CN102485922B - 常温常压高效提取红土镍矿中镍钴镁铁并利用废渣的方法 - Google Patents

常温常压高效提取红土镍矿中镍钴镁铁并利用废渣的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种常温常压下从红土镍矿中高效浸出、提取镍、钴、镁、铁并将浸出渣全面利用的方法。红土镍矿破磨至-100目占80-90wt％挂浆在搅拌槽或柱状连续浸出槽中加入(1)无机酸(根据矿石特点选取硫酸、硝酸、盐酸中任意一种)混合，再加入一定量的(4)酸式磷酸盐混合常温常压下反应浸出，反应终点加入(2)碱除去杂质，固液分离，固液分离后所产生的(6)浸出液含镍、钴、铁、镁等金属离子，固体则为可做复合肥料的(5)浸出渣。同传统方法相比，一是浸出过程在常温常压下反应就能实现传统高压酸浸的浸出率，节约能源和设备；二是综合利用；传统工艺中的废液废物在本发明工艺中成为了可用的其它产品，无污染环境的废液、废物排放，解决了环保问题；产品多样化抗风险能力强；三成本低，本工艺流程短、设备简单、操作容易、生产成本低、浸出率高、镍钴回收率高、生产效率高。

Description

常温常压高效提取红土镍矿中镍钴镁铁并利用废渣的方法
技术领域
本发明涉及一种常温常压下从红土镍矿中高效浸出、提取镍、钴、镁、铁并将浸出渣全面利用的方法，属湿法冶金领域。
背景技术
公认的红土镍矿湿法冶金传统工艺是摊堆酸浸、升温搅拌酸浸、高压酸浸，(一)摊堆酸浸工艺。此工艺的弊端是：红土氧化矿经酸喷淋后会出现严重的泥化现象，机械碾压后板结严重，导致酸的渗透性差，浸出率不高，造成了资源的极大浪费。(二)升温搅拌酸浸工艺。此工艺的弊端是：加温过程需要时间长，浸出过程中产生大量的胶体，吸附浸出液中的镍钴金属离子，降低了镍钴金属的回收率，胶体降低过滤性能，过滤时间长，阻碍了整个工艺的连续性。(三)高压酸浸工艺。该工艺是在250-270℃的高温，N4-5Mpa高压条件下进行浸出，浸出率在传统工艺中最高，但这种工艺的缺点是：它需要可提供高温、高压的高压釜以及相关设备，其安装与维护费都很昂贵，高压釜结垢是高压酸浸工艺的最大难题。
由于上述方法存在各种各样的技术问题，致使红土镍矿湿法冶金传统工艺，生产消耗指数高，资源利用率低。大量未被充分利用的资源被作为废弃物排放到环境中去，不仅效益低下，还造成了严重的环境污染。开发高效、洁净、可循环利用资源的新技术，并使其应用于生产已是迫切的社会需求。生产企业再也难以承受投入巨大、收效低的末端治理重负，急需在生产源头预防污染、发展增效的同时，实现节能减排，并做到资源可持续利用。
发明内容
本发明涉及一种常温常压下从红土镍矿中高效浸出、提取镍、钴、镁、铁并将浸出渣全面利用的方法。同传统方法相比，其优点是：一、浸出过程在常温常压下反应就能实现传统高压酸浸的浸出率，节约能源和设备；二、综合利用。传统工艺中的废液废物在本发明工艺中成为了可用的其它产品，无污染环境的废液、废物排放，解决了环保问题。产品多样化抗风险能力强；三、成本低。本工艺流程短，设备简单，操作容易，浸出率、镍钴回收率和生产效率高，并且生产成本低。
本发明是这样实现的：
一、矿石常温常压浸出。将红土镍矿破磨，挂浆，在搅拌槽或柱状连续浸出槽中加入无机酸(根据矿石特点选取硫酸、硝酸、盐酸中任意一种)混合，再加入一定量的酸式磷酸盐(酸式磷酸盐在矿石常温常压浸出过程中起催化剂作用以提高浸出率)混合常温常压下反应浸出，反应终点加入碱除去杂质，固液分离，所产生的浸出液含镍、钴、铁、镁等金属离子，固体即浸出渣则可作为复合肥原料。
二、浸出液中提取有价金属。浸出液加入酸式磷酸盐沉淀剂沉淀铁(PH值小于等于2)，铁的沉淀物为磷酸铁，固液分离，磷酸铁沉淀选择性非常好，不包裹、吸附镍钴等离子，磷酸铁用水制浆(PH值等于5～6)可转化为氢氧化铁并释放出磷酸，磷酸可再生酸式磷酸盐或酸式磷酸盐沉淀剂，液体中加入碱Mg(OH)2沉淀镍、钴，固液分离，固体是镍钴的氢氧化物。固体中再加入无机酸溶解、提纯、分离后再加入碳酸钠分别制得高纯碳酸镍和碳酸钴产品。液体加入碳酸钠沉淀镁后生成碱式碳酸镁沉淀，固液分离，固体碱式碳酸镁煅烧制得氧化镁含量98％以上的活性氧化镁产品。一部分活性氧化镁产品经还原焙烧制得金属镁产品，另一部分活性氧化镁产品用水制浆得到碱Mg(OH)2，用于矿石常温常压浸出反应的除杂过程和提取镍、钴沉淀过程。液体浓缩结晶得到钠盐产品。
三、浸出废渣的利用
红土镍矿经上述工艺过程及化学反应后所产生的浸出渣中五氧化二磷含量12％～20％，其中80％～95％溶于水，并含有对农作物有效的铁、镁、硅、钙等元素，属水溶性速效肥，可用于制复合肥料也可直接作磷肥。
附图说明：图1是本发明的工艺流成图。
具体实施方式
本发明涉及一种常温常压下从红土镍矿中高效浸出、提取镍、钴、镁、铁并将浸出渣全面利用的方法，下面结合附图对本工艺作进一步描述；
步骤一：矿石常温常压浸出
红土镍矿破磨至-100目占80-90wt％挂浆在搅拌槽或柱状连续浸出槽中加入无机酸1(根据矿石特点选取硫酸、硝酸、盐酸中任意一种，酸的加入量按化学计量溶解矿石中可溶性金属所需的量)混合，再加入一定量的酸式磷酸盐4，在常温常压下混合反应浸出3，反应终点加入碱2除去杂质，固液分离，所产生的浸出液6含镍、钴、铁、镁等金属离子，固体即浸出渣5则可作为复合肥原料。
步骤二：浸出液中提取有价金属
浸出液6加入酸式磷酸盐沉淀剂7，固液分离，形成磷酸铁8及合格液10，磷酸铁8用水制浆形成氢氧化铁11及磷酸9，磷酸9可再生酸式磷酸盐4或酸式磷酸盐沉淀剂7，合格液10中加入碱2，固液分离，形成镍钴的氢氧化物12及液体13，镍钴的氢氧化物12加入无机酸1溶解、提纯、分离得到镍钴提纯液N，镍钴提纯液N加入碳酸钠C分别得到镍盐、钴盐产品14，液体13加入碳酸钠C，固液分离形成碱式碳酸镁15及液体16，碱式碳酸镁15经煅烧17制得活性氧化镁产品19，活性氧化镁产品19还原焙烧制得金属镁产品21，活性氧化镁19用水制浆得到碱2<Mg(OH)2>，液体16经浓缩结晶18得到钠盐产品20。
步骤三：浸出废渣的利用
红土镍矿经上述工艺过程及化学反应后所产生的浸出渣5中五氧化二磷含量12％～20％，其中80％～95％溶于水，并含有对农作物有效的铁、镁、硅、钙等元素，属水溶性速效肥，可用于制复合肥料也可直接作磷肥。

