CN103993169B - 一种镍钼矿催化氧化加压酸浸分解方法 - Google Patents

一种镍钼矿催化氧化加压酸浸分解方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种镍钼矿催化氧化加压酸浸分解方法，该方法的特点是，以铁离子作催化剂，以空气或氧气作氧化剂，用酸性溶液作浸出液，镍钼矿经压力浸出可同时提取其中的镍和钼，并可通过蒸发或溶剂溶解从浸出渣中回收硫磺。有效避免了SO2或SO4 2-的产生，大幅度减少氧化剂的消耗，氧化剂成本仅为现有技术消耗氧化剂的1/6，并且，成功实现了硫元素的资源化利用。矿石分解过程，镍钼同时被浸出，镍浸出率到达97.2％以上，钼浸出率达到98.7％以上，具有浸出率高，工艺流程短，操作简便，生产成本低，环境友好等优点。

Description

一种镍钼矿催化氧化加压酸浸分解方法
技术领域
本发明公开了一种镍钼矿催化氧化加压酸浸分解方法。属于选冶矿技术领域。
背景技术
镍钼矿属于沉积型黑色页岩矿床，为我国特有的一种多金属矿物资源。它主要分布在贵州、湖南、江西、云南和浙江等华南地区，属沉积型镍钼钒多金属矿。镍钼矿中一般含钼0.2％～8.0％，含镍0.2％～7.0％。镍钼矿的组成和结构复杂，其中镍的存在形式有方硫镍矿、硫镍矿和针镍矿等；钼则主要赋存于一种非晶质胶状硫化物中。镍钼矿属于难选、难冶的低品位复杂矿。
目前镍钼矿的分解主要采用：镍钼矿空气氧化焙烧——NaOH-Na2CO3混碱浸出提钼；镍钼矿空气氧化焙烧后，加碱二次焙烧——水浸提钼；镍钼矿空气氧化焙烧——低温硫酸化焙烧——水浸提取镍和钼；镍钼矿NaClO-NaOH混合溶液直接浸出提钼。镍钼矿空气氧化焙烧过程会产生大量的含硫烟气，治理成本高，环保压力大。镍钼矿NaClO-NaOH混合溶液直接浸出不存在烟气污染问题，但生产成本高，且该技术只能提取钼。专利CN1267739A公布了一种用硫酸和硝酸铵混合溶液浸出镍钼矿的方法，该技术能够获得较高的钼和镍的浸出率，但是浸出过程产生有毒的氮氧化物。专利CN102560102A公布了一种催化氧化浸出镍钼矿中镍和钼的方法，以FeCl3为催化剂，氯酸钠或过氧化氢为氧化剂，由于氯酸钠和过氧化氢都是强氧化剂，在氧化浸出反应过程能将镍钼矿中低价态的硫氧化成六价态的硫并以SO4 2-的形式进入到溶液中，所以工艺过程氧化剂耗量大；此外该技术采用两段浸出提取镍和钼，先酸浸出，然后碱浸出，整个工艺过程流程长。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术之不足而提供一种镍、钼浸出率高，生产成本低，环境友好、工艺流程短，操作简便的镍钼矿催化氧化加压酸浸分解方法。
本发明一种镍钼矿催化氧化加压酸浸分解方法，是通过以下方案实现的：
以铁离子作催化剂，以空气或氧气作氧化剂，用H+浓度为1～5mol/L的酸性溶液作浸出液，按固液比1:1.5～6g/ml将平均粒度≤80目的镍钼矿粉与浸出液在压力反应釜内混合进行压力浸出，浸出结束后，液固分离得到浸出液和浸出渣；浸出过程中，维持浸出液中铁离子浓度为5-50g/L；控制反应釜内压力为0.5～6.5Mpa，温度为80～250℃，浸出时间为0.5～5h；优选为：维持浸出液中铁离子浓度为8-48g/L；控制反应釜内压力为1～6Mpa，温度为115～250℃；更优选为：维持浸出液中铁离子浓度为12-45g/L；控制反应釜内压力为2～6Mpa，温度为120～250℃。浸出渣中，通过蒸发或溶剂溶解，回收其中的单质硫；镍、钼则富集于进出液中。
本发明一种镍钼矿催化氧化加压酸浸分解方法，所述的铁离子来自可溶性的铁盐或亚铁盐，优选自FeCl3、Fe2(SO4)3、Fe(NO3)3、FeCl2、FeSO4中的一种或几种，且维持浸出液中铁离子总浓度5-50g/L。
本发明一种镍钼矿催化氧化加压酸浸分解方法，所述浸出液是H+浓度为1～5mol/L的硫酸或盐酸的水溶液。
本发明一种镍钼矿催化氧化加压酸浸分解方法，镍的浸出率≥97.2％，钼浸出率≥98.7％。
本发明的反应原理为：
本发明以空气或氧气作氧化剂，以铁离子作催化剂，在酸性溶液中可选择性地将镍钼矿中的硫由负二价氧化成零价，得到单质硫，钼则由四价氧化成六价，从而使镍和钼进入溶液与脉石分开。液固分离后，单质硫还可通过蒸发或溶剂溶解从浸出渣中加以回收；镍、钼富集于进出液中，通过现有技术的常规方法，可以方便的获得镍、钼。
4Fe2++O2+4H+→4Fe3++2H2O
MoS2+6Fe3++2H2O→MoO2 2++6Fe2++4H++2S
NiS2+2Fe3+→Ni2++2Fe2++2S
Ni3S4+6Fe3+→3Ni2++6Fe2++4S
NiS+2Fe3+→Ni2++2Fe2++S
本发明与已有的技术相比具有以下优点及效果：
镍钼矿通过催化氧化加压酸浸，通过选择中等强度氧化剂空气或氧气作为氧化剂，同时，对反应体系施加一定的压力，有效提高氧化剂在浸出液中的溶解度，提高氧化效率，一方面，实现选择性地将镍钼矿中的硫由负二价氧化成零价，得到单质硫；另一方面，有效避免了SO2或SO4 2-的产生，大幅度减少氧化剂的消耗；氧化剂成本仅为现有技术消耗氧化剂的1/6，并且，成功实现了硫元素的资源化利用，保护环境。矿石分解过程，镍钼同时被浸出，浸出率高，镍浸出率到达97.2％以上，钼浸出率达到98.7％以上，工艺流程短，操作简便，生产成本低，环境友好。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明作进一步描述。以下实施例旨在说明本发明而不是对本发明的进一步限定。
实施例1
取含2.1％钼和1.8％镍的-120目镍钼矿500g，加入100gFeSO4作催化剂，按照固液比1:3g/ml加入浓度1.5mol/L的H2SO4溶液在压力反应釜内混合，鼓入氧气至2.5Mpa，120℃压力浸出2h，冷却后液固分离。浸出渣中，通过蒸发，回收其中的单质硫；镍、钼则富集于进出液中。本实施例中，镍浸出率为97.2％，钼浸出率为98.7％。
实施例2
取含1.6％钼和3.2％镍的-150目镍钼矿1000g，加入140gFeCl2作催化剂，按照固液比1:2g/ml加入浓度4mol/L的HCl溶液在压力反应釜内混合，鼓入空气至5.5Mpa，180℃压力浸出1.5h，冷却后液固分离。单质硫存在于浸出渣中，镍、钼富集于进出液中。本实施例中，镍浸出率为98.3％，钼浸出率为98.9％。浸出渣经210℃真空蒸发得到纯度为99.7％的硫磺。
实施例3
取含3.5％钼和2.2％镍的-180目镍钼矿500g，加入70gFeCl3作催化剂，按照固液比1:4g/ml加入浓度3mol/L的HCl溶液在压力反应釜内混合，鼓入氧气至4.5Mpa，160℃压力浸出3h，冷却后液固分离。浸出渣中，通过溶剂溶解，回收其中的单质硫；镍、钼富集于进出液中，本实施例中，镍浸出率为99.5％，钼浸出率为99.7％。

