CN103526015A

CN103526015A - 含镍褐铁矿的浸出方法

Info

Publication number: CN103526015A
Application number: CN201310461046.9A
Authority: CN
Inventors: 王魁珽; 陆业大; 刘诚; 刘金山; 孙宁磊; 刘国; 彭建华; 张文
Original assignee: China ENFI Engineering Corp
Current assignee: China ENFI Engineering Corp
Priority date: 2013-09-30
Filing date: 2013-09-30
Publication date: 2014-01-22

Abstract

本发明提供了一种含镍褐铁矿的浸出方法，包括以下步骤：将含镍褐铁矿与硫酸混合进行低温熟化，以便生成硫酸盐；将所述硫酸盐进行中温焙烧，使Fe₂(SO₄)₃分解成含Fe₂O₃焙砂和含硫气体;以及将所述焙砂在酸性溶液中进行浸出处理，以便获得含镍、钴的溶液和含铁的浸出渣。利用该方法能够有效地对含镍褐铁矿进行浸出处理。

Description

含镍褐铁矿的浸出方法

技术领域

本发明涉及湿法冶炼工艺，尤其是涉及含镍褐铁矿的浸出方法。

背景技术

褐铁矿是提取铁，制造生铁、钢、纯铁的矿物原料，以针铁矿FeO(OH)或水针铁矿FeO(OH)·nH₂O为主，并含纤铁矿、铝的氢氧化物、含水二氧化硅、黏土矿物等天然多矿物混合物，适合于使用高压浸出技术进行处理。

对于含镍褐铁矿传统工艺是使用高压酸浸工艺，该工艺具有镍钴回收率高，酸耗少等优点，但是由于采用高压酸浸技术，高压釜使用诸如钛材等防腐材料，致使单位产品投资高，建设周期长，设备制造，维护难度大等缺点。

因此，目前处理含镍褐铁矿的方法，仍有待改进。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出了一种可以有效处理含镍褐铁矿的方法。

本发明提出了一种含镍褐铁矿的浸出方法，根据本发明的实施例，该方法包括：将含镍褐铁矿与硫酸混合进行低温熟化，以便生成硫酸盐；将所述低温熟化料进行中温焙烧，使Fe₂(SO₄)₃分解成含Fe₂O₃焙砂和含硫气体；以及将所述焙砂在水中进行浸出处理，以便获得含镍、钴的溶液和含铁的浸出渣。

根据本发明实施例的含镍褐铁矿的浸出方法，能够有效地对含镍褐铁矿进行处理，从而实现对含镍褐铁矿中所含有的镍钴进行有效回收，得到相应的镍钴产品；另外，所获得的浸出渣中铁的含量为50%～60%，硫的含量低于0.5%，可以作为炼铁原料。

根据本发明的一些实施例，上述处理含镍褐铁矿的浸出还可以具有下列附加技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述低温熟化是在250摄氏度～350摄氏度下熟化1h～4h。由此，含镍褐铁矿可以与硫酸充分接触，熟化反应得到充分进行。

根据本发明的一个实施例，所述硫酸盐包含硫酸镍、硫酸钴、硫酸铁、硫酸铜、硫酸锌和硫酸镁。由此，可以使含镍褐铁矿中的镍、钴、铁、镁、铝等均通过低温熟化反应生成了相应的硫酸盐。

根据本发明的一个实施例，所述中温焙烧是在680摄氏度～720摄氏度下焙烧2h～4h。由此，使得低温熟化反应所得的熟化料中的Fe₂(SO₄)₃分解成含Fe₂O₃焙砂和含硫气体，从而可以使含镍褐铁矿中的Fe与镍钴等金属实现有效分离。

根据本发明的一个实施例，所述浸出处理为常压水浸，浸出温度为60摄氏度～95摄氏度，浸出时间为2h～4h。由此，可以使得所得焙砂中的镍钴等硫酸盐被浸出，经进一步经净化除杂质后获得相应的镍钴产品。

本发明的附加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

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的含镍褐铁矿的浸出方法。

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，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

需要说明的是，在本文中所使用的术语“接触”应做广义理解，其可以是任何能够使得至少两种反应物发生化学反应的方式，例如可以是将两种反应物在适当的条件下进行混合。

本发明提出了一种含镍褐铁矿的浸出方法。参考图1，根据本发明的实施例，含镍褐铁矿的浸出方法可以包括以下步骤：

低温熟化

根据本发明的实施例，在该步骤中，对含镍褐铁矿进行低温熟化，以便生成金属硫酸盐。

根据本发明的实施例，在对含镍褐铁矿进行低温熟化之前，可以预先对含镍褐铁矿进行预处理，例如，可以预先将含镍褐铁矿粉碎。发明人发现，含镍褐铁矿的形状大小不一，直接进行与硫酸混合的熟化反应，往往难以使含镍褐铁矿与硫酸充分反应，不仅不能生成尽量多的金属硫酸盐，且增加了硫酸的消耗量，而将含镍褐铁矿粉碎后再进行低温熟化，就很容易使含镍褐铁矿与硫酸进行充分接触、进而熟化反应得到充分的进行，使得尽可能多的金属转化为相应的硫酸盐。根据本发明的实施例，对含镍褐铁矿进行粉碎的手段不受特别限制，可以采用任何的现有技术中的已知技术手段。例如根据本发明的具体实施例，可以采用球磨机、振筛机或粉碎机对干矿或低含水块矿进行粉碎。由此，可以获得具有一定粒度的含镍褐铁矿粉料，不仅提高了熟化反应的效率，而且有利于降低硫酸的消耗量，节省成本。

