CN101506394B

CN101506394B - 低铁含量的金属镍的生产

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Publication number: CN101506394B
Application number: CN2007800312656A
Authority: CN
Inventors: 伊万·拉奇夫; 刘后元; 阿列克谢·杜阿尔特; 哈拉尔德·西奥沃德·马勒
Original assignee: BHP Billiton SSM Development Pty Ltd
Current assignee: BHP Billiton SSM Development Pty Ltd
Priority date: 2006-08-23
Filing date: 2007-08-22
Publication date: 2012-08-08
Anticipated expiration: 2027-08-22
Also published as: WO2008022381A1; BRPI0715726A2; AU2007288109A1; AU2007288109B2; US20100154593A1; JP2010501722A; US7935171B2; CN101506394A; KR20090042996A

Abstract

生产低铁含量的金属镍产品的方法，其包括如下步骤：(i)提供含有至少镍和铁的酸性产物液体；(ii)用离子交换法处理所述酸性产物液体，其中离子交换树脂从所述产物液体中选择性吸附所述镍和部分铁；(iii)用酸性溶液从所述树脂中洗脱镍和铁以制得含有所述镍和铁的洗脱液。(iv)中和所述洗脱液至pH值为2.5至3.5以引起大量所述铁的沉淀，剩下铁被耗尽的洗脱液；(v)中和铁被耗尽的洗脱液至pH值为7至8以引起低铁含量的氢氧化镍的沉淀；(vi)煅烧所述氢氧化镍以将其转化成氧化镍；(vii)在还原剂的存在下将所述氧化镍直接熔融以得到熔融态的镍；以及(viii)通过氧化精炼所述熔融态的镍以制得低铁含量的金属镍产品。

Description

低铁含量的金属镍的生产

发明领域

本发明一般地涉及从通过浸提镍矿石或浓缩物制得的酸性含镍液体中生产低铁含量的金属镍的新颖方法。该方法尤其适合于通过诸如以下的方法来自含镍矿体或浓缩物的含镍酸性产物液体：红土矿的加压酸浸、常压酸浸和/或堆浸；或硫化镍矿或浓缩物的氧化浸提或生物浸提；然后离子交换以回收镍。处理含镍的离子交换洗脱液以除去铁，然后将镍作为氢氧化镍沉淀，然后将所述氢氧化镍煅烧、熔融并精炼以制得新的低铁含量的金属镍产品。

发明背景

红土镍和钴矿床，或含镍的氧化物矿床通常含有氧化型矿石褐铁矿和硅酸盐型矿石腐泥土，其作为相同矿床中的两层，被过渡带隔开。褐铁矿带包括针铁矿(FeOOH)，而且镁和镍含量较低。腐泥土带包括各种硅酸镁，而且镁和镍含量较高。为了使通过商业方法处理腐泥土或褐铁矿设备的尺寸最小化，优选高品味褐铁矿和腐泥土。这导致某些矿床中的较低品味的矿石和过渡矿石被当作废物丢弃。

镍和钴含量高的褐铁矿在商业上通常通过高压酸浸提法进行湿法冶金处理，或通过火法冶金和湿法冶金法的组合如碳还原焙烧-碳酸铵浸提法进行处理。

含镍量较高的腐泥土一般通过涉及焙烧和电熔技术的火法冶金法处理以生产镍铁，所述镍铁通常含有大于50％的铁以及丢弃的炉渣。由于与将大部分铁转入炉渣相关的困难以及随炉渣量增加而导致的额外的镍损失，这种方法不能生产低铁含量的金属镍。

镍铁法是高耗能的方法，因为总矿石与镍的比例通常是四十比一，并且大部分能量消耗在熔化矿渣上。它需要高品味腐泥土来源以使其经济。含镍量低的褐铁矿、腐泥土和过渡带中褐铁矿/腐泥土混合物的能量需求和高铁镍矿石比使得这种处理方法对于这些矿石类型而言太昂贵。

因此，在镍铁法中，包括某些高品味镍矿石在内的大量镍矿石资源，由于其品味较低或不适于造渣的Si/Mg/Fe比率而被当作废物丢弃。镍铁法，即RKEF法(回转窑和电炉)的另一缺点是不能获得存在于镍铁中的矿石中的任何钴的经济价值。此外，镍铁中的高含铁量限制了其仅用于不锈钢生产的最终用途。

