CN101778958A - 常压酸浸提红土的方法 - Google Patents

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Abstract

从红土矿石中回收镍和钴的常压浸出方法，所述方法包括下述步骤：a)提供红土矿石的褐铁矿和腐泥土矿石组分；b)分别将褐铁矿和腐泥土矿石组分制成浆以产生褐铁矿浆和腐泥土矿浆；c)从腐泥土矿浆中分离任何褐铁矿类型的矿物以产生腐泥土进料浆；d)将腐泥土进料浆碾磨或湿磨；e)在初级浸提步骤中，用浓硫酸浸提褐铁矿浆；f)在基本上完成初级浸提步骤后，通过将腐泥土进料浆与浸提的褐铁矿浆合并来将该腐泥土进料浆导入次级浸提步骤中的浸提过程，并释放硫酸以辅助浸提该腐泥土进料浆，其中该腐泥土进料浆在被导入浸提过程前，基本上不合任何褐铁矿类型的矿物。

Description

常压酸浸提红土的方法
发明领域
本发明涉及常压酸浸提红土矿石以回收镍和钴产物的方法。
更具体地，本发明涉及连续且联合地酸浸提红土矿石组分以回收镍和钴，并弃去铁残留物质。本发明的方法特别适用于处理整体红土矿体，即褐铁矿和腐泥土组分都在连续的反应中，该方法通过下述步骤实现：首先用硫酸在大气压和高至沸点的温度下浸提褐铁矿石组分，然后连续地浸提腐泥土矿石组分，其中在浸提前，基本上已经从腐泥土中除去了全部褐铁矿类型的矿物。
该方法特别适用于处理红土矿体，其中褐铁矿组分具有高含铁量，并且腐泥土组分具有高针铁矿含量。
发明背景
红土(含镍)矿体主要含有三种组分：表土下的褐铁矿组分、底岩上的腐泥土组分以及褐铁矿与腐泥土之间的过渡带中的矿石。褐铁矿中的含镍矿物是软且粒径小的针铁矿和/或赤铁矿。腐泥土中的含镍矿物主要是粗硅质相，例如蛇纹石、硅镁镍矿、绿泥石、绿脱石和蒙脱石。过渡带中的矿石既含有褐铁矿又含有腐泥土。在地质学数据和采矿程序的帮助下，可能经由使用设计的截止粒径的筛分来分离褐铁矿和腐泥土。然而，在采矿实践中，难以完全地分离褐铁矿和腐泥土组分。因此，褐铁矿和腐泥土的交叉夹带在一定程度上与腐泥土和褐铁矿组分的原矿共存。
PCT/AU03/00309(H.Liu等人，QNI Technology PTY LTD)描述了常压酸浸提(AAL)方法，其处理沉积于三个矿带的全部红土矿石。在所述方法中，在高至105℃(或常压下的沸点)的温度下，将褐铁矿浆(或低含Mg组分)与浓酸混合并用浓酸浸提。在该申请的实施例中测试的褐铁矿的铁含量一般是40％至43％，并且表示为硫酸与干褐铁矿矿石的重量比的硫酸剂量是1.32至1.43。这示于11个实施例的每一个中。在形成针铁矿的0g/L至10g/L的平衡酸度下，所用的腐泥土(或高含Mg组分)表现出良好的浸提反应性和中和能力。这是由于该腐泥土没有被褐铁矿明显地污染的事实。
红土矿石组分的矿物学根据矿石来源的区域而变化。PCT/AU03/00309中的表1示出来自世界上不同地方的各种红土矿体的特征。PCT/AU03/00309的实施例中所用的矿石来自加格岛(GagIsland)，印度尼西亚。由于不同红土矿体的广泛特征，必须调整从矿体中回收镍和钴的方法以使回收率最大化。
