CN102433433B

CN102433433B - 从难选钼镍矿提取制备钼镍产品的全湿法处理工艺

Info

Publication number: CN102433433B
Application number: CN2011104492891A
Authority: CN
Inventors: 杨大锦; 吴文东; 李怀仁; 刘俊场; 付维琴; 廖元双; 彭秋燕
Original assignee: Zunyi Xindu Mining Co Ltd; Kunming Metallurgical Research Institute
Current assignee: Zunyi Xindu Mining Co Ltd; Kunming Metallurgical Research Institute
Priority date: 2011-12-29
Filing date: 2011-12-29
Publication date: 2013-06-19
Anticipated expiration: 2031-12-29
Also published as: CN102433433A

Abstract

从难选钼镍矿提取制备钼镍产品的全湿法处理工艺，采用两段氧压酸浸处理钼镍矿能有效抑制铁离子的浸出，产出低酸、低铁离子浓度的Ⅰ段浸出液，溶液中铁离子浓度低于1g/L、硫酸浓度低于1g/L，Ⅰ段浸出液不需中和除铁就能直接使用离子交换树脂进行钼离子交换，有效地降低了溶液后续处理成本，避免了除铁过程中因渣量过大带走钼镍金属的损失，Ⅱ段浸出渣经洗涤后进入碱浸钼回收系统将其中的钼浸出并加以回收得到钼产品；利用现有碱浸技术将其中的钼浸出并加以回收，产出钼产品、铜镍产品，镍的浸出率能达到99.5%以上。本发明钼镍综合回收率高、浸出液终酸和铁含量低、溶液处理成本低、水循环使用率高、环境友好、易于工业生产。

Description

从难选钼镍矿提取制备钼镍产品的全湿法处理工艺

技术领域：

本发明属于有色金属冶炼领域，具体涉及一种从难选钼镍矿提取制备钼镍产品的全湿法处理工艺。

背景技术：

钼、镍及其化合物广泛应用于国民经济各个领域，特别是钼对钼铁工业具有十分重要的作用。但其在地壳中的含量却十分有限，钼约为3×10^-4％，镍约为0.02％。在我国，从矿山开采出来的钼、镍矿石大多品位低、结合形态复杂，由于常规的选矿、分离技术不过关，资源利用率较低。另外，从工业废弃物中处理回收钼、镍发展滞后，造成资源浪费严重。

在可持续发展战略方针的指引下，湿法冶金技术发展迅速，在金属及其化合物的制备、分离和提纯，矿产资源的综合利用，有价金属的回收和再生以及防止环境污染等方面，发挥了重要作用。特别是针对低品位复杂矿石，可以采用多种湿法冶金方法直接提取，其生产成本大大低于传统的火法提取工艺。

目前，镍钼矿冶炼工艺的基本流程均是通过焙烧脱硫-酸/碱浸出-溶剂萃取/离子交换工艺制取钼酸盐，也有采用湿法处理工艺如加压氧化。

采用焙烧脱硫-酸/碱浸出工艺时，产生的SO₂气体会给环境造成污染；加压氧化工艺则由于浸出终酸高、浸出液含铁高，导致浸出液除铁时渣量大，金属损失大。

为了最大程度综合利用钼镍矿中的钼和镍，减少环境污染，须采用全湿法冶金工艺和优化现有的湿法冶金工艺。

发明内容：

因此，本发明旨在提供一种钼镍综合回收率高、浸出液终酸和铁含量低、溶液处理成本低、水循环使用率高、环境友好、易于工业生产的全湿法处理工艺，以解决火法回收及当前湿法冶金方法中对环境污染大、回收率低、溶液处理成本高、钼镍金属损失大等缺点。