以上方法通常需要“全矿石”处理，因为没有有效的方法来选矿。其缺点在于，可能含有较低金属价值的矿石的矿物学组分有效地稀释所处理的总矿石质量并增加回收成本。

期望提供较简单、能耗较小和资本投资较少的生产(如本文所定义的)低铁含量的金属镍的方法，所述方法克服或至少减轻与现有技术相关的一种或多种困难。

还期望提供使用大范围的含镍矿石，尤其是常规方法认为无法利用的红土矿生产低铁含量的镍的方法。还期望提供生产用于通常向镍市场出售的具有足够纯度的镍的方法。

低铁含量或不含铁的氢氧化镍中间体作为中间体镍化合物在澳大利亚的Cawse工厂商业生产。在Cawse方法中，对红土镍矿进行高压硫酸浸提以提取镍和钴，以及其它杂质。在多阶段中和与固/液分离后将废矿和某些杂质从浸提液中分离，并通过用氧化镁进一步中和而沉淀混合的镍钴氢氧化物。

现有技术还描述了通过类似的方法生产氢氧化镍中间体。例如，它可以由来自高压或常压酸红土浸提或二者的组合、红土或硫化镍矿石或浓缩物的堆浸或高压或常压浸提硫化物矿石或浓缩物的浸提液中作为中间体生产。该文献还教导，氢氧化镍可以由酸性硫酸镍溶液制得，所述酸性硫酸镍溶液作为洗脱液、剥离液或萃余液由前述过程的浸提液或浸提浆的溶剂萃取或离子交换处理制得。

BHP比利通SSM技术有限公司的国际申请PCT/AU2005/001360公开了通过组合的湿法冶金和火法冶金法生产镍铁或镍锍的方法。在该说明书公开的方法中，镍和铁在离子交换过程中被选择性吸附到树脂上，从而与其它杂质分开，用硫酸从树脂上洗脱并中和洗脱液以沉淀混合的镍铁氢氧化物产物。然后将混合的镍铁氢氧化物直接还原以制得镍铁或镍锍产物。

在该方法的进一步发展中，BHP比利通SSM技术有限公司的国际申请PCT/AU2006/000225公开了通过涉及混合镍铁氢氧化物产物的制粒、煅烧以生产镍铁氧化物的小球以及将氧化物还原成镍铁的方法生产高质量镍铁产品的方法。如果煅烧过的镍铁氧化物小球含铁量较高，这些小球就有足够的活性通过与气态还原剂反应而被还原。

对上述方法的改进会是直接从镍中间体生产低铁含量的金属镍，从而提供较高纯度的镍产品。

以上对文献、论文等的讨论被包括在本说明书中仅仅是用来提供本发明的背景。不暗示或代表这些文件的任何或全部在优先权日之前构成现有技术基础的一部分或者是本发明相关领域的公知常识。

发明概述

本发明提供了生产低铁含量的金属镍产品的方法，其包括如下步骤：

(i)提供含有至少镍和铁的酸性产物液体；

(ii)用离子交换法处理所述酸性产物液体，其中离子交换树脂从所述产物液体中选择性地吸附所述镍和部分铁；

(iii)用酸性溶液从所述树脂中洗脱镍和铁以制得含有所述镍和铁的洗脱液；

(iv)中和所述洗脱液至pH值为2.5至3.5以引起大量所述铁的沉淀，剩下铁被耗尽的洗脱液；

(v)中和铁被耗尽的洗脱液至pH值为7至8以引起低铁含量的氢氧化镍的沉淀；

(vi)煅烧所述氢氧化镍以将其转化成氧化镍；

(vii)在还原剂的存在下将所述氧化镍直接熔融以得到熔融态的镍；以及；

(viii)通过氧化精炼所述熔融态的镍以制得低铁含量的金属镍产品。

通常，“低铁”表示高至1％的铁并且包括零铁含量。

因此，提供了由酸性含镍液体生产低铁含量的镍的方法。通常，该液体通过浸提镍矿石或浓缩物来生产。该方法尤其适合于通过诸如以下的方法来自含镍矿体或浓缩物的含镍酸性产物液体：红土矿的高压或加压酸浸、常压酸浸、常压酸搅拌浸提或堆浸或硫化镍矿石的氧化浸提或生物浸提或以上的任何组合。在从矿渣中分离酸性含镍浸提液并从中除去任何铜之后，通过离子交换(IX)处理该液体以便将镍和铁与其它杂质分开。处理含镍离子交换洗脱液以除去铁，然后使镍作为氢氧化镍沉淀，然后煅烧、熔融并精炼所述氢氧化镍沉淀以生产低铁含量的新金属镍产品。