根据本发明的实施例，低温熟化的工艺参数不受特别限制，本领域技术人员可以根据需要，或者通过预先实验来确定所需要的工艺参数。根据本发明的具体实施例，对含镍褐铁矿进行低温熟化的工艺参数为：熟化温度为250摄氏度～350摄氏度，熟化时间是1h～4h。根据本发明的实施例，含镍褐铁矿与硫酸混合进行低温熟化的主要化学反应包括：NiO+H₂SO₄→NiSO₄+H₂O；2FeOOH+3H₂SO₄→Fe₂(SO₄)₃+₄H₂O；MgO+H₂SO₄→MgSO₄+H₂O。根据本发明的实施例，对含镍褐铁矿进行低温熟化的设备不受特别限制，可以是任何本领域常规技术范围内的熟化设备。根据本发明的一些实施例，对含镍褐铁矿进行低温熟化的设备为回转窑或马弗炉。根据本发明的实施例，进行低温熟化时与含镍褐铁矿混合的硫酸浓度并不受特别限制，只要可以与含镍褐铁矿发生反应形成相应的金属硫酸盐。例如，根据本发明的一些实施例，可以采用与含镍褐铁矿重量比为1:1或0.6:1的浓硫酸。根据本发明的实施例，含镍褐铁矿与硫酸混合进行低温熟化产生的熟化料中包含硫酸镍、硫酸钴、硫酸铁、硫酸铜、硫酸锌和硫酸镁。

由此，利用根据本发明实施例的低温熟化步骤，可以有效地将含镍褐铁矿与硫酸进行充分的混合，从而获得相应的硫酸盐，并且可以降低硫酸的消耗量，节省成本。

中温焙烧

根据本发明的实施例，在该步骤中，对低温熟化步骤中所获得的含有硫酸盐的熟化料进行中温焙烧，使Fe₂(SO₄)₃分解成含Fe₂O₃焙砂和含硫气体。

根据本发明的实施例，进行中温焙烧的工艺参数不受特别限制，本领域技术人员可以根据需要，或者通过预先实验来确定所需要的工艺参数。根据本发明的具体实施例，对含镍褐铁矿进行中温焙烧的工艺参数为：焙烧温度为680摄氏度～720摄氏度，焙烧时间是2h～4h。根据本发明的实施例，进行中温焙烧发生的主要化学反应包括：Fe₂(SO₄)₃→Fe₂O₃+3SO₃；2SO₃→2SO₂+O₂。由此可以使得熟化料中的硫酸铁尽可能分解，而相应的镍钴硫酸盐基本不分解。根据本发明的实施例，中温焙烧所产生的烟气主要为含硫的氧化物，经除尘，与燃硫烟气合并吸收为硫酸并返回系统。由此，利用根据本发明实施例的中温焙烧步骤，可以有效地使硫酸铁分解成赤铁矿和含硫气体，而控制镍钴硫酸盐不分解或很少分解，同时可以回收循环利用硫酸，节省了成本。

水浸

根据本发明的实施例，在该步骤中，对中温焙烧步骤中所获得的含Fe₂O₃焙砂进行常压水浸，从而使硫酸镍、硫酸钴、硫酸镁、硫酸锌及少量未分解的硫酸铁溶解。

根据本发明的实施例，进行水浸的工艺参数不受特别限制，本领域技术人员可以根据需要，或者通过预先实验来确定所需要的工艺参数。根据本发明的具体实施例，对含镍褐铁矿进行水浸的工艺参数为：浸出温度为60摄氏度～95摄氏度，L/S=2～4，浸出时间为2h～4h。根据本发明的实施例，水浸发生的主要化学反应包括：Ni(Co)SO₄(固)→Ni(Co)SO₄(液)；Ni(Co)O+H₂SO₄→Ni(Co)SO₄+H₂O。根据本发明的实施例，浸出剂为水，浸出过程浸出液呈酸性。通常浸出终点控制在1.5，可以根据浸出液PH确定加酸与否和加酸多少。由此，可以得到含有硫酸镍钴等的浸出液和含有铁的浸出渣。根据本发明的实施例，对获得的浸出液进行净化的工艺并不受特别限制，本领域技术人员可以根据需要，采取常规净化工艺，例如，对浸出液、采取化学沉淀法除杂，或进一步萃取法除杂和分离镍钴，得到镍钴中间产品，或镍钴最终产品。根据本发明实施例所获得浸出液，可以使得镍钴的浸出率达到85～92重量%，而铁的浸出率为1～2重量%。根据本发明的实施例，获得的浸出渣进行过滤洗涤的方法并不受特别限制，本领域技术人员可以根据需要，采取常规方法对浸出渣进行过滤洗涤。根据本发明的实施例所获得的浸出渣铁的含量为50～60重量%、硫的含量为0.5重量%以下，该浸出渣可以作为炼铁原料。