为实现以上目标，本发明主要包括以下几个步骤实现：

(1)将磨细至80～320目的钼镍矿与Ⅱ段浸出液或硫酸溶液加入Ⅰ段加压反应釜进行氧压酸浸反应，反应结束后减压蒸发和液固分离得到Ⅰ段浸出液和Ⅰ段浸出渣；

(2)将上述Ⅰ段浸出渣与硫酸溶液和浓度不低于20％的氧气加入Ⅱ段加压反应釜进行氧压酸浸反应，反应结束后经减压蒸发和液固分离得到Ⅱ段浸出液和Ⅱ段浸出渣；

Ⅱ段浸出液返回Ⅰ段氧压酸浸工序，Ⅱ段浸出渣经三段逆流洗涤和液固分离后得洗涤液和洗涤渣，洗涤液返回Ⅱ段氧压酸浸工序；

(3)上述Ⅰ段浸出液进入钼镍回收系统采用现有技术回收钼产品和镍产品，而洗涤渣进入碱浸钼回收系统采用现有技术将其中的钼浸出并加以回收。

所述的难选钼镍矿成分为：Mo 0.5～11wt％，Ni 1～12wt％，S 0.5～30％，Fe 1～20％。

所述的Ⅰ段和Ⅱ段氧压酸浸条件：硫酸溶液浓度为0～15％wt，液固比为2～6∶1，反应釜内温度为100～200℃，反应时间为0.5～6h，气氛为浓度不低于20％的氧气，反应釜内压力为0.4～1.6MPa。

控制Ⅰ段浸出液中铁离子浓度低于1g/L、硫酸浓度低于1g/L，以获得钼镍回收系统能直接进行钼离子交换的含钼镍溶液。

所述的钼镍回收系统采用钼离子交换-解吸-蒸发结晶等现有冶炼技术回收钼产品；采用沉淀剂沉铜镍产出铜镍产品。

所述的碱浸回收钼系统主要通过如下步骤处理洗涤渣：

钼的碱性浸出以及碱浸液采用现有的净化-离子交换-解吸-蒸发结晶等流程步骤回收得到钼产品；碱浸渣经洗涤后堆存。

所述Ⅰ段和Ⅱ段氧压酸浸采用的加压反应釜为衬钛反应釜，加热方式采用电加热或蒸汽加热。

在本发明中，钼镍矿氧压酸浸过程中发生如下主要反应式(1)～(6)：

MoS₂+6O₂+2H⁺＝H₂MoO₄+2SO₄ ^2- (1)

NiS+2O₂+2H⁺＝Ni²⁺+H₂SO₄ (2)

主要Ni、Mo硫化矿氧化浸出的同时，矿石中的黄铁矿等也被氧化浸出：

FeS+H₂SO₄+0.5O₂＝FeSO₄+S⁰+H₂O (3)

FeS₂+H₂SO₄+0.5O₂＝FeSO₄+2S⁰+H₂O (4)

CuFeS₂+2H₂SO₄+O₂＝CuSO₄+FeSO₄+2S⁰+2H₂O (5)

黄铁矿的氧化浸出导致浸出液中铁含量高，浸出液铁含量高导致Ni等金属与铁的分离困难，因此希望浸出的铁进一步氧化并形成难溶的赤铁矿或针铁矿使铁得以除去，降低溶液中的铁含量，FeSO₄进一步被氧化生成Fe₂O₃：

2FeSO₄+2H₂O+0.5O₂＝Fe₂O₃↓+2H₂SO₄ (6)

为了满足镍钼溶液的后续除铁、净化的需要，希望浸出液的Fe离子浓度、终酸低，有利于后续工艺单元的处理中降低成本。因此，镍钼矿的氧压酸浸就分为两步完成，在第一步中，氧压酸浸获得低硫酸浓度和低铁离子的浸出液，尽可能满足除铁与净化的要求，这一步恰好是利用了式(6)的原理将溶液中的铁离子大量脱除；第二步，获得高酸、高铁、低含硫、低含镍浸出渣，实现资源的最大化利用，由此形成两段氧压酸浸的工艺。

本发明的优点或所产生的积极效果：

(1)采用两段氧压酸浸处理钼镍矿能有效抑制铁离子的浸出，产出低酸、低铁离子浓度的Ⅰ段浸出液，溶液中铁离子浓度低于1g/L、硫酸浓度低于1g/L，Ⅰ段浸出液不需中和除铁就能直接使用离子交换树脂进行钼离子交换，有效地降低了溶液后续处理成本，避免了除铁过程中因渣量过大带走钼镍金属的损失，从而提高了企业的效益。Ⅱ段浸出渣经洗涤后进入碱浸钼回收系统将其中的钼浸出并加以回收得到钼产品。

(2)通过两段氧压酸浸-钼镍回收-碱浸回收钼全湿法工艺流程处理，镍几乎全部在氧压酸浸过程中浸出，而大部分钼保留在酸浸渣中，随后采用现有钼镍综合回收技术，如利用现有碱浸技术将其中的钼浸出并加以回收，产出钼产品、铜镍产品，镍的浸出率能达到99.5％以上。