该方法可应用于处理大范围的含镍矿石并且可具体应用于处理被认为通过常规方法无法利用的红土矿。在一实施方案中，本发明可应用于对红土矿堆浸然后进行离子交换处理的方法，其中首先用硫酸浸提镍然后作为含镍、钴和铁的产物液体溶液回收。在本发明的优选形式中，低铁含量的金属镍产品由从离子交换处理的洗脱液回收的低铁的氢氧化镍产物制得。

通常，该方法构成从红土矿中回收镍的整体方法的一部分。在优选实施方案中，金属镍产品由通过如下一般方法制得的氢氧化镍中间体生产。浓的(pregnant)浸提液溶液通过堆浸法制得，优选使用硫酸的红土含镍矿石的对流堆浸法。含有至少镍、钴和铁的浓浸提液然后会通过离子交换(IX)法处理，其中优先萃取浸提液中的任何铜。然后通过第二IX法处理无铜的浓浸提液，其中镍以及部分铁和钴被提取到树脂上，而大部分铁和钴保留在萃余液中。然后用酸将镍和铁从树脂洗脱，并将洗脱液中和至pH 2.5至3.5以便使大部分铁从溶液中作为针铁矿或铁的氢氧化物沉淀。然后用诸如氧化镁、苏打灰或烧碱的中和剂进一步将洗脱液中和至pH 7至8，使氢氧化镍沉淀。

应当除去产物液体中可能存在的任何铜以便在镍/铁离子交换过程之前回收，因为某些树脂对铜的亲和力比对镍和铁的大。铜很容易通过离子交换、溶剂萃取或其它已知技术之一从产物液体中除去。然而，优选通过另外的离子交换法除去存在于产物液体中的任何铜，其中离子交换树脂在本发明方法的步骤(i)之前从产物液体中选择性吸附铜。基本上所有存在的铜在步骤(i)之前从酸性产物液体中被除去。优选地，酸性产物液体是源自堆浸红土矿的浓浸提液。然后可以通过常规方法回收有价值的铜。

通常，本发明方法的步骤(ii)中使用的离子交换树脂是离子交换法中常规使用的树脂。优选地，在产物液体是源自浸提红土矿时，树脂具有双吡啶甲基胺官能团，如以DOWEX^TM M4195树脂的商标销售的树脂。这样的树脂能够将镍以及部分铁和钴与通常存在于源自浸提红土矿的产物液体中的其它杂质分开。镍以及部分铁和钴在步骤(ii)的离子交换处理中与其它杂质分开。镍以及部分铁和钴会被加载到树脂上，而大部分铁和钴保留在萃余液中。然后可以通过诸如溶剂萃取、离子交换或作为硫化物、碳酸盐或氢氧化物沉淀的常规技术从萃余液中回收钴。

在本发明方法的步骤(iii)中，用酸性溶液从树脂上洗脱镍和铁。酸性溶液优选硫酸。

富含镍和铁的洗脱液中游离酸的中和分两个阶段进行：步骤(iv)中的铁沉淀和步骤(v)的镍沉淀。

石灰石可以被用作第一中和步骤(本发明方法的步骤(iv))中的中和剂以将pH增加至2.5至3.5左右，使石膏沉淀，与针铁矿或铁的氢氧化物一起作为中和产物，这些中和产物能够被容易地滤出。诸如碳酸镁、氧化镁、苏打灰或烧碱的其它适合的中和剂也可以根据经济情况使用。虽然铁在pH约1.5时开始从溶液中沉淀，需要2.5至3.5的较高pH以从溶液中基本上除去所有的铁。通过控制所添加的中和剂的量并因此控制溶液的pH，能够将最终的金属镍产品中铁的量控制到期望的值。