Claims (9)

1.一种镍钼矿催化氧化加压酸浸分解方法，其特征在于：
以铁离子作催化剂，以空气或氧气作氧化剂，用H+浓度为1~5mol/L的酸性溶液作浸出液，按固液比1:1.5~6g/ml将平均粒度≤80目的镍钼矿粉与浸出液在压力反应釜内混合进行压力浸出，浸出结束后，液固分离得到浸出后液和浸出渣；通过蒸发或溶剂溶解，回收浸出渣中的单质硫；浸出过程中，维持浸出液中铁离子总浓度为5-50g/L；控制反应釜内压力为0.5~6.5MPa，温度为80~250℃，浸出时间为0.5~5h。
2.根据权利要求1所述的一种镍钼矿催化氧化加压酸浸分解方法，其特征在于：所述的铁离子来自可溶性的铁盐或亚铁盐。
3.根据权利要求2所述的一种镍钼矿催化氧化加压酸浸分解方法，其特征在于：所述可溶性的铁盐或亚铁盐选自FeCl3、Fe2(SO4)3、Fe(NO3)3、FeCl2、FeSO4中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的一种镍钼矿催化氧化加压酸浸分解方法，其特征在于：所述浸出液是硫酸或盐酸的水溶液。
5.根据权利要求4所述的一种镍钼矿催化氧化加压酸浸分解方法，其特征在于：所述浸出液中的H+浓度为1~2.5mol/L。
6.根据权利要求1所述的一种镍钼矿催化氧化加压酸浸分解方法，其特征在于：镍的浸出率≥97.2%，钼浸出率≥98.7%。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的一种镍钼矿催化氧化加压酸浸分解方法，其特征在于：浸出过程中，维持浸出液中铁离子浓度为8-48g/L；控制反应釜内压力为1.5~5.5Mpa，温度为115~250℃。
8.根据权利要求1-6任意一项所述的一种镍钼矿催化氧化加压酸浸分解方法，其特征在于：浸出过程中，维持浸出液中铁离子浓度为12-45g/L；控制反应釜内压力为2.5~4.5MPa，温度为120~180℃。
9.根据权利要求1-6任意一项所述的一种镍钼矿催化氧化加压酸浸分解方法，其特征在于：采用现有技术的常规方法，回收富集于进出后液中的镍、钼。
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