本申请人已经发现，由于红土矿体的高铁含量，具体地是褐铁矿组分中的高铁含量和腐泥土组分中的高针铁矿和/或赤铁矿含量，常压浸提方法中的镍回收率受到损害，因为腐泥土组分的浸提反应性和中和能力较低。这被认为是由于腐泥土组分中较高的针铁矿或赤铁矿含量。
本发明意图克服或改进在大气压条件下处理高铁含量的红土时可能发生的某些问题。
本文引用的作为现有技术给出的专利文件或其它内容不应被认为是承认在任一权利要求的优先权日时，该文件或内容是已知的或者该文件或内容包含的信息是公知常识的一部分。
发明概述
本发明涉及常压酸浸提红土矿石以回收镍和钴产物的方法。具体地，本发明涉及在大气压和高至酸的沸点的温度下，连续且联合地常压酸浸提红土矿石的褐铁矿和腐泥土组分两者以回收镍和钴。红土矿石还可以包含其它矿石类型，例如蒙脱石、绿脱石和蛇纹石矿石组分，并且应当认为以在本文所述的方法中处理褐铁矿和腐泥土组分的方式一起处理这些矿石类型。
本发明特别适用于其中矿石的铁含量特别高并且该矿石包含一定量的过渡矿石的方法，其中难以通过选择性采矿或采矿后分粒来分离褐铁矿和腐泥土组分，或者矿床的性质使得采矿后分离不容易。本发明的方法还适用于处理其中褐铁矿和腐泥土源自不同的矿床的矿石。
因此，本发明涉及从红土矿石中回收镍和钴的常压浸提方法，所述方法包括下述步骤：
a)提供红土矿石的褐铁矿和腐泥土矿石组分；
b)分别将褐铁矿和腐泥土矿石组分制成浆以产生褐铁矿浆和腐泥土矿浆；
c)从腐泥土矿浆中分离任何褐铁矿类型的矿物以产生腐泥土进料浆；
d)将腐泥土进料浆碾磨或湿磨；
e)在初级浸提步骤中，用浓硫酸浸提褐铁矿浆；
f)在基本上完成初级浸提步骤后，通过将腐泥土进料浆与浸提的褐铁矿浆合并来将该腐泥土进料浆导入次级浸提步骤中的浸提过程，并释放硫酸以辅助浸提该腐泥土进料浆；
其中该腐泥土进料浆在被导入浸提过程前，基本上不含任何褐铁矿类型的矿物。
由于处理了全部矿体，分粒后的褐铁矿矿石一般由小粒径含镍矿物组成，例如针铁矿和/或赤铁矿，但是也会包含一些粗腐泥土富集的硅质组分，例如蛇纹石、硅镁镍矿、绿泥石、绿脱石和蒙脱石。类似地，腐泥土组分不但含有腐泥土组分，还含有一些褐铁矿富集的微小颗粒物质，该颗粒物质富含针铁矿和/或赤铁矿。实际上，这种方法适用于处理其中腐泥土组分可能被超过30wt％的针铁矿所污染的红土矿石。具体地，本申请人已经发现当腐泥土矿石具有较高的针铁矿含量时，该针铁矿中的镍不能被充分地提取，因为次级浸提步骤中的酸度没有强到足以破坏针铁矿结构。
在大部分红土样品中，针铁矿是主要的含镍矿物相，然而，某些红土矿体确实含有少量的含镍赤铁矿矿物。
因此，在本发明的优选实施方案中，在将腐泥土矿浆添加至次级浸提步骤前，通过湿筛法、漩流或分粒，从该腐泥土矿浆中除去褐铁矿类型的矿物，例如小粒径的铁富集的诸如针铁矿和/或赤铁矿的氧化物物质。
在初级浸提步骤前，还可以通过湿筛法、漩流或分粒，从褐铁矿浆中除去腐泥土类型的矿物，例如粗硅质组分蛇纹石、硅镁镍矿、绿泥石、绿脱石和蒙脱石。然而已经发现，正是在浸提前从腐泥土矿浆中基本上除去全部褐铁矿类型的矿物导致了总体镍和钴回收率的提高。
发明详述
本发明的方法包括首先通过选择性采矿或采矿后分粒，将红土矿石分离成其褐铁矿组分和腐泥土组分。或者，可以从不同的地方提供褐铁矿和腐泥土组分。
