CN103553155B - 一种处理红土矿中间产物的方法 - Google Patents

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Abstract

一种处理红土矿中间产物的方法，涉及利用红土镍矿生产氧化镍的方法。其特征在于其处理过程的步骤依次包括：（1）红土矿中间产物盐酸浸出；（2）浸出液除铁；（3）除铁后液除硫酸根；（4）N235萃取分离；（5）萃余液经喷雾热解，制得氧化镍。本发明的方法由红土矿中间产物—溶解—回收硫—萃取回收钴—喷雾热解—氧化镍，处理过程简单、成本低、有价金属回收率高、镍钴锰硫锌得到全面回收。

Description

一种处理红土矿中间产物的方法
技术领域
一种处理红土矿中间产物的方法，涉及利用红土镍矿生产氧化镍的方法。
背景技术
近年来，随着硫化镍矿的大量开采，且传统的几个硫化镍矿矿山（加拿大的萨德伯里、俄罗斯的诺列尔斯克、澳大利亚的坎博尔达、中国金川、南非里腾斯堡等）的开采深度日益加深，硫化镍资源日益枯竭，全球镍行业将资源开发的重点都瞄准储量丰富的红土镍矿资源。
目前，世界红土矿高压酸浸项目发展的总趋势是以生产中间产品为主，减少工艺流程，降低项目风险，产出的中间产物再进一步处理，红土矿中间产物的化学成份分析结果见下表。
表 1 红土矿中间产物的化学成份分析结果 /%
元 素 Ni Cu Fe Co Ca MgO Mn S Cr
含 量 47.49 0.19 0.24 1.93 0.071 3.32 1.95 4.05 0.052
以西澳三个项目为代表，即考斯（Cawse）、布隆（Bulong）和穆林穆林（Murrin），其中考斯项目是先产出镍钴氢氧化物中间产物，然后再净化除杂后，产出电镍和硫化钴；穆林穆林是将产出的中间产品-硫化镍钴氧压浸出后，再萃取除杂分离，然后氢还原生产镍粉和钴粉；布隆项目没有中间产品，产出硫酸镍钴溶液直接除杂-萃取，获得电镍产品。这些处理工艺存在最大缺点建设投资大，生产成本高、有价金属综合回收不彻底。
目前，国内处理中间产物工艺，大都也是采用红土矿中间产物—溶解产出硫酸镍钴溶液直接除杂-萃取——电解或电积产出电镍产品，同样存在着建设投资大、生产成本高、有价金属综合回收不彻底的缺点，产品无法与镍铁在不锈钢领域的市场竞争。
发明内容
本发明的目的就是针对上述已有技术存在的不足，提供一种能有效处理红土矿中间产物，生产成本低，综合回收彻底，流程简单，操作方便，能实现有价金属镍钴锰锌硫综合回收，盐酸循环利用的处理红土矿中间产物的方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
一种处理红土矿中间产物的方法，其特征在于其处理过程的步骤依次包括：
（1）红土矿中间产物盐酸浸出；
（2）浸出液除铁；
（3）除铁后液除硫酸根；
（4）N235萃取分离；
（5）萃余液经喷雾热解，制得氧化镍。
本发明的一种处理红土矿中间产物的方法，其特征在于所述的步骤（1）的盐酸浸出过程的工艺条件为：固液比为3:1，盐酸浓度为180~220g/L，时间为2.5hr，温度为50~60℃。
本发明的一种处理红土矿中间产物的方法，其特征在于所述的步骤（2）的浸出液除铁过程的工艺条件为：pH为2.5～3，温度为80℃～85℃，，絮凝剂（工业明胶）加入量为溶液量0.1~0.3%。
本发明的一种处理红土矿中间产物的方法，其特征在于所述的步骤（3）的除铁后液除硫酸根的过程是在除铁后液中加入氯化钡，氯化钡加入量为硫酸根理论量0.9~1.0倍。
本发明的一种处理红土矿中间产物的方法，其特征在于所述的步骤（4）的N235萃取分离的工艺条件为：氯离子浓度为160~180g/L，有机相：水相3:1，采用25%(NH4)2CO3+17%NH4OH溶液反萃锌，反萃液循环到Zn浓度达到40~50g/L时送去回收锌。
本发明的一种处理红土矿中间产物的方法，其特征在于所述的步骤（5）的进行喷雾热解过程的工艺条件为：热解温度950~1050℃，物料停留时间1-15s。
本发明的一种处理红土矿中间产物的方法，将主要成份为氢氧化镍钴的红土矿中间产物采用“盐酸浸出-回收硫-萃取回收钴-喷雾热解”工艺生产氧化亚镍产品，用于不锈钢生产，增加了与镍铁在不锈钢领域的竞争力。
由于红土矿中间产物盐酸浸出，在50℃~60℃的温度条件下，采用喷雾过程回收的副产品盐酸进行浸出，可以减少试剂消耗，有利于降低成本。
红土矿中间产物盐酸浸出液中回收硫，盐酸浸出过程中硫酸根几乎全部进入溶液，如果浸出液中硫酸盐浓度过高，对后续喷雾热解工序将产生不良影响，一方面影响喷雾热解产品质量，另一方面硫酸盐热分解温度高于氯化盐，需要大幅度提 高喷雾热解温度，增加生产成本，因此需将浸出液中的硫酸根脱除，采用的主要方法为形成钡盐沉淀而除去，即通过计算加入相应所需氯化钡量，使溶液中的硫酸根形成硫酸钡沉淀，解决了硫酸盐热分解温度高于氯化盐，同时，硫酸钡作为脱模剂，达到综合回收原料中硫的目的。
N235萃取分离红土矿中间产物回收硫后液中的锌、钴与镍，胺类萃取剂的萃取能力与水相中金属离子形成络阴离子的能力有关。根据金属在水相中形成络阴离子程度的差异，便可实现多种金属的萃取分离。红土矿中间产物盐酸溶解后，溶液中的Zn2+、Co2+离子能与氯离子形成络合阴离子[ZnCl4]2-、[CoCl4]2- ，而镍难以形成络阴离子，呈阳离子状态存在，故不被N235萃取，留于水相中，根据这一特点可实现钴与镍的萃取分离，而这种分离效果取决于萃取体系中有机相的组成。发明中采用国产、应用广泛的N235(国外称为TIOA)作萃取剂，以煤油为稀释剂，TBP(磷酸三丁酯)为改质剂。通过萃取实现盐酸体系的镍钴彻底分离，通过分段反萃回收其中的钴、锌、铜等有价金属。
喷雾热解法处理红土矿中间产物的萃钴后液一步反应即可制的氧化镍，该方法是通过在高温有氧气氛中将NiCl2溶液直接制备金属氧化物粉末。热解炉膛内反应温度约为950~1050℃，颗粒在炉膛内停留时间1-15s，通过调节工艺参数获得不同粒度、形貌金属氧化物超细粉末。
用喷雾热解法处理生产氧化亚镍，无废水、废渣外排，尾气可达到国家相关环保标准排放，再生盐酸可以返回用于红土矿中间产物浸出，在环保方面几乎没有投入。
本发明的一种处理红土矿中间产物的方法，工艺流程短，只需要溶解—回收硫—萃钴—喷雾等工序即可产出氧化镍；且净化简单，只需回收Co和S，而采用国内外目前的生产流程，则表1中列出所有的杂质（Co、Cu、Mn、Zn、Ca、Mg、Fe、Al、Si、S）均需要净化除去。环保压力小，除硫副产物硫酸钡也可作为火法浇铸脱模剂进行利用。喷雾热解过程尾气吸收的再生盐酸可以返回用于氢氧化镍钴浸出，在环保方面几乎没有投入。
附图说明
图1为本发明原则工艺流程图。
具体实施方式
一种处理红土矿中间产物的方法，其处理过程的步骤依次包括：（1）红土矿中间产物盐酸浸出；（2）浸出液除铁；（3）除铁后液除硫酸根；（4）N235萃取分离；（5）萃余液经除油后，进行喷雾热解，制得氧化镍。
实施例
1．盐酸浸出过程的工艺条件为：固液比为3:1，盐酸浓度为220g/L，时间为2.5hr，温度为55℃。
2. 浸出液除铁过程的工艺条件为：pH为2.5，温度为80℃，，絮凝剂（工业明胶）加入量为溶液量0.2%。
3. 除铁后液除硫酸根的过程是在除铁后液中加入氯化钡，氯化钡加入量为硫酸根理论量0.9倍。
4.氯离子浓度为180g/L，有机相：水相3:1，采用25%(NH4)2CO3+17%NH4OH溶液反萃锌，反萃液循环到Zn浓度达到40g/L时送去回收锌。
5.进行喷雾热解过程的工艺条件为：热解温度1000℃，物料停留时间7s。

