CN109502612A - 一种用红土镍矿生产镍精矿的沉镍母液生产氧化镁的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用红土镍矿生产镍精矿的沉镍母液生产氧化镁的方法，按以下步骤：（1）将红土镍矿生产镍精矿的沉镍母液送入加压设备中，在190‑210℃温度下，高温结晶1‑2小时，得到硫酸镁晶体和除镁沉镍母液；（2）将步骤（1）的硫酸镁晶体送入还原气氛的煅烧设备中，在900‑1000℃温度下，煅烧0.5‑1小时，得到氧化镁产品；（3）将步骤（2）煅烧产生的含有二氧化硫烟气按常规生产硫酸。本发明可大大降低用红土镍矿生产镍精矿的成本，并能实现红土镍矿中镁的综合利用。
Description
技术领域
本发明涉及一种用沉镍母液生产氧化镁的方法，尤其是一种用红土镍矿生产镍精矿的沉镍母液生产氧化镁的方法，属于矿物中的金属回收技术领域。
背景技术
红土镍矿是一种含有Ni、Co、Fe、Mg、Si等有价成分的镍资源。目前，从红土镍矿中提取的镍金属量已占世界镍产量的50%以上。随着硫化镍资源和高品位红土镍矿资源的减少，红土镍矿资源的高效利用已成为冶炼工作者日益关注的热点问题。
红土镍矿的湿法冶炼工艺主要有：还原焙烧——氨浸法、高压酸浸法、常压酸浸法等。常压酸浸法由于工艺条件温和、原料适应性强，已成为成熟的红土镍矿湿法冶炼工艺。
在我国，红土镍矿的湿法冶炼主要采用常压酸浸工艺。该工艺分为两个主要步骤：
1）由红土镍矿生产镍精矿，主要过程为：常压酸浸、中和除杂、沉淀出镍精矿，同时留下沉镍母液；
2）由镍精矿生产金属镍，主要过程为：常压或加压酸浸、萃取净化、隔膜电解、钴回收等。
由于红土镍矿含镍低，含铁、镁高，存在酸耗高、沉镍母液难以处理等问题。现有技术中，沉镍母液的除镁主要采用石灰进行中和，让石灰与硫酸镁反应后，生成硫酸钙及氢氧化镁的混合沉淀物，这既要消耗石灰，又无法回收镁，且混合沉淀物只能堆存在渣库中，存在巨大的安全、环保隐患。因此是一种不得已的处理方法。图1为现有的红土镍矿生产镍精矿的工艺流程简图。
中国专利CN103259137A往沉镍废水（即沉镍母液）中加入菱镁矿并通入空气，将其pH值调至6.0～6.5后除铁富镁，再用石灰乳调pH值至8.0～8.5除镍、铅、铬等杂质，实现镍废水的净化，最后通过浓缩、分步结晶、真空干燥得纯度大于99%七水硫酸镁产品。但这个方法需加入菱镁矿，增加了成本，同时采用浓缩、结晶生产硫酸镁，能耗太高，因而实际应用价值不大。
中国专利CN103112963A先对酸解红土镍矿废水进行空气曝气处理，然后加入废水处理剂，搅拌和陈化后，过滤分离，处理后的水回用于生产流程配矿或配硫酸，处理后的渣经干燥或低温煅烧、粉磨后成为建材原料。此法使用高钙粉煤灰、金属镁冶炼渣、钢渣干燥、电石渣混合制得酸解镍矿废水处理剂，制备流程长，处理得到的水处理渣需经干燥或低温煅烧、粉磨成为建筑材料，成本也不低。
以上方法都存在技术或者经济上的不足，所以没有在红土镍矿的湿法冶炼中得到实际应用。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种用红土镍矿生产镍精矿的沉镍母液生产氧化镁的方法。
本发明的技术方案具体如下：一种用红土镍矿生产镍精矿的沉镍母液生产氧化镁的方法，按以下步骤进行：
（1）将红土镍矿生产镍精矿的沉镍母液送入加压设备中，在190-210℃温度下，高温结晶1-2小时，得到硫酸镁晶体和除镁沉镍母液；