(3)相比火法处理或现有湿法处理工艺，本生产工艺更环保，系统的水资源也容易回用，水循环利用率达到90％左右，节约了水资源的使用，减少了废水的排放，为环境保护带来了积极作用。

附图说明：

图1为本发明的工艺流程图。

具体实施例：

为了更详细地解释本发明工艺，列举以下具体实施例进行说明，但其并不是对本发明所保护范围的任何限制。

实施例1

本实施例的钼镍矿成分为：Mo 6.13％、Ni 2.69％、S 14.46％，Fe 9.3％，首先将钼镍矿磨细至200目以下，与浓度为1％wt的硫酸溶液按液固比为3∶1进行混合调浆后加入Ⅰ段加压反应釜进行氧压酸浸反应，反应温度为140℃，反应时间为1.5h，气氛为工业用纯氧，压力为1.0MPa。反应结束后经减压蒸发和固液分离得到Ⅰ段浸出液和Ⅰ段浸出渣。Ⅰ段浸出液成分为Mo 3.35g/L、Ni 8.96g/L、Fe 0.95g/L、H₂SO₄0.65g/L，Ⅰ段浸出渣成分为Mo5.28％、Ni 0.51％。

将上述Ⅰ段浸出渣与浓度为3％wt的硫酸溶液按液固比为3∶1进行混合调浆后加入Ⅱ段加压反应釜进行氧压酸浸反应，反应温度为150℃，反应时间为2h，气氛为工业用纯氧，压力为1.0MPa。反应结束后经减压蒸发和液固分离得到Ⅱ段浸出液和Ⅱ段浸出渣。Ⅱ段浸出液成分为Mo 6.85g/L、Ni 3.33g/L、Fe 7.76g/L、H₂SO₄ 32.13g/L，Ⅱ段浸出渣成分为Mo4.72％、Ni 0.018％。两段钼浸出率之和为46.40％、两段镍浸出率之和为99.58％。Ⅱ段浸出液返回Ⅰ段氧压酸浸进行调酸，Ⅱ段浸出渣经三段逆流洗涤、液固分离后得洗涤液和洗涤渣，洗涤液返回Ⅱ段氧压酸浸工序。

Ⅰ段浸出液进入钼镍回收系统，包括：钼离子交换-解吸-蒸发结晶等流程产出钼产品、沉淀剂沉铜镍产出铜镍产品等步骤。洗涤渣可使用现有碱浸技术将其中的钼浸出，浸出后的碱浸液采用现今已有的净化-离子交换-解吸-蒸发结晶等流程得到钼产品。碱浸渣经洗涤后堆存。

实施例2

本实施例的钼镍矿成分为：Mo 5.38％、Ni 4.17％、S 20.22％，Fe 8.75％，首先将钼镍矿磨细至260目以下与实施例1的Ⅱ段浸出液按液固比为3∶1混合调浆后加入Ⅰ段加压反应釜进行氧压酸浸反应，反应温度为160℃，反应时间为1h，气氛为浓度90％的氧气，压力为0.8MPa。反应结束后减压蒸发和固液分离得到Ⅰ段浸出液和Ⅰ段浸出渣。Ⅰ段浸出液成分为Mo 7.58g/L、Ni13.53g/L、Fe 0.87g/L、H₂SO₄0.57g/L，Ⅰ段浸出渣成分为Mo 4.59％、Ni 0.26％。

将上述Ⅰ段浸出渣与浓度为1％wt的硫酸溶液按液固比为4∶1混合调浆后加入Ⅱ段加压反应釜，进行氧压酸浸反应，反应温度为150℃，反应时间为2h，气氛为工业用纯氧，压力为1.0MPa。反应结束后经减压蒸发和液固分离得到Ⅱ段浸出液和Ⅱ段浸出渣。Ⅱ段浸出液成分为Mo 5.75g/L、Ni1.75g/L、Fe 6.35g/L、H₂SO₄19.21g/L，Ⅱ段浸出渣成分为Mo4.33％、Ni 0.021％。两段钼浸出率之和为43.35％、两段镍浸出率之和为99.61％。Ⅱ段浸出液返回Ⅰ段氧压酸浸进行调酸，Ⅱ段浸出渣经三段逆流洗涤、液固分离后得洗涤液和洗涤渣，洗涤液返回Ⅱ段氧压酸浸工序。