第一中和步骤中自洗脱液中沉淀大量的铁留下铁被耗尽的洗脱液，然后对所述洗脱液进行第二中和步骤。

然后能够在镍沉淀阶段(本发明方法的步骤(v))中用氧化镁和/或苏打灰和/或烧碱来进一步中和洗脱液，优选中和至pH大于7.5，使几乎所有的镍作为氢氧化镍产物沉淀。氢氧化镍含有少量铁或不含铁，优选不多于0.5％的铁。

从离子交换洗脱液中回收的氢氧化镍产物适合于根据本发明的方法处理成镍。氢氧化镍产物通常会是湿滤饼的形式。优选地，在100℃至120℃的温度下干燥氢氧化镍产物。

在方法的步骤(vi)中，煅烧氢氧化镍以将其转化成氧化镍。优选地，在约800℃至1300℃的温度、氧化条件下进行煅烧以便将氢氧化镍转化成基本不含硫的氧化镍。更优选地，煅烧温度为1050至1300℃。当在步骤(iii)中使用硫酸洗脱镍时，煅烧通常会通过氧化成二氧化硫或三氧化硫而除去任何残留的硫。

通常，煅烧步骤会在窑、带式焙烧机、竖炉、多膛炉或用于煅烧这样的产物的任何其它适当的反应器中进行。通过在反应器中或通过固体床添加空气或其它氧化气体而提供氧化条件。

在步骤(vii)中，在最优选为碳的还原剂的存在下对氧化镍进行直接熔融还原以制得熔融态的镍金属。最优选还存在适合的炉渣。在优选实施方案中，在1540℃左右的合成炉渣的存在下，用碳直接熔融煅烧的、脱硫的氧化镍。适合的炉渣可以是基于CaO-Al₂O₃的，尽管可以使用多种炉渣。氢氧化镍可能含有可评估的MgO时，在这种情况下的重要要求是炉渣的质量以及其对氧化镁的溶解度高至足够容纳煅烧氧化镍中的脉石。

在步骤(viii)中，精炼熔融态的镍以通过氧化除去任何残余的碳。这可以通过氧气喷吹或其它常规方法进行。

虽然不如伦敦金属交易所对镍的要求那么纯，但是通过本发明生产的低铁含量的金属镍产品适合于直接添加至不锈钢熔体。产品具有足够的纯度，因为大部分杂质已经通过选择性镍/铁离子交换处理被除去，并且产品在煅烧后含硫水平低。优选地，镍产品在精炼步骤后含镁量会低于0.5％，含硫量会低于0.1％并且含碳量为0.01％至0.05％。

由本方法生产的镍适合于添加至不锈钢炉中或可以用于其它应用。

附图简述

图1示出本发明方法的优选流程图。

附图详述

在优选实施方案中，当产物液体溶液来自于酸性堆浸提法时，将红土矿粉碎至优选小于25mm尺寸的尺寸并用水、硫酸或其它粘合材料凝聚以改善堆渗透性。

可以将凝聚的矿石安排在至少一堆中但是优选至少两堆，即初级堆和次级堆，以便作为对流堆浸体系进行操作。对流堆浸法的优点在于，与单堆体系相比酸消耗较低而且产物溶液中含铁量较低。

在图1所示的优选方法中，浸提溶液源于来自镍离子交换步骤(2)的补充有硫酸(3)的镍被耗尽的循环萃余液(1)，并被添加至生产中间产物液体溶液的次级堆(4)，然后在对流过程中将所述中间产物液体溶液添加至初级堆浸(5)。这产生了低酸度的富含镍和钴的产物液体溶液(PLS)(6)，其还含有铁和大量其它杂质。当次级堆中的镍被耗尽时，将其丢弃，初级堆成为次级堆，并且新的矿石堆成为初级堆。

任选地将PLS在步骤22中处理以除去溶液中存在的任何铜。然后通过离子交换(IX)法(2)处理PLS，在此大部分镍以及某些铁和钴被加载到树脂床上，并且大部分铁、钴和几乎所有的其它杂质保留在萃余液中并通过。树脂是例如具有双吡啶甲基胺官能团的DOWEX^TMM4195。pH值为2时，指示树脂选择性的吸附常数的顺序为：Ni⁺²＞Fe⁺³＞Co⁺²＞Fe⁺²＞Mn⁺²＞Mg⁺²＞Al⁺³。因此，该树脂在pH为2时能够回收镍并除去除了铁以外的其它杂质。