（2）将步骤（1）的硫酸镁晶体送入还原气氛的煅烧设备中，在900-1000℃温度下，煅烧0.5-1小时，得到氧化镁产品；
（3）将步骤（2）煅烧产生的含有二氧化硫烟气按常规生产硫酸。
进一步地，加压设备为卧式加压釜或立式加压釜；煅烧设备为回转窑或流态化焙烧炉；还原气氛是向煅烧设备中通入天然气或煤气，以便提供煅烧所需的热源和还原性气氛。
进一步地，步骤（1）的沉镍母液成分包括：Mg2+ 30-59g/l、Na+5-18g/l和Ni2+0.02-0.1g/l。
进一步地，步骤（1）的高温结晶后得到的除镁沉镍母液成分包括：Mg2+ 6-10g/l、Na+5-20g/l和Ni2+0.02-0.1g/l。
进一步地，步骤（3）生产的硫酸返回红土镍矿生产镍精矿的搅拌浸出步骤中；步骤（2）得到的氧化镁产品一部分出售，另一部分返回红土镍矿生产镍精矿的中和步骤中。
进一步地，所述红土镍矿生产镍精矿经过下列步骤得到沉镍母液：
步骤（1）、搅拌浸出：按常规在红土镍矿中加入工业级硫酸，进行搅拌浸出，得到浸出液和浸出渣，浸出渣存入渣库；
步骤（2）、中和：在步骤（1）的浸出液中加入氧化镁进行中和，得中和液和中和渣，中和渣返回步骤（1）参与搅拌浸出；
步骤（3）、沉镍：在步骤（2）的中和液中加入氢氧化钠或者硫化钠进行沉镍，直至沉镍母液成分为Mg2+ 30-59g/l、Na+5-18g/l和Ni2+0.02-0.1g/l，得到镍精矿和沉镍母液。
根据硫酸镁的溶解度在温度高于80℃后，会随着温度升高而下降的特性，本发明采用190-210℃的高温结晶方法，结晶析出硫酸镁。
本发明提供的一种用红土镍矿生产镍精矿的沉镍母液生产氧化镁的方法，具体经过以下步骤：
步骤（1）、搅拌浸出：按常规在红土镍矿中加入工业级硫酸，进行搅拌浸出，得到浸出液和浸出渣，浸出渣存入渣库；
步骤（2）、中和：在步骤（1）的浸出液中加入氧化镁进行中和，得中和液和中和渣，中和渣返回步骤（1）参与搅拌浸出；
步骤（3）、沉镍：在步骤（2）的中和液中加入氢氧化钠或者硫化钠进行沉镍，直至沉镍母液成分为Mg2+ 30-59g/l、Na+5-18g/l和Ni2+0.02-0.1g/l，得到镍精矿和沉镍母液；
步骤（4）、高温结晶：将步骤（3）的沉镍母液送入加压设备中，在190-210℃温度下，高温结晶1-2小时，得到硫酸镁晶体和除镁沉镍母液；
步骤（5）、煅烧：将步骤（4）的硫酸镁晶体送入还原气氛的煅烧设备中，在900-1000℃温度下，煅烧0.5-1小时，得到氧化镁产品；
步骤（6）、硫酸制备：将步骤（5）煅烧产生的含有二氧化硫烟气按常规生产硫酸。
与现有技术相比，本发明的有益效果具体如下：
（1）本发明采用高温结晶法直接结晶析出硫酸镁，不用任何添加剂，经济有效地解决沉镍母液难处理的问题，能够更好地循环使用镁资源。
（2）浸出液中和可以用煅烧的氧化镁作中和剂，减少了石灰的消耗。
（3）由于采用硫酸镁煅烧的氧化镁作中和剂、煅烧的烟气用于制酸，石灰消耗可以降到很低甚至不用，在产镍量相同的情况下，硫酸消耗大大降低，既减少了红土镍矿生产镍精矿的成本，又有利于环保，并能实现红土镍矿中镁的综合利用。
附图说明
图1为常规的红土镍矿生产镍精矿的工艺流程图；
图2为应用本发明的红土镍矿生产镍精矿的工艺流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是对本发明一部分实例，而不是全部的实例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