取决于矿石的类型，褐铁矿和腐泥土组分都含有至少某种程度的细和粗组分。这通常是由于在采矿后分粒期间褐铁矿和腐泥土组分的不完全分离。细组分一般由褐铁矿类型的矿石组分组成，例如针铁矿和/或赤铁矿。镍夹杂于针铁矿和/或赤铁矿矿物结构中。粗组分一般由腐泥土类型的矿物组分组成，例如粗硅质蛇纹石、绿脱石和蒙脱石矿物。
在一实施方案中，本发明的方法包括将红土原矿分粒成其褐铁矿和腐泥土组分。这通常通过包括选择性筛分在内的选择性采矿或采矿后分粒来实现。该方法特别适用于矿体，其中难以或不能适时地将褐铁矿和腐泥土整齐地分开，和/或一般地，褐铁矿和腐泥土组分中均含有大量的细和粗组分。该方法还适用于具有高铁含量的红土矿体，例如，其中腐泥土组分可以含有大于约30％的针铁矿和/或赤铁矿，而褐铁矿组分可以含有大于85％的针铁矿和/或赤铁矿，或大于45％的铁含量。
采矿后分粒后，将褐铁矿和腐泥土组分两者分别制成浆。通常会使用淡水或者至少基本上不含钠、碱金属或铵离子的水来制备浆，但是可以用盐水或海水来制备浆。已经发现，所得褐铁矿和腐泥土浆都会具有某种程度的细褐铁矿富集和粗腐泥土富集的组分。
在初级浸提步骤中，在第一反应器或第一系列的反应器中，用浓硫酸来浸提褐铁矿进料浆。通常在大气压和高至105℃或浸提反应剂的沸点的温度下进行该步骤。
在初级浸提步骤前，可以对褐铁矿浆进行颗粒离析以回收可能存在于浆中的腐泥土类型的矿物。这有助于降低酸消耗并改进镍的提取。
最优选地，初级浸提步骤的反应温度尽可能地高以在大气压下实现快速浸提。褐铁矿矿石中的含镍矿物是针铁矿和/或赤铁矿，并且镍分布于针铁矿或赤铁矿基质中。因此，初级浸提步骤的酸度应当足以破坏针铁矿/赤铁矿基质以释放镍。优选地，硫酸的剂量是溶解矿石中的约超过90％的镍、钴、铁、锰以及超过80％的铝和镁的化学计算量的100％至140％。取决于铁和镁的相对含量以及预期的金属提取率，初始浸提步骤中酸与褐铁矿矿石的重量比优选为1∶30至1∶65。
为了释放钴土或其它类似的Mn(III或IV)矿物中所含的钴，将诸如二氧化硫气体、偏亚硫酸氢锂或亚硫酸锂的还原剂注入褐铁矿进料浆中以优选地将氧化还原电势控制为低于1000mV(SHE)，从而提高的钴回收率，并且优选高于800mV(SHE)以将亚铁离子的形成最小化。最优选地，将初级浸提步骤的氧化还原电势控制在约835mV(SHE)。在约835mV(SHE)下，钴几乎被完全地从钴土中释放，而几乎没有三价铁离子(Fe3+)被还原成亚铁离子(Fe2+)。
一旦基本上完成初级浸提步骤，通过将腐泥土进料浆与浸提的褐铁矿浆合并将腐泥土进料浆导入次级浸提步骤中。
在次级浸提步骤前，应当对腐泥土矿浆进行颗粒离析以从粗腐泥土硅酸盐富集矿物中除去细铁富集的针铁矿和赤铁矿相。如果没有从腐泥土类型的矿石中除去任何褐铁矿类型的矿物，则铁富集的针铁矿和赤铁矿矿物相不会在次级浸提步骤中被完全地浸提，从而导致总体镍提取率差。从腐泥土类型的矿石中分离褐铁矿类型的矿物通常通过借助诸如湿筛法、漩流或分粒的各种方法的颗粒离析来实现。
优选地，在颗粒离析步骤后，进行腐泥土矿浆的碾磨或湿磨以将分离效率最大化。优选地，将腐泥土类型的矿浆研磨至粒度小于300微米。已经发现，研磨确实增强浸提的动力学，并且增加含镍矿物向浸滤剂中的释放。优选地，在次级浸提步骤前，通过碾磨或湿磨来研磨粗腐泥土组分。
