CN101760618A - 改进的含镁矿石浸出方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种含镁矿石的浸出方法包括以下步骤：将含镁矿石与硫酸溶液混合进行酸浸以得到含硫酸镁的浸出液；对所述浸出液进行净化得到硫酸镁溶液；浓缩硫酸镁溶液，得到镁离子浓度达到70～85g/l的浓缩的硫酸镁溶液；将浓缩的硫酸镁溶液与氨水混合，以得到含有氢氧化镁沉淀的硫酸镁溶液；过滤含有氢氧化镁沉淀的硫酸镁溶液，分别得到氢氧化镁沉淀和滤液；和用氢氧化钙和/或氧化钙对所述滤液进行苛化，得到含有氢氧化镁沉淀和硫酸钙的浆液，并生成氨。本发明的含镁矿石浸出方法能够将含镁矿石中的金属元素进行回收。

Description

改进的含镁矿石浸出方法

技术领域

本发明涉及湿法冶炼工艺，更具体的，涉及含镁矿石的浸出方法。

背景技术

传统上的矿石冶炼是通过火法冶炼工艺进行的。近年来开发出了湿法冶炼技术。由于湿法冶炼能够有效地减少对环境的污染，并且能够适用多种不同的矿，因此正逐渐取代火法冶炼。

目前的湿法冶炼工艺多采用硫酸浸出方法，能够浸出含镁矿石中所含有的多种金属元素。如果不能对这些金属元素进行回收的话，将是极大的浪费，而且浸出液中的某些成分还可能对人体造成伤害。例如对含镁矿石进行浸出时，会产生大量含有硫酸镁的溶液，由于硫酸镁又被称作“苦水”，是能够引起人腹泻的有毒物质，因此国家禁止含有硫酸镁的废水直接排放。传统的处理方法是将含有硫酸镁的溶液进行加热蒸发，得到硫酸镁晶体。但这种处理方法的缺点是成本高，效率低，需要消耗大量的能源，并且所得到的硫酸镁晶体的纯度低。

例如，中国专利CN101104521公开了一种硫酸镁废液的处理方法，其包括：量取一定量的硫酸镁废液，在机械搅拌条件下加热浓缩结晶，结晶后干燥，煅烧，获得的初级氧化镁，产生的烟气回收，作为制硫酸用；把得到的初级氧化镁加水消化，过滤除杂，获得氢氧化镁乳浊液，把乳浊液移入反应釜中并控制压力，在搅拌条件下通二氧化碳碳化，经过滤，获得碳酸氢镁溶液，在加热和搅拌条件下进行碳酸氢镁溶液热解便得到碱式碳酸镁沉淀，最后过滤、洗涤、烘干和煅烧，获得活性氧化镁。

由于该技术采用蒸发-煅烧的工艺路线，因此，大量消耗了能源，对环境造成了再次污染，并且由于该工艺采用煅烧等方法，因此对设备的要求高，进而生产成本高。

发明内容

本发明的目的旨在至少解决现有技术中的上述问题之一。

本发明的一个目的在于提出一种能够高效回收镁的含镁矿石浸出方法。根据本发明实施例的含镁矿石的浸出方法包括以下步骤：

A)将含镁矿石与硫酸溶液混合进行酸浸以得到含硫酸镁的浸出液；

B)对所述浸出液进行净化得到硫酸镁溶液；

C)浓缩硫酸镁溶液，得到镁离子浓度达到70～85g/l的硫酸镁溶液；

D)将浓缩的硫酸镁溶液与氨水混合，以得到含有氢氧化镁沉淀和残余硫酸镁的溶液；

E)过滤含有氢氧化镁沉淀和残余硫酸镁的溶液，分别得到氢氧化镁沉淀和滤液；和

F)用氢氧化钙和/或氧化钙对所述滤液进行苛化，得到含有氢氧化镁沉淀和硫酸钙的浆液，并生成氨。

根据本发明一个实施例的含镁矿石浸出方法，能够将含镁矿石中的金属元素进行回收，另外，氢氧化镁可以用于塑料、橡胶等高分子材料的优良阻燃剂和填充剂，在环保方面作为烟道气脱硫剂，可代替烧碱和石灰作为含酸废水的中和剂；用作油品添加剂，起到防腐和脱硫作用；用于电子行业、医药、砂糖的精制；用于保温材料以及制造其它镁盐产品。因此，利用该实施例的含镁矿石浸出方法，能够降低废水处理的处理成本，而且带来一定的经济效益，同时为保护环境和发展循环经济提供了一种新技术。

