎后筛分取100目料，投入到焙烧炉中，升温至105℃，开始计时密闭保温30min，继续升温至300℃，其间不断通入空气，焙烧1h后空气中冷却至50℃。将冷却后的矿料投入至反应釜中，加入为矿石中所有金属元素所需盐酸理论量的1倍盐酸，调整固液比为1：4.5，浸出温度50℃，反应1h后固液分离。
通过以上条件控制，低品位红土镍矿镍浸出率为91.04％，钴的浸出率为85％，铁的浸出率降为42％。
实施例4
将矿石通过磨矿机磨碎后筛分取100目料，投入到焙烧炉中，升温至105℃，开始计时密闭保温30min，继续升温至400℃，其间不断通入空气，焙烧1h后空气中冷却至50℃。将冷却后的矿料投入至反应釜中，加入为矿石中所有金属元素所需硫酸理论量的0.8倍硫酸，调整固液比为1：3.5，浸出温度50℃，反应2h后固液分离。
通过以上条件控制，低品位红土镍矿镍浸出率为90.26％，钴的浸出率为87％，铁的浸出率降为32％。
实施例5
将矿石通过磨矿机磨碎后筛分取100目料，投入到焙烧炉中，升温至90℃，开始计时密闭保温25min，继续升温至420℃，其间不断通入空气，焙烧70min后空气中冷却至55℃。将冷却后的矿料投入至反应釜中，加入为矿石中所有金属元素所需硫酸理论量的0.8倍硫酸，调整固液比为1：3，浸出温度45℃，反应2.5h后固液分离。
通过以上条件控制，低品位红土镍矿镍浸出率为91.28％，钴的浸出率为87.89％，铁的浸出率降为34.6％。
实施例6
将矿石通过磨矿机磨碎后筛分取100目料，投入到焙烧炉中，升温至110℃，开始计时密闭保温35min，继续升温至420℃，其间不断通入空气，焙烧50min后空气中冷却至55℃。将冷却后的矿料投入至反应釜中，加入为矿石中所有金属元素所需盐酸理论量的1倍盐酸，调整固液比为1：4，浸出温度55℃，反应0.5h后固液分离。
通过以上条件控制，低品位红土镍矿镍浸出率为89.95％，钴的浸出率为88.4％，铁的浸出率降为36.7％。

Claims (5)

1.一种低成本提高低品位红土镍矿镍钴浸出率的方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、先将红土镍矿的矿石用破碎机破碎，然后用磨矿机矿磨至100目；
B、将100目的矿粉放置在焙烧炉中升温至90～110℃密闭焙烧25～35min；
C、将焙烧温度升至260～420℃，并不断鼓入空气进行焙烧50～70min；
D、将焙烧好的矿粉冷却至50～55℃，即可进行浸出反应。
2.根据权利要求1所述一种低成本提高低品位红土镍矿镍钴浸出率的方法，其特征在于，A步中所述矿石为块状的物料时采用颚式破碎和对辊磨料的方式进行，矿石为粉状时直接进行过筛处理。
3.根据权利要求1或2所述一种低成本提高低品位红土镍矿镍钴浸出率的方法，其特征在于，A步中所述矿石含水量不超过8％。
4.根据权利要求3所述一种低成本提高低品位红土镍矿镍钴浸出率的方法，其特征在于，D步中浸出反应采用硫酸作为浸出剂，其用量为矿石中金属元素所需硫酸理论量的0.8倍，固液比为1∶2.5～3.5，浸出时间1.5～3h；采用盐酸作为浸出剂，其用量为矿石中金属元素所需盐酸理论量的1倍，固液比为1∶3.5～4.5，浸出时间0.5～1.5h。
5.根据权利要求4所述一种低成本提高低品位红土镍矿镍钴浸出率的方法，其特征在于，D步中冷却后的矿粉采用盐酸或硫酸进行浸出时温度为45～55℃。
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