由于DOWEX^TM M4195对铜的亲和力比对镍和铁大得多，如果使用该方法来处理来自氧化浸提或生物浸提硫化物矿石或浸提含铜量较高的红土的产物液体，那么在将产物液体处理至离子交换步骤之前，在步骤(22)中除去铜，如果经济的话将其回收。

能够通过已知的溶剂萃取、离子交换或沉淀技术(19)来进一步处理含有钴的萃余液(7)以便提取钴并将其作为硫化钴或氢氧化钴回收。

用硫酸溶液(8)从树脂上洗脱加载的镍和铁。之前进行的关于镍处理的工作已经使用了IX体系以产生纯的镍洗脱液，或含有有价值的镍和钴的洗脱液。然而，在本方法中IX步骤的使用是用来在适合于进一步处理成低铁镍的洗脱液中产生镍和铁混合物。这减少了待中和和丢弃的铁的量，减小了下游设备的尺寸。

对IX洗脱液进行初级中和(9)至pH为2.5至3.5，使存在于溶液中的大部分铁作为针铁矿或铁的氢氧化物沉淀，并且将澄清的洗脱液与沉淀分离。中和剂优选石灰石(10)，但诸如碳酸镁、氧化镁或苏打灰或烧碱的其它适当的中和剂也可以替换使用。

在固/液分离后，对IX洗脱液进行次级中和(12)，优选用氧化镁和/或苏打灰和/或烧碱(11)进行，以便使低铁含量的氢氧化镍沉淀，过滤所述沉淀以产生湿滤饼。

在110℃下干燥湿的氢氧化镍滤饼并将其进料至诸如旋转窑的卧式炉或诸如竖炉的立式炉或其它适当的工业设备中，用于在氧化条件、1000℃至1300℃下煅烧以制得氧化镍。在400℃除去水分，并且作为二氧化硫或三氧化硫被除去的作为硫酸盐的硫含量在1100℃下两小时后几乎全部被除去。

在选择适当的熔剂之后，在至少1500℃优选约1600℃下，将氧化镍与碳和适当的炉渣(15)一起在适当的工业炉中直接熔融以制得高质量的镍产品。基于CaO-Al₂O₃的炉渣是优良的炉渣候选物，虽然能够使用多种炉渣。重要的要求是炉渣的质量以及其对MgO的溶解度高至足够容纳煅烧氧化镍中的脉石。

通过氧化、通常通过氧气喷吹(17)在精炼步骤(16)中除去镍中残留的碳。

所获得的低铁镍产品含硫量低于30ppm，这比ISO 6501规定的镍铁品味FeNi40LC和FeNi40LCLP的最高限度低10倍。含碳量低于200ppm，而该标准的最高水平是300ppm。

因此，低铁镍适合于直接添加至不锈钢炉中并代表新的镍产品。

本文所述的方法的另一优势在于，由于镍离子交换处理步骤对镍和铁的高选择性，氢氧化镍产品以及因此生产的镍中的杂质水平显著低于大部分制造商目前达到的水平，甚至低于“超纯”镍铁品味中的水平。

该新方法相对于目前的湿法冶金途径的另一优势在于，它将矿石转化成最终的镍产品的处理步骤较少，而且堆浸的资金密集性通常比其它浸提法小。

如下的表1给出了本发明方法制得的镍产品纯度与可商购的“实用(utility)”镍产品纯度的比较。“实用”镍产品可以用来通过结晶制备六水合硫酸镍，通过中和制备氢氧化镍或氧化镍，或通过电解制备阴极镍。

表1：与商业“实用”镍的纯度比较(％w/w)