根据本发明的实施例，本发明的含镁矿石浸出方法还具有以下附加技术特征：

在本发明的一个实施例中，还包括将所获得的氢氧化镁沉淀镁沉淀进行煅烧得到氧化镁。这样可以获得氧化镁终产物。在本发明进一步的一个实施例中，所述煅烧是在600℃-800℃下进行的。申请人发现在600℃-800℃下煅烧能够达到有效地煅烧，将氢氧化镁沉淀充分转化为氧化镁，提高产率。在本发明进一步的另一个实施例中，在对氢氧化镁沉淀进行煅烧之前对其进行洗涤，并将洗涤液与所述滤液混合。这样，可以提高对氢氧化镁沉淀进行煅烧获得氧化镁的纯度，同时可以将附着在氢氧化镁沉淀上的硫酸镁进行回收，提高镁的回收率。

在本发明的一个实施例中，还包括将所生成的氨用于制备与硫酸镁溶液混合所使用的氨水。这样可以将苛化所生成的氨回收并且重复利用，降低了成本，减轻了氨对环境的压力。

在本发明的一个实施例中，在硫酸镁与氨水反应生成氢氧化镁的反应体系中加入氢氧化镁晶种，这样可以改变结晶晶粒的尺寸，以满足不同规格镁产品的要求。

在本发明的一个实施例中，还包括对所述含有氢氧化镁和硫酸钙的浆液进行酸洗得到硫酸钙沉淀和硫酸镁溶液；分离硫酸钙沉淀；以及将分离出硫酸钙沉淀的硫酸镁溶液结晶制备七水硫酸镁晶体。这样可以进一步提高对硫酸镁溶液中镁的回收效率，而且获得了七水硫酸镁晶体。在本发明进一步的一个实施例中，所述酸洗为使用稀硫酸进行的，这样可以将氢氧化镁沉淀充分并且有效地转化为硫酸镁。

在本发明的一个实施例中，所述含镁的矿石为含镁的硫化镍矿或含镍残积矿，所述净化包括去除浸出液中的铁、铝、钴、镍和锰中的至少一种。由此，不但能够回收铁、铝、钴、镍和锰等有价金属成份，而且回收了矿石中的镁，既减少了污染，又循环利用了资源。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1是本发明第一实施例的含镁矿石的浸出方法的流程图；

图2是本发明第二实施例的含镁矿石的浸出方法的流程图；

图3是本发明第三实施例的含镁矿石的浸出方法的流程图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

需要说明的是，在本发明中所采用的术语“氢氧化钙和/或氧化钙”是指可以使用氧化钙(生石灰，消化后称为消石灰使用)，也可以使用氢氧化钙(熟石灰)，也可以使用二者的混合物。在实际操作中，可以用水消化生石灰(CaO)，从而得到石灰乳进行利用，主要反应为CaO+H₂O＝Ca(OH)₂。

图1示出了根据本发明一个实施例的含镁矿石的浸出方法的流程图。如图1所示，首先将含镁矿石与硫酸溶液混合进行酸浸以得到含硫酸镁的浸出液，发生的反应如下：

MgO+H₂SO₄＝MgSO₄+H₂O；

接着，对所述浸出液进行净化得到硫酸镁溶液。

本发明中所采用的硫酸浸出工艺不受到任何限制。例如，浸出可以为富氧常压浸出或富氧高压浸出。浸出过程包括细磨含镁的硫化镍矿或含镍残积矿，例如高镁镍精矿；用硫酸溶液对细磨后的高镁镍精矿进行浆化；将浆化后的精矿加入到浸出容器内，其中浸出容器内的温度控制为90℃-100℃、压力为常压，同时向浸出容器内通入氧气以便进行富氧常压浸出。在对含有硫酸镁的浸出液进行回收镁之前，对浸出液进行净化。

在本发明中，术语“净化”可以是除去(或回收)硫酸浸出液中的铁、铝、钴、镍和锰中的至少一种，但本发明并不限于去除上述成分。

例如，在本发明的一个实施例中，将富氧常压直接浸出产生的浸出液从浸出容器内排出到沉铁容器中，将浸出液的温度调节到75℃～80℃，例如78℃，并将浸出液的PH值调节到3～4，从而沉淀出铁。由于硫酸浸出工艺中的净化是本领域普通技术人员已知的，这里不再详细赘述。

之后，对硫酸镁溶液进行浓缩，得到镁离子浓度达到70～85g/l的硫酸镁溶液，浓缩的方法不受到任何限制，在本发明的一个实施例中，采用减压多效蒸发，这样能够高效地达到浓缩的目的；