实施例1

取100g含镍褐铁矿样品，干样含Ni1.14%，Co0.11%，Fe44%，Mg3.5%，将该样品粉碎磨细至-100目。量取100g试剂硫酸，在瓷皿中与矿粉均匀混合至膏状。在马弗炉中，在300℃下进行低温熟化4h。将熟化后的物料破碎至3-5mm后在700℃下焙烧4h。将产出焙砂磨细后浸出，在80℃条件下浸出4h，再经过滤洗涤得到浸出液和浸出渣。其中浸出液含Fe1.37g/L浸出渣含Ni0.12%，Fe53.94%。经计算浸出率为Ni91.6%，Fe1.72%。浸出渣再经碱性水洗涤，得到的浸出渣含Fe达到55.89%，含S0.16%。

实施例2

取100g含镍褐铁矿样品（成份同实施例1）将其粉碎磨细至-100目。量取60g试剂硫酸，在瓷皿中与矿粉混合至膏状。在马弗炉中在300℃下进行低温熟化4h。将熟化后的物料粉碎至3-5mm后在700℃焙烧2h。得到焙砂104.82g。焙砂含Ni1.09%，含Fe42.00%。将磨细后的焙砂在水中，在80℃的条件下浸出4h，经过滤洗涤，得到浸出液和浸出渣。浸出液含Fe0.41g/L，浸出渣含Ni0.16%，Fe50.53%，经计算，浸出率为Ni88.0%，Fe1.56%。浸出渣再经碱性水洗涤，得到的浸出渣含Fe达到54.09%，含S0.24%。

实施例3

用含镍褐铁矿经干燥脱水磨细后用圆盘制粒机制粒，用两段回转窑进行低温熟化和中温焙烧。加酸制粒的酸料比为0.6（重量比），电加热回转窑控制窑管外温度分别为一段380℃，二段750℃，以使炉内中温焙烧的达到一段最高温度350℃，二段720℃。焙烧时间分别为一段1h，二段2h。加料时间6h。焙烧处理量为300g/h（干原料），焙砂产率为105%（依原料计）。焙砂磨细后在90℃下水浸2h，经过滤洗涤得到浸出液和浸出渣，浸出渣率为74.4%。浸出液含Fe1.41g/L，浸出渣含Ni0.18%，Fe54.52%，经计算，浸出率分别为Ni87.66%，Fe3.19%。

实施例4

回转窑两段焙烧，其酸料比、焙烧温度和焙烧时间均与实施例3相同。加料时间为24h。焙烧处理量为400g/h(干原料)，焙砂产率为105%（依原料计）。焙砂磨细后在90℃条件下浸出2h，经过滤得到浸出液和浸出渣。浸出渣率～76%。其平均指标如下：

浸出液成份（按4：1液固比计）

元素 Ni Co Fe H₂SO₄

含量g/L 2.19 0.166 2.97 4.27

浸出渣成份

元素 Ni Co Fe S

含量% 0.21 0.0055 52.58 0.65

浸出率

元素 Ni Co Fe

浸出率% 85.41 90.66 3.15

浸出渣碱性水洗涤后成份

Fe～55%，S0.37%

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims

1.一种含镍褐铁矿的浸出方法，其特征在于，包括以下步骤：

将含镍褐铁矿与硫酸混合进行低温熟化，以便生成硫酸盐；

将所述硫酸盐进行中温焙烧，使Fe₂(SO₄)₃分解成含Fe₂O₃焙砂和含硫气体；

将所述焙砂在酸性溶液中进行浸出处理，以便获得含镍、钴的溶液和含铁的浸出渣。

2.根据权利要求1所述的浸出方法，其特征在于，所述低温熟化是在250摄氏度～350摄氏度下熟化1h-4h。

3.根据权利要求1所述的浸出方法，其特征在于，所述硫酸盐包含硫酸镍、硫酸钴、硫酸铁、硫酸铜、硫酸锌和硫酸镁。

4.根据权利要求1所述的浸出方法，其特征在于，所述中温焙烧是在680摄氏度～720摄氏度下焙烧2h～4h。

5.根据权利要求1所述的浸出方法，其特征在于，所述浸出处理为常压水浸，浸出温度为60摄氏度～95摄氏度，浸出时间为2h～4h。