取决于浆的流变学以及浸提产物溶液的期望组成，分别用于初级和次级浸提的褐铁矿和腐泥土进料浆两者中的固体浓度均优选为20％至40％固体含量。测试已经表明，褐铁矿和腐泥土浆两者中的固体浓度均最优选为约25％至30％。
理论上，在次级浸提步骤中添加的腐泥土的量应当大约相当于初级浸提步骤中残留的游离酸与从针铁矿形式的铁沉淀中释放出的酸的总和。例如，从初级浸提步骤剩余了约20g/L至30g/L的残留游离酸，而在针铁矿沉淀期间释放了210g/L至260g/L的硫酸(相当于80g/L至100g/L的Fe3+)。如果可以获得的腐泥土浆的量较大且不成比例，则能够向次级浸提步骤中添加另外的酸。
在次级浸提步骤中，优选将氧化还原电势控制为700mV至900mV(SHE)，最优选约720mV至800mV(SHE)。次级浸提步骤中的优选氧化还原电势稍低于初级浸提步骤的氧化还原电势，因为腐泥土含有亚铁离子，并且亚铁离子的释放降低了次级浸提步骤中的氧化还原电势。因此，通常不需要还原剂来控制该方法中这一阶段的氧化还原电势。次级浸提步骤中对还原剂的需求主要取决于腐泥土矿石的含量，如果，例如，钴土中有大量的钴，或者在腐泥土浸提中有诸如重铬酸盐的一些氧化剂，则可能需要一些还原剂。
通常地，0.5g/L至3.0g/L的亚铁离子(Fe2+)的形成以及这些反应条件下稳定的酸浓度表示次级浸提步骤后还原和浸提的完成。褐铁矿矿石的重量损失通常大于80％，并且镍和钴的提取率大于90％。
次级浸提步骤包括同时发生的腐泥土矿石的浸提和铁沉淀，优选作为针铁矿、黄钾铁矾或其它含较少硫酸盐的形式的氧化铁、水铁矿或氢氧化铁沉淀。
通常在与初级浸提步骤的反应器不同的反应器或系列反应器中进行次级浸提步骤。完成初级浸提步骤后，将腐泥土进料浆(其可以被任选地预热)和浸提的褐铁矿浆添加至次级浸提步骤的反应器中。在最高的可能温度下进行反应，优选高至105℃或大气压下浸提反应剂的沸点。最优选地，该反应温度尽可能地高以实现快速浸提和铁沉淀动力学。
本发明还涉及浸提阶段后镍和钴的回收。能够通过许多方法准备将在次级浸提步骤后仍然可能含有一定比例的铁离子形式的矿石铁含量的浸提溶液用于镍的回收，所述方法包括如下所述的这些。
首先，能够通过向浸提浆中添加诸如Na+、K+、NH4 +的黄钾铁矾形成离子和黄钾铁矾晶种材料，使在次级浸提阶段的末尾留在溶液中的过量的铁离子以黄钾铁矾的形式沉淀。可以以硫酸钠、硫酸钾或硫酸铵的形式来添加黄钾铁矾形成离子，或者黄钾铁矾形成离子可以存在于浆制备或浸提处理期间曾经使用的海水或盐水中。在这种情况下，在黄钾铁矾沉淀期间释放的另外的酸能够用于浸提另外的腐泥土矿石。
或者，可以采取利用石灰石浆中和以迫使铁以针铁矿形式沉淀的基本完成。如在环境温度下测量的那样，中和的终点是pH为1.5至3.0。
在另外的选择中，如下述反应所示的，能够用诸如二氧化硫的还原剂将过量的三价铁离子还原成亚铁状态：
Fe2(SO4)3+SO2+2H2O＝2FeSO4+2H2SO4    (1)
反应(1)还产生能够用于浸提另外的腐泥土进料浆的另外的硫酸。能够通过例如使用硫化氢或其它硫化物来源的硫化物沉淀，从所得的溶液中回收镍和钴。亚铁离子不会干扰这个过程，并且不会污染硫化物沉淀物。或者，能够使用混合的氢氧化物沉淀、离子交换或液体-液体溶剂萃取将镍和钴与浸提溶液中的亚铁离子和其它杂质分离。对本领域技术人员显而易见的是，可以采用其它的可选方法来完成溶液中铁与镍和钴的分离。