接着，将浓缩后的硫酸镁溶液与氨水混合，发生以下反应：

MgSO₄+2NH₄OH＝Mg(OH)₂↓+(NH₄)₂SO₄

从而得到含有氢氧化镁沉淀的溶液。通常情况下，氨水没有消耗硫酸镁溶液中的全部硫酸镁，因此获得了含有氢氧化镁以及残余未反应硫酸镁的溶液。

进而，过滤含有氢氧化镁沉淀的硫酸镁溶液，分别得到氢氧化镁沉淀和滤液。

最后，用氢氧化钙和/或氧化钙对所述滤液进行苛化，发生以下反应：

(NH₄)₂SO₄+MgSO₄+2Ca(OH)₂＝2CaSO₄+Mg(OH)₂↓+2NH₃↑+2H₂O

得到含有氢氧化镁沉淀和硫酸钙的浆液，并生成氨，在本发明的一个实施例中，在苛化反应中所生成的氨(NH₃)可以返回到与硫酸镁溶液混合的步骤中，这样可以对氨进行回收，而且再生了氨水，降低了成本，减轻了氨对环境的压力。

通过上述方法，可以达到对含镁矿石中的镁进行有效的回收。

在本发明的一个实施例中，在硫酸镁与氨水反应生成氢氧化镁的反应体系中加入氢氧化镁晶种，这样可以改变结晶晶粒的尺寸，以满足不同规格镁产品的要求。所获得的氢氧化镁沉淀可以直接用作商品出售，获得较大的经济效益。另外，也可以对氢氧化镁沉淀进行深加工，根据图2所示，对所分离得到的氢氧化镁沉淀进行煅烧得到氧化镁。所发生的反应如下：

Mg(OH)₂＝MgO+H₂O

在本发明的一个实施例中，在600℃-800℃下对氢氧化镁沉淀进行煅烧，申请人发现在600℃-800℃下煅烧能够达到有效地煅烧，将氢氧化镁沉淀充分转化为氧化镁，提高产率。在本发明进一步的实施例中，在对氢氧化镁沉淀进行煅烧之前对其进行洗涤，并将洗涤液与所述滤液混合。这样，可以提高对氢氧化镁沉淀进行煅烧获得氧化镁的纯度，同时可以将附着在氢氧化镁沉淀上的硫酸镁进行回收，提高镁的回收率。

在苛化反应中生成了硫酸钙沉淀和氢氧化镁沉淀，通过对沉淀进行分离可以得到石膏(硫酸钙)和氢氧化镁。分离硫酸钙和氢氧化镁的方法可以是先有技术中已知的任何方法，例如，在本发明的一个实施例中可以采用在苛化反应体系中加入硫酸钙晶种，因此，在硫酸镁与氢氧化钙进行反应的时候，所形成的硫酸钙沉淀会形成在晶种上，从而硫酸钙沉淀的粒度能够进一步增大，即形成大粒度的硫酸钙沉淀，由此便于后续硫酸钙与氢氧化镁沉淀之间的分离。在本发明的另一个实施例中，通过向含有氢氧化镁和硫酸钙的浆液通入二氧化碳，可以将氢氧化镁沉淀转化为溶解度相对较大的碳酸氢镁，反应如下：

Mg(OH)₂+CaSO₄+CO₂→MgHCO₃+CaSO₄↓+H₂O

 进一步，分离硫酸钙沉淀，将分离出硫酸钙沉淀的碳酸氢镁溶液进行加热，使得碳酸氢镁分解，生成碱式碳酸镁和二氧化碳反应如下

接着，以及对所生成的碱式碳酸镁进行在900℃下进行煅烧得到氧化镁。这样，可以提高对镁回收的效率，并且获得了经济效益较好的氧化镁产品。

另外，如图3所示，在本发明的另一个实施例中，可以对含有氢氧化镁和硫酸钙的浆液进行酸洗，反应如下：

CaSO₄+Mg(OH)₂+H₂SO₄→CaSO₄↓+MgSO₄+2H₂O

这样可以达到对硫酸镁与硫酸钙的分离，在分离硫酸钙沉淀之后，得到了纯度较高的硫酸镁溶液，通过对硫酸镁溶液进行结晶，例如通过减压蒸发、控制酸溶条件、冷却结晶方法可以获得七水硫酸镁的晶体，进一步提高了镁的回收效率。

