CN104805282A

CN104805282A - 一种红土镍矿硫酸熟化堆浸方法

Info

Publication number: CN104805282A
Application number: CN201410041286.8A
Authority: CN
Inventors: 任卫东; 张会
Original assignee: GUANGXI YINYI SCIENCE AND TECHNOLOGY MINE METALLURGY Co Ltd
Current assignee: GUANGXI YINYI SCIENCE AND TECHNOLOGY MINE METALLURGY Co Ltd
Priority date: 2014-01-28
Filing date: 2014-01-28
Publication date: 2015-07-29

Abstract

本发明提供一种红土镍矿的硫酸熟化堆浸方法，本方法包括：将红土镍矿用硫酸溶液混合进行堆浸或池浸，混合引发硫酸化反应，使硫酸化反应自行在温度90℃～150℃下继续进行，利用硫酸化反应，形成水溶性金属硫酸盐，用水浸出含有镍等有价金属的可溶性硫酸盐，并从获得的浸出液中回收镍、钴、镁。本发明的方法工艺简单、红土镍矿浸出过程中不需磨矿选矿、红土镍矿原矿浸出过程在常压下不经外源加热就能实现90～150℃的反应温度，反应的镍、钴浸出率达95％以上，生产成本低。本工艺流程短，设备简单，操作容易，较少产生工业废弃物，有利于环保和矿物资源的充分利用。

Description

一种红土镍矿硫酸熟化堆浸方法

技术领域

本发明涉及红土镍矿湿法冶金方法，更具体的说是一种红土镍矿的浸出处理方法。

背景技术

红土镍矿是含镍的矿石经长期风化浸淋、腐蚀变化富集而形成的水合氧化铁和硅酸镁的混合物。红土镍矿矿床可分为三层：褐铁矿层、硅镁镍矿层、及介于二者之间的过渡层。红土镍矿的成分因矿层不同而异，具有开采价值的红土镍矿基本上都位于地球表面。回收处理红土镍矿的主要方法有湿法和火法两种。

湿法工艺主要有高压酸浸出法、常温常压酸浸出、还原一氨浸出。高压酸浸出法镍钴浸出率高，只适合浸出含镁量较低的红土镍矿，而且高压浸出投资很高，因此限制了该法的推广应用。常温常压浸出具有工艺简单、能耗低、投资少、操作简单等优点，但镍回收率低，废渣废水污染严重。

火法工艺流程短、效益高，但能耗高，对红土镍矿镍含量要求镍不低于1.5％，主要以处理高品位红土镍矿为主。

还原焙烧-氨浸法，还原焙烧-氨浸工艺由Caron教授发明，因此又称Caron流程，其中，氨浸过程中采用NH₃及CO₂将焙烧矿中的镍和钴转化为氨络合物进入溶液，该工段的优点是试剂可以循环利用，消耗量小，缺点是镍钴回收率低，镍、钴回收率分别为75％和60％左右，且由于矿料需要烘干焙烧，能耗较大。

由于上述方法存在各种各样的技术问题，致使红土镍矿冶金传统工艺，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，急需在生产工艺上解决收率和污染问题，发展红土镍矿综合利用，对镍、钴、硅、铁、镁全回收，做到资源可持续循环利用。

发明内容

针对现有的红土镍矿湿法冶金工艺中存在的不足，本发明提供一种红土镍矿的硫酸熟化堆浸方法。本发明的目的是为解决现有红土镍矿提取技术的高能耗、高污染、低收率等一系列缺点，提供一种在常压下，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：红土镍矿原矿浸出过程在常压下不经外源加热就能实现90～150℃的反应温度，反应的镍、钴浸出率达95％以上，成本低。本工艺流程短，设备简单，操作容易，浸出率、镍钴回收率大于95％，并且红土镍矿浸出过程中不需磨矿、不需加热就能实现高温常压浸出。

上述目的是通过以下方案实现的：

本发明提供一种从红土镍矿中浸提镍钴等金属的方法，其特征在于使用硫酸与红土镍矿混合后熟化堆浸的方法，所述的方法包括以下步骤：

在本发明的方法中，所用的红土镍矿可不经过磨矿和选矿步骤就可用于直接浸提镍钴等金属，与通常的方法相比，由于不需磨矿和选矿步骤，因此节省了相应的设备和运营操作费用，这将有利于降低每吨镍的生产成本。尽管不经过磨矿和选矿步骤，但镍等有价金属的浸出率并不低，总的镍浸出率达95％以上，这是得益于采用了本发明的硫酸堆浸熟化技术才可以实现的。

通常的堆浸技术是以低浓度的稀硫酸来浸提镍矿，由于浸提过程不加热，镍的溶出速度很慢，以至于要达到合理的镍浸出率一般需要几个月的时间。本发明使用高浓度的硫酸来浸提浸堆或浸池中的镍矿，利用较浓的硫酸与镍矿混合过程产生的自热反应来加热浸提的物料，这将使矿石中镍的浸出速度大为加快，从而使镍的硫酸盐化过程所需的时间缩短。与矿混合引发的硫酸化反应，在保温良好的条件下，能使硫酸化反应自行在温度90℃～150℃下继续进行，利用硫酸化反应，镍等有价金属形成了水溶性金属硫酸盐。

所述的硫酸溶液质量百分比浓度范围在30～98％，硫酸与红土镍矿的酸矿质量比为0.6～1.2：1范围内。优选较高的浓度，如使用98％的浓硫酸，这将使反应过程能保持较高的温度，以缩短反应时间，在8～100小时的反应时间内可获得满意的镍浸出率。