用云南省元江县的红土镍矿生产镍精矿的沉镍母液生产氧化镁的方法，红土镍矿含MgO17.44%左右，如图2所示，包括如下步骤：
步骤（1）、搅拌浸出：按常规在红土镍矿中加入工业硫酸，进行搅拌浸出，得到浸出液和浸出渣，浸出渣存入渣库；
步骤（2）、中和：按常规在步骤（1）的浸出液中加入氧化镁进行中和，得到中和液和中和渣，中和渣返回步骤（1）参与搅拌浸出；
步骤（3）、沉镍：在步骤（2）的中和液中加入氢氧化钠进行沉镍，直至沉镍母液成分为Mg2+ 56.11g/l、Na+5.68g/l和Ni2+0.02g/l，分离得到镍精矿和沉镍母液；
步骤（4）、高温结晶：将步骤（3）的沉镍母液送入卧式加压釜，在200℃结晶温度下，结晶1.5小时，得到硫酸镁晶体和成分为Mg2+ 6.89g/l、Na+6.30g/l、Ni2+0.02g/l的除镁沉镍母液，除镁沉镍母液返回步骤（1）参与搅拌浸出；
步骤（5）、煅烧：将步骤（4）的硫酸镁晶体送入回转窑中，以天然气为热源和还原剂进行煅烧，在1000℃温度下，煅烧0.5小时，得到氧化镁产品；
步骤（6）、硫酸制备：将步骤（5）煅烧产生的含二氧化硫的烟气用常规方法生产硫酸，硫酸返回步骤（1）参与搅拌浸出；部分氧化镁产品返回步骤（2）参与中和。
实施例2
用云南省元江县的红土镍矿生产镍精矿的沉镍母液生产氧化镁的方法，红土镍矿含MgO17.82%左右，如图2所示，包括如下步骤：
步骤（1）、搅拌浸出：按常规在红土镍矿中加入工业硫酸，进行搅拌浸出，得到浸出液和浸出渣，浸出渣存入渣库；
步骤（2）、中和：按常规在步骤（1）的浸出液中加入氧化镁进行中和，得到中和液和中和渣，中和渣返回步骤（1）参与搅拌浸出；
步骤（3）、沉镍：在步骤（2）的中和液中加入硫化钠进行沉镍，直至沉镍母液成分为Mg2+58.30g/l、Na+17.05g/l和Ni2+0.1g/l，分离得到镍精矿和沉镍母液；
步骤（4）、高温结晶：将步骤（3）的沉镍母液送入立式加压釜，在190℃结晶温度下，结晶2小时，得到硫酸镁晶体和成分为Mg2+ 9.74g/l、Na+19.09g/l、Ni2+0.1g/l的除镁沉镍母液，除镁沉镍母液返回步骤（1）参与搅拌浸出；
步骤（5）、煅烧：将步骤（4）的硫酸镁晶体送入流态化焙烧炉中，以煤气为热源和还原剂进行煅烧，在900℃温度下，煅烧时间为1小时，得到氧化镁产品；
步骤（6）、硫酸制备：将步骤（5）煅烧产生的含二氧化硫的烟气用常规方法生产硫酸，硫酸返回步骤（1）参与搅拌浸出；部分氧化镁产品返回步骤（2）参与中和。
实施例3
用云南省元江县的红土镍矿生产镍精矿的沉镍母液生产氧化镁的方法，红土镍矿含MgO17.02%左右，如图2所示，包括如下步骤：
步骤（1）、搅拌浸出：按常规在红土镍矿中加入工业硫酸，进行搅拌浸出，得到浸出液和浸出渣，浸出渣存入渣库；
步骤（2）、中和：按常规在步骤（1）的浸出液中加入氧化镁进行中和，得到中和液和中和渣，中和渣返回步骤（1）参与搅拌浸出；
步骤（3）、沉镍：在步骤（2）的中和液中加入氢氧化钠进行沉镍，直至沉镍母液成分为Mg2+ 31.35g/l、Na+6.65g/l和Ni2+0.05g/l，分离得到镍精矿和沉镍母液；