Ni

Fe

C

Co

Cu

S

Si

商业“实用”镍

＞97

＜0.6

＜0.4

＜1.6

＜0.6

＜0.15

＜0.6

本发明的低铁含量的镍

＞98

＜0.4

＜0.2

＜1.0

＜0.1

＜0.05

＜0.1

实用镍：Ni/Fe＝160

Ni/(Fe以外的杂质)＝97/3.35＝29

Ni/(所有杂质)＝97/3.95＝24

实施例

实施例1：从得自连续高压浸提和常压浸提的浓浸提溶液(PLS)中的镍回收与纯化。

使用来自亚洲太平洋红土(Asia Pacific Laterite)矿床的褐铁矿和腐泥土样品分别用于加压浸提和常压浸提。将矿石研磨至P₁₀₀＜300μm。褐铁矿和腐泥土浆的固体浓度分别是37％w/w和50％w/w。将高压釜操作条件目标设定为容量0.8tpd褐铁矿，硫酸与褐铁矿矿石的比0.38以及在270℃的温度下的停留时间50分钟。在腐泥土与褐铁矿重量比0.35以及酸与腐泥土重量比0.6(包括来自高压釜排放的浆的酸)的条件下处理腐泥土。将所有的腐泥土与高压釜排放的浆和常压浸提循环的第一罐中的浓酸混合。使铁在90℃以上和大气压下以黄钾铁矾的形式沉淀。腐泥土浸提和铁沉淀的停留时间为约10小时。在回收镍和钴之前，从PLS中除去铜。用Amberlite IRC 718树脂将铜萃取在固定床离子交换柱中。然后将Amberlife IRC 718柱的萃余液进料至装填有DOWEX^TM M4195树脂的IX装置用于Ni回收与纯化。使用酸化的再生硫酸镍溶液作为剥离液以得到镍洗脱液。然后在40℃至50℃用苏打灰溶液中和洗脱液以沉淀残余的铁。

从表2明显看出，铁沉淀后最终的镍洗脱液中Ni/Fe(22500∶1)和Ni/(所有杂质)(188∶1)的浓度比分别高于表1中所示的商业“实用”镍说明中的比(160∶1和24∶1)。

表2：PLS和IX流的平均组成

最终的Ni洗脱液：Ni/Fe＝45059/2＝22500∶1

Ni/(所有杂质)＝188∶1

实施例2：从得自堆浸法的PLS中的镍回收与纯化

用硫酸对红土矿进行堆浸。在环境温度下，将PLS抽吸通过装填有具有N-(2-羟基丙基)吡啶甲基胺官能团的Dow 4196树脂的铜-IX柱以除去铜。然后将来自Dow 4196柱的萃余液进料至装填有DOWEX^TMM4195树脂的镍IX设备中。用酸化的再生镍IX洗脱液制备镍IX的剥离液。将镍IX的萃余液酸化后作为进料溶液循环至堆中。从表3明显看出，最终的镍洗脱液中镍相对于所有杂质的浓度比(63.2∶1)高于表1中所示的商业“实用”镍说明中的当量比(29)。

表3：PLS和IX流的平均组成

Ni-洗脱液：Ni/(所有杂质)＝63.2∶1

实施例3：用镍IX洗脱液进行铁沉淀和氢氧化镍生产

在60℃至80℃将高铁含量的镍IX洗脱液与化学计量的石灰石浆混合使铁沉淀。铁沉淀从pH为1.5时开始并在pH为3.5时结束。固/液分离后进一步用化学计量的氧化镁浆中和镍溶液至pH高至8.5使氢氧化镍沉淀。表4示出高铁含量的镍IX洗脱液、在pH为3.5时获得的贫铁溶液和在pH为8.5时获得的贫镍溶液的液体组成。表5显示了氢氧化镍产物的组成。

表4：铁和镍沉淀后进料溶液与贫溶液的组成

表5：氢氧化镍的组成(％)

实施例4：NHP(氢氧化镍沉淀)的煅烧

由本发明方法制得的含有大约33wt.％水分的NHP样品在110℃下干燥。干NHP的化学如以下的表6所示：

表6.在110℃下干燥的NHP的化学组成

元素	Al	Ca	Co	Cu	Fe	Ni	Mg	Mn	Na	S	Si	Zn
													浓度，wt.％	0.02	0.01	0.37	0.08	0.37	46.8	5.0	0.13	0.20	3.6	0.06	0.02