在本发明方法中，红土镍矿与硫酸溶液混合后将发生自热使物料的温度升到90℃～150℃，此时可使物料在保温的条件下静置一段时间，即进行所谓的熟化处理，目的是利用高温的条件加快矿石中镍的硫酸盐化，提高镍的浸出率。当然，上述的处理都是在大气环境的常压下进行的，优点是设备的制造费用不高。

经过浸出熟化后，可用水来浸洗获得的物料，以溶出其中水溶性的有价金属硫酸盐，分离固体物和浸出液。

由于第一次浸出过程残留未完全粉化的固体中可能还含有未溶出的镍，因此需要将这部份固体物料中颗粒大于5mm的粗颗粒部分再返回浓酸浸出步骤重复浸提，以尽可能回收矿石中的镍等有价金属。而经过浸出后的残余固体物中颗粒小于5mm的细颗粒部分镍含量已很少，但其中含有较多的二氧化硅和石膏等，经石灰中和处理后，这些固体废渣可于制造建筑材料，如用来制砖，或做为水泥生料，或出售给水泥厂等，将这些固体废弃物作资源化综合利用。

将浸出液汇集起来，经净化处理就可回收其中的镍、钴、镁。

本发明的有益效果：本发明的方法工艺简单、红土镍矿浸出过程中不需磨矿选矿、红土镍矿原矿浸出过程在常压下不经外源加热就能实现90-150(℃的反应温度，反应的镍、钴浸出率达95％以上，生产成本低。本工艺流程短，设备简单，操作容易，较少产生工业废弃物，有利于环保和矿物资源的充分利用。

附图说明

图1是本发明的工艺流程图。

具体实施方式

以下结合参考附图叙述本发明的实施过程，通过参考附图所描述的实施方法是示范性的，不应认为是对本发明构成限制。

以下的实施例说明了本发明的方法。这些实施例中使用的矿石产自印尼的红土镍矿。实施例1-3所用红土镍矿有如下表所列的主要成份：

表1红土镍矿成份

实施例1：

在2000ml烧杯中称取1Kg(干重)红土镍矿与30％硫酸按酸矿质量比1.2：1的比例加入硫酸混合。全部酸加入后，将矿石与酸混合反应。混合结束30分钟后矿石和酸反应温度升高到约120到140℃之间。

将浸出浆料保温到约90-95℃并保持在此温度下100小时，然后，将全部浆料加水溶解，然后进行抽滤。浸出液送样分析，滤渣用水逆流洗涤三次，将滤渣进行送样分析。然后将滤渣干燥称重。分别分析干燥固体滤渣、滤液和洗涤水。

本试验结果由以下的表2和3给出。

表2浸出液成份表

表3残渣成份表

实施例2：

在200L塑料桶中。称取150Kg(干重)红土镍矿与98％硫酸按酸矿比0.6：1的比例加入硫酸混合。全部酸加入后，将矿石与酸混合反应。混合结束30分钟后矿石和酸形成半流体物料，温度升高到约120到140℃之间。

将浸出浆料放置8小时浸出过程结束，将全部浆料加水溶解，然后进行抽滤。浸出液送样分析，滤渣用水逆流洗涤三次，将滤渣进行送样分析。然后将滤渣干燥称重。分别分析干燥固体、滤液和洗涤水。

本试验结果由以下的表4和5给出。

表4浸出液成份表

表5浸出渣成份表

成份	Ni	Co	Fe	Mg	H₂SO₄
						干基残渣成份(％)	0.15	0.0047	3.22	0.52	0.26
浸出率(渣计)％	97	＞95	＞90	98	-

实施例3：

在约1000m³的衬瓷砖池中(25m×15m×2.6m)。称取1200t(干重)红土镍矿与90％硫酸按酸矿比1：1的比例加入硫酸混合。全部酸加入后，将矿石与酸混合反应。混合结束30分钟后矿石和酸形成半流体物料，中心温度升高到约130到140℃。

将浸出浆料放置72小时浸出过程结束，将全部浆料加水洗涤溶解，把料浆全部送入筛分设备，把固体渣分离出来，进行下一次反应。直径大于5mm的浸出渣再进行重复酸浸出步骤，然后进行过滤。浸出液送样分析，滤渣用水逆流洗涤三次，洗涤液体分别存放，用于下次红土镍矿浸出浆体的溶解和洗涤。将滤渣和浸出液进行送样分析。然后将滤渣干燥称重。分别分析干燥固体、滤液和洗涤液。

本试验结果由以下的表6和7给出。

表6浸出液成份表

表7浸出渣成份表

以上文中所述旨在参考优选实施方案来说明本发明的范围。在不背离本发明的精神或范围的变化应该认为是构成本文所述的本发明的一部分。

Claims

1.一种红土镍矿的硫酸熟化堆浸方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：

a)将红土镍矿用硫酸溶液混合进行堆浸或池浸；

b)(a)步骤混合引发硫酸化反应，使硫酸化反应自行在温度90℃～150℃下继续进行，利用硫酸化反应，其中的金属成分形成水溶性金属硫酸盐；

c)加水浸出(b)步骤获得的混合物，分离固体物和浸出液；

d)将(c)步骤获得的固体物中颗粒大于5mm的粗颗粒部分再返回(a)步骤；

e)将固体物中颗粒小于5mm的细颗粒部分用石灰中和后，用来制砖，或做为水泥生料，或出售给水泥厂。

f)从获得的浸出液中回收镍、钴、镁。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的硫酸溶液质量百分比浓度为30～98％，反应时间为8～100小时。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，硫酸与红土镍矿的酸矿质量比为0.6～1.2：1。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，红土镍矿不经磨矿或选矿处理。

5.如权利要求1所述的方法，其中对(b)步骤之后和(c)步骤之前的物料进行熟化处理。

6.如权利要求1至5之一所述的方法，其特征在于：所述的处理步骤在常压下进行。