优选地，使铁作为针铁矿或其它含较少硫酸盐的形式的氧化铁或氢氧化铁的形式沉淀，其含有很少或不含硫酸盐部分。这通常通过使用淡水或者至少低钠、碱金属和铵离子含量的水来实现。沉淀针铁矿时的一般反应示于下述的反应(2)中：
(Fe，Ni，)O.OH+(Mg，Ni)3Si2O5(OH)4+H2SO4FeO.OH+NiSO4+MgSO4+SiO2+H2O    (2)
该一般反应是初级褐铁矿浸提步骤和次级腐泥土浸提步骤的组合。
类似地，使铁以黄钾铁矾形式沉淀的一般反应示于下述的反应(3)中：
(Fe，Ni)O.OH+(Mg，Ni)3Si2O5(OH)4+H2SO4NaFe3(SO4)2(OH)6+NiSO4+MgSO4+SiO2+H2O   (3)
从反应混合物中除去黄钾铁矾形式的铁时，每摩尔沉淀的铁产生1摩尔的酸。然而，当使铁以针铁矿形式沉淀时，每摩尔沉淀的铁产生1.5摩尔的酸。然而，使用海水或盐水溶液时，铁通常会以黄钾铁矾的形式沉淀。
在次级浸提步骤中，最优选使铁以针铁矿即FeO(OH)的形式沉淀，这获得了比如果使铁以例如黄钾铁矾形式沉淀时更高水平的可以用于次级浸提步骤的酸。本发明方法的特别特征在于由于在次级浸提步骤的铁沉淀期间释放硫酸，通常不需要在该步骤中添加另外的硫酸。
附图简述
图1示出本发明所述方法的流程图。
附图详述
图1示出本发明方法的优选实施方案的流程图。应当记住，该流程图的描述旨在描述本发明的优选实施方案，不应认为本发明的范围受该描述限制。
将原矿腐泥土矿石(3)粉碎(7)。使用淡水、海水或盐水将原矿褐铁矿矿石(1)和粉碎的腐泥土(7)制成浆(9)和(11)以形成褐铁矿(13)和腐泥土(15)浆。
褐铁矿和腐泥土浆各自既包含细组分又包含粗组分。细组分主要由褐铁矿石组成，其中镍包含于针铁矿和/或赤铁矿中。粗组分主要由腐泥土矿石组成，该腐泥土矿石主要由包括蛇纹石、硅镁镍矿、绿泥石、绿脱石和蒙脱石矿物在内的硅酸盐矿物组成。通过湿筛法、漩流或分粒，从褐铁矿和腐泥土浆(分别是17和19)两者中分离粗和细组分以产生基本上不含腐泥土类型的矿物的细褐铁矿浆和基本上不含褐铁矿类型的矿物的粗腐泥土浆。
在另一实施方案中，通过湿筛法、漩流或分粒，对腐泥土浆进行颗粒离析，以分离出褐铁矿类型的矿物，然后将其与褐铁矿浆合并。可以不对褐铁矿浆自身进行颗粒离析步骤以从褐铁矿浆中分离腐泥土类型的矿物。
将来自腐泥土浆的细褐铁矿类型的矿物与褐铁矿浆或可能曾分离自褐铁矿浆的褐铁矿类型的矿物合并，稠化(23)，并且底流形成了褐铁矿(初级浸提)进料浆(25)。可以将溢流(26)再循环至制浆步骤(9)、分离步骤(17)或制浆步骤(9)和分离步骤(17)两者。
将粗腐泥土组分合并，并且湿磨(27)和稠化(29)，并且底流形成了腐泥土(次级浸提)进料浆(31)。可以将溢流(28)再循环至一个或多个制浆步骤(11)、分离步骤(19)或湿磨步骤(20)。
在初级浸提步骤(35)中，用浓硫酸(33)和二氧化硫气体(34)来浸提褐铁矿进料浆(25)。将二氧化硫气体用作还原剂以将初级浸提步骤的氧化还原电势保持在800mV(SHE)至1000mV(SHE)的期望范围内。