实施例3

本实施例的钼镍矿成分为：Mo 10.18％、Ni 11.02％、S 13.65％，Fe 7.23％，首先将钼镍矿磨细至320目以下与实施例2的Ⅱ段浸出液按液固比为5∶1混合调浆后加入Ⅰ段加压反应釜进行氧压酸浸反应，反应温度为160℃，反应时间为2h，气氛为工业用纯氧，压力为1.0MPa。反应结束后减压蒸发和固液分离得到Ⅰ段浸出液和Ⅰ段浸出渣。Ⅰ段浸出液成分为Mo 4.72g/L、Ni 25.03g/L、Fe 0.53g/L、H₂SO₄ 0.86g/L，Ⅰ段浸出渣成分为Mo 8.74％、Ni 0.96％。

将上述Ⅰ段浸出渣与浓度为1％wt的硫酸溶液按液固比为2∶1混合调浆后加入Ⅱ段加压反应釜进行氧压酸浸反应，反应温度为160℃，反应时间为2h，气氛为浓度75％氧气，压力为0.7MPa。反应结束后经减压蒸发和液固分离得到Ⅱ段浸出液和Ⅱ段浸出渣。Ⅱ段浸出液成分为Mo 7.85g/L、Ni 3.97g/L、Fe 7.44g/L、H₂SO₄ 21.56g/L，Ⅱ段浸出渣成分为Mo 8.56％、Ni 0.011％。两段钼浸出率之和为40.35％、两段镍浸出率之和为99.82％。Ⅱ段浸出液返回Ⅰ段氧压酸浸进行调酸，Ⅱ段浸出渣经三段逆流洗涤、液固分离后得洗涤液和洗涤渣，洗涤液返回Ⅱ段氧压酸浸工序。

Claims

1.从难选钼镍矿提取制备钼镍产品的全湿法处理工艺，其特征在于步骤如下：

(1)、将磨细至80~320目的钼镍矿与Ⅱ段浸出液或硫酸溶液加入Ⅰ段加压反应釜进行氧压酸浸反应，反应结束后减压蒸发和液固分离得到Ⅰ段浸出液和Ⅰ段浸出渣；

(2)、将上述Ⅰ段浸出渣与硫酸溶液和浓度不低于20%的氧气加入Ⅱ段加压反应釜进行氧压酸浸反应，反应结束后经减压蒸发和液固分离得到Ⅱ段浸出液和Ⅱ段浸出渣；

所述的Ⅰ段和Ⅱ段氧压酸浸条件：硫酸溶液浓度为1~15%wt，液固比为2~6:1，加压反应釜内温度为100~200℃，反应时间为0.5~6h，气氛为浓度不低于20%的氧气，加压反应釜内压力为0.4~1.6Mpa；

(3)、上述Ⅰ段浸出液进入钼镍回收系统采用现有技术回收钼产品和镍产品，而洗涤渣进入碱浸钼回收系统采用现有技术将其中的钼浸出并加以回收。

2.根据权利要求1所述的全湿法处理工艺，其特征在于所述的难选钼镍矿成分含有：Mo 0.5~11wt%，Ni 1~12wt%，S 0.5~30%，Fe 1~20%。

3.根据权利要求1所述的全湿法处理工艺，其特征在于控制Ⅰ段浸出液中铁离子浓度低于1g/L、硫酸浓度低于1 g/L，以获得钼镍回收系统能直接进行钼离子交换的含钼镍溶液。

4.根据权利要求1所述的全湿法处理工艺，其特征在于所述的钼镍回收系统采用钼离子交换-解吸-蒸发结晶现有冶炼技术回收钼产品；采用沉淀剂沉铜镍产出铜镍产品。

5.根据权利要求1所述的全湿法处理工艺，其特征在于所述的碱浸回收钼系统主要通过如下步骤处理洗涤渣：

钼的碱性浸出以及碱浸液采用现有的净化－离子交换－解吸－蒸发结晶流程步骤回收得到钼产品；碱浸渣经洗涤后堆存。

6.根据权利要求1所述的全湿法处理工艺，其特征在于所述Ⅰ段和Ⅱ段氧压酸浸的加压反应釜为衬钛反应釜，加热方式采用电加热或蒸汽加热。