Claims (2)

1.本发明涉及一种常温常压下从红土镍矿中高效浸出、提取镍、钴、镁、铁并将浸出渣全面利用的方法，该方法包括以下过程，红土镍矿破磨至-100目80-90wt％挂浆在搅拌槽或柱状连续浸出槽加入无机酸(1)混合，再加入一定量的酸式磷酸盐(4)混合常温常压下反应浸出，反应终点加入碱(2)除去杂质，固液分离，固液分离后所产生的浸出液(6)含镍、钴、铁、镁等金属离子，固体即浸出渣(5)则可作为复合肥原料，浸出液(6)加入酸式磷酸盐沉淀剂(7)，固液分离，形成磷酸铁(8)及合格液(10)，磷酸铁(8)用水制浆形成氢氧化铁(11)及磷酸(9)，磷酸(9)可再生酸式磷酸盐(4)或酸式磷酸盐沉淀剂(7)，合格液(10)中加入碱(2)固液分离，形成镍钴的氢氧化物(12)及液体(13)，镍钴的氢氧化物(12)加入无机酸(1)溶解、提纯、分离得到镍钴提纯液(N)，镍钴提纯液(N)加入碳酸钠(C)得到镍盐、钴盐产品(14)，液体(13)加入碳酸钠(C)，固液分离形成碱式碳酸镁(15)及液体(16)，碱式碳酸镁(15)经煅烧(17)制得活性氧化镁产品(19)，活性氧化镁产品(19)还原焙烧制得金属镁产品(21)，活性氧化镁产品(19)用水制浆得到碱(2)Mg(OH)2，液体(16)经浓缩结晶(18)得到钠盐产品(20)。 
2.根据权利要求1所述的此种处理红土镍矿的方法，其特征在于，反应终点加入碱(2)Mg(OH)2除去杂质，固液分离，固液分离后所产生的浸出液(6)含镍、钴、铁、镁等金属离子，浸出渣(5)中含五氧化二磷。 
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