当初级浸提步骤接近完成或完成时，在次级浸提步骤(37)中，将腐泥土进料浆(31)与浸提的褐铁矿浆合并。可以在该次级浸提阶段中添加诸如硫酸钠、硫酸钾和硫酸铵的单价阳离子的来源以辅助黄钾铁矾沉淀(36)。一般使铁以针铁矿、黄钾铁矾或赤铁矿的形式沉淀(39)。
将所得的浸提溶液用石灰石(41)中和，从而回收镍和钴。优选但不是必须地，可以将该石灰石浆加热以提高中和的反应性。
实施例
实施例1
在该实施例中使用了源自印度尼西亚的红土矿石样品(“印度尼西亚”样品)。该印度尼西亚样品的褐铁矿组分的铁含量是49％。矿物学特征表明褐铁矿组分和腐泥土组分中的针铁矿含量分别是92％和35％。发现该腐泥土样品的浸提反应性和中和能力比PCT/AU03/00309的实施例中所用的来自加格岛的红土样品(“加格岛”样品)低。
对印度尼西亚样品矿石进行常压酸浸提顺从性试验。结果表明印度尼西亚样品的褐铁矿组分的镍回收率符合预期，而腐泥土组分的Ni回收率低。印度尼西亚样品的腐泥土组分中的高针铁矿含量(35％)导致了低反应性，该针铁矿在次级浸提步骤中是不反应的。因此，包埋于针铁矿中的镍不能被充分地提取。3小时的褐铁矿浸提后，从褐铁矿组分中提取了约98.7％的镍。然而，11小时的腐泥土浸提后，只从腐泥土组分中回收了54.2％的镍。镍的总提取率是68％。
表1：加格岛和印度尼西亚红土样品的平均化学组成(％wt)
Figure GPA00001021021900101
表2：加格岛和印度尼西亚红土样品的矿物成分＊(％wt)
Figure GPA00001021021900102
*：用XRD测定
**：包括蛇纹石、顽辉石和镁橄榄石
处理红土矿石样品的改进的常压酸浸提(AAL)方法
起始原料的控制的酸剂量和固体浓度
由于印度尼西亚样品的褐铁矿组分中的高铁含量，发现PCT/AU03/00309的实施例中所用的硫酸剂量不足以破坏针铁矿的晶格以释放包埋的镍。将褐铁矿浸提的酸剂量，即酸/褐铁矿的重量比从1.35-1.40增加至1.60。表3示出总镍提取率以及褐铁矿和腐泥土组分的镍提取率的改进。
表3：使用各种酸剂量的镍提取率
  测试ID   酸/褐铁矿t/t   总Ni提取率％   褐铁矿提取率％   腐泥土提取率％
  1-1   1.30   56.0   90.0   38.0
  1-2   1.44   58.0   91.0   41.0
  2-1   1.55   67.5   98.0   52.3
  2-2   1.60   68.5   98.7   54.5
注意：在测试1-1和1-2中使用了30％的褐铁矿和腐泥土浆
在测试2-1和2-2中使用了24％的褐铁矿和腐泥土浆
尽管增加起始原料的固体浓度能够减小反应器的大小并增加PLS的镍和钴浓度，但是过度浓缩的进料浆也能够引起浸提溶液中铁离子的饱和。一旦溶液中的Fe浓度达到其饱和水平，该溶液将不能溶解更多的针铁矿。印度尼西亚样品矿石的常压酸浸提结果表明，3小时的褐铁矿浸提后，过饱和的Fe是～150g/L(当输入的浆的固体浓度为30％时)。表3表明，将起始原料的固体浓度从30％降至24％促进了矿石浸提过程，因而提高了镍提取率。
实施例2：