然后在1100℃、氧化条件下煅烧干NHP以除去结晶水含量和硫含量并将其转化成氧化镍。煅烧后材料的化学组成如表7所示。几乎所有的硫在气相中被除去。

表7.1100℃下煅烧后氧化镍的化学组成。

实施例5：煅烧产物的直接熔融。

将来自实施例4的氧化镍与8.5wt.％的碳混合并同熔剂一起被添加至氧化铝坩埚中。在这种情况下所选择的熔剂是40％CaO-40％Al₂O₃-20％CaF₂而且所选择的操作温度是1540℃。将样品保持在该温度下1小时然后冷却。熔融镍的含碳量是0.223wt.％并且含硫量是0.0013wt.％。

根据其过量，含碳量可以显著变化，直至饱和，所述饱和量在试验温度下为大约2.6wt.％。

实施例6：熔融镍产品的精炼

在精炼步骤中，通过氧化除去碳。这能够具体通过氧气喷吹进行。在本试验中，金属镍的还原通过含NiO的炉渣进行。所用的炉渣是32.8％CaO-32.8％Al₂O₃-16.4％CaF₂-18％NiO。

精炼的镍产品的最终化学如表8所示。

表8.精炼的实用镍的化学组成。

元素	As	Cd	Na	Sb	O，％
						浓度，ppm	＜1	0.05	26	＜0.03	0.192

最后，应当理解，可以作出各种其它的修饰和/或改变而不偏离本文描述的本发明的精神。

Claims

1.生产低铁含量的金属镍产品的方法，其中所述金属镍产品的含铁量不超过1％，所述方法包括如下步骤：

(i)提供含有至少镍和铁的酸性产物液体；

(iii)用酸性溶液从所述树脂中洗脱所述镍和铁以制得含有所述镍和铁的洗脱液；

(v)中和所述铁被耗尽的洗脱液至pH值为7至8以引起低铁含量的氢氧化镍的沉淀；

(vi)煅烧所述氢氧化镍以将其转化成氧化镍；

(vii)在还原剂的存在下将所述氧化镍直接熔融以得到熔融态的镍；以及

2.如权利要求1所述的方法，其中所述酸性产物液体通过选自以下的方法来自含镍矿体或浓缩物：红土矿的加压酸浸、常压酸浸和/或堆浸；或硫化镍矿石或浓缩物的氧化浸提或生物浸提。

3.如权利要求1所述的方法，其中所有存在的铜在步骤(i)之前从所述酸性产物液体中被除去。

4.如权利要求3所述的方法，其中对所述酸性产物液体进行离子交换步骤以除去所有存在的铜。

5.如权利要求3或4所述的方法，其中除去的铜被回收。

6.如权利要求3所述的方法，其中所述酸性产物液体是源自堆浸红土矿的浓浸提液。

7.如权利要求1所述的方法，其中步骤(ii)的所述离子交换树脂是具有双吡啶甲基胺官能团的树脂。

8.如权利要求1所述的方法，其中步骤(iii)中的所述酸性溶液是硫酸。

9.如权利要求1所述的方法，其中步骤(iv)中所述的中和所述洗脱液至pH为2.5至3.5通过添加石灰石来实现。

10.如权利要求1所述的方法，其中所述铁作为针铁矿或铁的氢氧化物被沉淀。

11.如权利要求1所述的方法，其中所述中和所述铁被耗尽的洗脱液至pH为7至8通过添加氧化镁、苏打灰或烧碱来实现。

12.如权利要求1所述的方法，其中步骤(v)中制得的所述氢氧化镍在100℃至120℃的温度下干燥。

13.如权利要求1所述的方法，其中步骤(vi)中的煅烧成氧化镍在800℃至1300℃的温度下进行。

14.如权利要求13所述的方法，其中步骤(vi)中所述的煅烧成氧化镍在1050℃至1300℃的温度下进行。

15.如权利要求1所述的方法，其中所述直接熔融步骤(vii)中的所述还原剂是碳。

16.如权利要求15所述的方法，其中所述直接熔融步骤中存在适当的炉渣。

17.如权利要求15或16所述的方法，其中步骤(vii)中的所述直接熔融在基于CaO-Al₂O₃的炉渣的存在下在1540℃的温度下发生。

18.如权利要求16所述的方法，其中步骤(vii)中所述炉渣的质量以及其对MgO的溶解度高至足够容纳所述氧化镍中的任何脉石。

19如权利要求1所述的方法，其中在所述精炼步骤(viii)期间通过氧气喷吹除去过量的碳。