下面描述根据本发明实施例的具体示例。

示例1

表1含有硫酸镁的浸出液的成分表(g/l)，其中硫酸镁溶液是含镁矿石的硫酸浸出液经过净化之后得到的。

Mg	SO4 2-	Al	Ni	Co	Mn	Fe
							26-40	103-160	0.023	0.004	0.0016	0.0024	0.002

取表1的含有硫酸镁的浸出液，蒸发浓缩，使镁离子浓度提高到70-85g/l，并量取浓缩后的硫酸镁溶液600ml，

氨水：10-25％的氨水

加入理论量的氨水

反应温度：30℃-60℃

加入方式：氨水加入到硫酸镁溶液中

反应时间：0.5小时～2小时

过滤时间：1分钟～5分钟

氢氧化镁产率80～90％

氢氧化镁纯度≥98％

示例2：

取浓缩后的硫酸镁溶液500ml

加入1.1-2倍理论量的氨水

反应温度：30℃～60℃

加入方式：氨水加入到硫酸镁溶液中

加入氢氧化镁晶种量0.5～3倍

反应时间：0.5小时～2小时

过滤时间：0.5分钟～5分钟

氢氧化镁产率为：85～95％

氢氧化镁纯度≥99％

示例3：

取示例1过滤液及洗液～500ml

加入预先制备的石膏晶种

使用浓度5％～20％(重量百分比)石灰乳浆过量1.05。

苛化时间：1小时～2小时

苛化温度：25℃～105℃

过滤产出石膏，氢氧化镁及含氨的滤液

酸洗石膏及氢氧化镁

PH2～5.5过滤产出

产出石膏纯度≥95％

Mg≤0.5-1％

产出温度75-85℃，比重1.37-1.38硫酸镁溶溶

示例4

将示例3的温度75-85℃，比重1.37-1.38硫酸镁溶液冷却至25-35℃结晶产出七水硫酸镁，烘干后为市售七水硫酸镁，滤液返回酸溶。

示例5

将示例3产出的含氨滤液蒸氨用水吸收含氨20～25％的氨水用于沉淀氢氧化镁。

示例6

将示例1或示例2的氢氧化镁80～100℃脱水

生成无水氢氧化镁。

无水氢氧化镁煅烧为MgO。

煅烧时间1小时～3小时

煅烧温度600℃～800℃

产出MgO纯度≥99％

CaO含量≤0.1％

产品质量符合轻质MgO及活性MgO质量要求。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。

Claims (10)

1.一种含镁矿石的浸出方法，包括以下步骤：

A)将含镁矿石与硫酸溶液混合进行酸浸以得到含硫酸镁的浸出液；

B)对所述浸出液进行净化得到硫酸镁溶液；

C)浓缩硫酸镁溶液，得到镁离子浓度达到70～85g/l的硫酸镁溶液；

D)将浓缩的硫酸镁溶液与氨水混合，以得到含有氢氧化镁沉淀和残余硫酸镁的溶液；

E)过滤含有氢氧化镁沉淀和残余硫酸镁的溶液，分别得到氢氧化镁沉淀和滤液；和

F)用氢氧化钙和/或氧化钙对所述滤液进行苛化，得到含有氢氧化镁沉淀和硫酸钙的浆液，并生成氨。

2.根据权利要求1所述的从硫酸镁溶液中回收镁的方法，其特征在于，还包括：将步骤E)中所获得的氢氧化镁沉淀镁沉淀进行煅烧得到氧化镁。

3.根据权利要求2所述的从硫酸镁溶液中回收镁的方法，其特征在于，

所述煅烧是在600℃-800℃下进行的。

4.根据权利要求2所述的从硫酸镁溶液中回收镁的方法，其特征在于，在煅烧氢氧化镁沉淀之前对其进行洗涤，并将洗涤液与所述滤液混合。

5.根据权利要求1所述的从硫酸镁溶液中回收镁的方法，其特征在于，用步骤F)中生成的氨制备步骤D)中所使用的氨水。

6.根据权利要求1所述的从硫酸镁溶液中回收镁的方法，其特征在于，在步骤D)中加入氢氧化镁晶种。

7.根据权利要求1所述的从硫酸镁溶液中回收镁的方法，其特征在于，还包括：

对所述含有氢氧化镁和硫酸钙的浆液进行酸洗得到硫酸钙沉淀和硫酸镁溶液；

分离硫酸钙沉淀；以及

将分离出硫酸钙沉淀的硫酸镁溶液结晶制备七水硫酸镁晶体。

8.根据权利要求7所述的从硫酸镁溶液中回收镁的方法，其特征在于，

所述酸为稀硫酸。

9.根据权利要求1所述的含镁矿石的浸出方法，其特征在于，所述含镁的矿石为含镁的硫化镍矿或含镍残积矿。

10.根据权利要求1所述的含镁矿石的浸出方法，其特征在于，所述净化包括去除浸出液中的铁、铝、钴、镍和锰中的至少一种。

Images