通过湿筛法进行印度尼西亚红土矿石的矿石处理以分别处理褐铁矿和腐泥土组分。筛孔大小是355微米。将筛下的组分合并为供给AAL的褐铁矿石，将未筛下的组分合并为供给AAL的腐泥土矿石。表4示出在355微米的分离粒度下，基于镍、铁、镁和硅含量的褐铁矿和腐泥土矿石的升级的结果。
表4：升级的褐铁矿和腐泥土组成(％)
湿筛孔大小：355微米
Figure GPA00001021021900111
实施例3：
通过颗粒离析，对印度尼西亚红土矿石进行矿石处理以不同地处理腐泥土组分。表5至表7分别示出在100微米、63微米和45微米的分离粒度下，基于镍、铁、镁和硅含量的所得腐泥土矿石的升级结果。
表5：升级的腐泥土组成(％)
分离粒度：100微米
Figure GPA00001021021900121
表6：升级的腐泥土组成(％)
分离粒度：63微米
Figure GPA00001021021900122
表7：升级的腐泥土组成(％)
分离粒度：45微米
Figure GPA00001021021900123
实施例4：
对菲律宾红土矿石进行矿石处理以处理褐铁矿和腐泥土组分。处理后的褐铁矿组分的平均组成是1.17％的Ni、42.3％的Fe、1.26％的Mg、5.5％的Al和3.47％的Si。在45微米的分离粒度下，通过湿筛法处理腐泥土组分。表8示出基于镍、铁、镁和硅含量，在腐泥土(超过大小)组分上获得的升级的结果。
表8：升级的腐泥土组成(％)
分离粒度：45微米
Figure GPA00001021021900124
对菲律宾红土矿石进行常压酸浸提顺从性试验，将该矿石在自来水(可饮用的)中制成浆并稠化以获得25％至28％w/w的固体含量。表8所示的结果表明自褐铁矿组分的镍回收率符合预期，而没有进行颗粒离析的腐泥土组分的镍提取率不高。腐泥土组分中的高针铁矿含量导致了低反应性，该针铁矿在次级浸提步骤中是不反应的。进行颗粒离析以除去细(-45微米)褐铁矿组分后，腐泥土(超过大小)的镍提取率和总镍提取率都明显提高。表9示出了除去褐铁矿细组分后，通过浸提获得的终产物溶液的铁浓度的降低。
表9：在自来水中制成浆的菲律宾红土矿石的镍提取率
  测试ID   腐泥土矿石   酸/褐铁矿t/t   总Ni提取率％   褐铁矿Ni提取率％   腐泥土Ni提取率％
  3-1   散装   1.46   73.4   94.9   54.1
  3-2   超过大小   1.38   84.1   97.1   64.6
表10：从菲律宾红土矿石的常压浸提获得的产物溶液的平均组成(g/L)
  测试ID   腐泥土矿石   酸/褐铁矿t/t   Fe(全部)g/L   F3+g/L   pH
  3-1   散装   1.46   39   34   1.2
  3-2   超过大小   1.38   24   20   1.5
本文所述的本发明的描述旨在描述表征本发明的特征。对这些特征做出的不偏离本文所述的本发明的精神或范围的修改也被包括在本发明的范围内。

Claims (21)

1.从红土矿石中回收镍和钴的常压浸提方法，所述方法包括下述步骤：
a)提供红土矿石的褐铁矿和腐泥土矿石组分；
b)分别将所述褐铁矿和腐泥土矿石组分制成浆以产生褐铁矿浆和腐泥土矿浆；