Claims (3)

1.一种处理红土矿中间产物的方法，红土矿中间产物为处理红土矿的镍钴氢氧化物中间产物，其特征在于其处理过程的步骤依次包括：
（1）红土矿中间产物盐酸浸出；其盐酸浸出过程的工艺条件为：固液比为3:1，盐酸浓度为180~220g/L，时间为2.5hr，温度为50~60℃。
（2）浸出液除铁；其浸出液除铁过程的工艺条件为：pH为2.5～3，温度为80℃～85℃，絮凝剂工业明胶加入量为溶液量0.1~0.3%；
（3）除铁后液除硫酸根；其除铁后液除硫酸根的过程是在除铁后液中加入氯化钡，氯化钡加入量为硫酸根理论量0.9~1.0倍；
（4）N235萃取分离；
（5）萃余液经喷雾热解，制得氧化镍；其进行喷雾热解过程的工艺条件为热解温度950~1050℃，物料停留时间1-15s。
2.根权利权要求1所述的一种处理红土矿中间产物的方法，其特征在于所述的步骤（4）的N235萃取分离的工艺条件为：氯离子浓度为160~180g/L，有机相：水相3:1，采用25%(NH4)2CO3+17%NH4OH溶液反萃锌，反萃液循环到Zn浓度达到40~50g/L时送去回收锌。
3.根权利权要求1所述的一种处理红土矿中间产物的方法，其特征在于所述的步骤（5）的进行喷雾热解过程的产生的盐酸返回骤（1）。
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