c)从所述腐泥土矿浆中分离任何褐铁矿类型的矿物以产生腐泥土进料浆；
d)将所述腐泥土进料浆碾磨或湿磨；
e)在初级浸提步骤中，用浓硫酸浸提所述褐铁矿浆；
f)在基本上完成所述初级浸提步骤后，通过将所述腐泥土进料浆与浸提的褐铁矿浆合并来将所述腐泥土进料浆导入次级浸提步骤中的浸提过程，并释放硫酸以辅助浸提所述腐泥土进料浆，
其中所述腐泥土进料浆在被导入所述浸提过程前，基本上不含任何褐铁矿类型的矿物。
2.如权利要求1所述的方法，其中通过湿筛法、漩流或分粒来从所述腐泥土矿浆中分离所述褐铁矿类型的矿物。
3.如权利要求1所述的方法，其中在所述初级浸提步骤前，从所述褐铁矿浆中分离任何粗腐泥土类型的矿物。
4.如权利要求3所述的方法，其中通过湿筛法、漩流或分粒，从所述褐铁矿浆中分离所述腐泥土类型的矿物。
5.如权利要求1所述的方法，其中将所述腐泥土进料浆中的所述腐泥土组分研磨至粒径小于300微米。
6.如权利要求1所述的方法，其中在所述次级浸提步骤中添加所述腐泥土进料浆后，使铁作为针铁矿、水铁矿、黄钾铁矾或其它含较少硫酸盐的形式的氧化铁、水铁矿或氢氧化铁沉淀。
7.如权利要求1所述的方法，其中所述褐铁矿类型的矿物主要由含镍的铁富集的氧化物物质、针铁矿和/或赤铁矿组成。
8.如权利要求1所述的方法，其中所述褐铁矿和腐泥土进料浆中的固体浓度大约是20％-40％固体含量。
9.如权利要求1所述的方法，其中所述腐泥土类型的矿物主要由粗硅质组分蛇纹石、硅镁镍矿、绿泥石、绿脱石和蒙脱石组成。
10.如权利要求1所述的方法，其中所述初级浸提步骤中的酸与褐铁矿的重量比为1∶30至1∶65。
11.如权利要求1所述的方法，其中在大气压和高至105℃或浸提反应剂的沸点的温度下，在第一反应器或第一系列的反应器中进行所述初级浸提步骤。
12.如权利要求1所述的方法，其中在所述初级浸提步骤中添加的硫酸是溶解所述矿石中的约超过90％的镍、钴、铁、锰以及超过80％的铝和镁所需的化学计算量的100％至140％。
13.如权利要求1所述的方法，其中在大气压和高至105℃或浸提反应剂的沸点的温度下，在与所述初级浸提步骤的反应器不同的一个或多个反应器中进行所述次级浸提步骤。
14.如权利要求1所述的方法，其中在添加所述腐泥土进料浆后，向所述次级浸提中添加硫酸以补充释放的硫酸。
15.如权利要求1所述的方法，其中将所述初级浸提步骤中的氧化还原电势控制为低于1000mV(SHE)以改进钴回收。
16.如权利要求1所述的方法，其中将所述初级浸提步骤中的氧化还原电势控制为高于800mV(SHE)以将亚铁离子的形成最小化。
17.如权利要求1所述的方法，其中将所述次级浸提步骤中的氧化还原电势保持在700mV至900mV(SHE)。
18.如权利要求15、16或17所述的方法，其中通过向所述浆中注入二氧化硫气体、偏亚硫酸氢锂或亚硫酸锂来控制所述氧化还原电势。
19.如权利要求1所述的方法，其中向所述次级浸提步骤中添加单价阳离子以使铁以黄钾铁矾的形式沉淀。
20.如权利要求19所述的方法，其中所述单价阳离子选自钠、钾或铵。
21.如权利要求1所述的方法，其基本上参照附图或任一实施例如前文所述。
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