步骤（4）、高温结晶：将步骤（3）的沉镍母液送入卧式加压釜，在210℃结晶温度下，结晶1小时，得到硫酸镁晶体和成分为Mg2+ 8.55g/l、Na+12.5g/l、Ni2+0.04g/l的除镁沉镍母液，除镁沉镍母液返回步骤（1）参与搅拌浸出；
步骤（5）、煅烧：将步骤（4）的硫酸镁晶体送入回转窑中，以天然气为热源和还原剂进行煅烧，在950℃温度下，煅烧0.8小时，得到氧化镁产品；
步骤（6）、硫酸制备：将步骤（5）煅烧产生的含二氧化硫的烟气用常规方法生产硫酸，硫酸返回步骤（1）参与搅拌浸出；部分氧化镁产品返回步骤（2）参与中和。
上述实施例中，每生产1吨镍（金属镍），红土镍矿中的氧化镁耗酸48吨，占总耗酸量的50%以上，可产硫酸镁61吨，省去沉镁耗用的CaO 28吨，硫酸镁经煅烧后可得到氧化镁20吨，煅烧的烟气可制硫酸45吨。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，任何未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (6)
1.一种用红土镍矿生产镍精矿的沉镍母液生产氧化镁的方法，按以下步骤进行：
（1）将红土镍矿生产镍精矿的沉镍母液送入加压设备中，在190-210℃温度下，高温结晶1-2小时，得到硫酸镁晶体和除镁沉镍母液；
（2）将步骤（1）的硫酸镁晶体送入还原气氛的煅烧设备中，在900-1000℃温度下，煅烧0.5-1小时，得到氧化镁产品；
（3）将步骤（2）煅烧产生的含有二氧化硫烟气按常规生产硫酸。
2.根据权利要求1所述的用红土镍矿生产镍精矿的沉镍母液生产氧化镁的方法，其特征在于：加压设备为卧式加压釜或立式加压釜；煅烧设备为回转窑或流态化焙烧炉；还原气氛是向煅烧设备中通入天然气或煤气，以便提供煅烧所需的热源和还原性气氛。
3.根据权利要求1所述的用红土镍矿生产镍精矿的沉镍母液生产氧化镁的方法，其特征在于：步骤（1）的沉镍母液成分包括：Mg2+ 30-59g/l、Na+5-18g/l和Ni2+0.02-0.1g/l。
4.根据权利要求1所述的用红土镍矿生产镍精矿的沉镍母液生产氧化镁的方法，其特征在于：步骤（1）的高温结晶后得到的除镁沉镍母液成分包括：Mg2+ 6-10g/l、Na+5-20g/l和Ni2+0.02-0.1g/l。
5.根据权利要求1所述的用红土镍矿生产镍精矿的沉镍母液生产氧化镁的方法，其特征在于：步骤（3）生产的硫酸返回红土镍矿生产镍精矿的搅拌浸出步骤中；步骤（2）得到的氧化镁产品一部分出售，另一部分返回红土镍矿生产镍精矿的中和步骤中。
6.根据权利要求1所述的用红土镍矿生产镍精矿的沉镍母液生产氧化镁的方法，其特征在于：所述红土镍矿生产镍精矿经过下列步骤得到沉镍母液：
步骤（1）、搅拌浸出：按常规在红土镍矿中加入工业级硫酸，进行搅拌浸出，得到浸出液和浸出渣，浸出渣存入渣库；
步骤（2）、中和：在步骤（1）的浸出液中加入氧化镁进行中和，得中和液和中和渣，中和渣返回步骤（1）参与搅拌浸出；
步骤（3）、沉镍：在步骤（2）的中和液中加入氢氧化钠或者硫化钠进行沉镍，直至沉镍母液成分为Mg2+ 30-59g/l、Na+5-18g/l和Ni2+0.02-0.1g/l，得到镍精矿和沉镍母液。
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|---|---|---|---|---|
| US20110110832A1 (en) * | 2008-06-02 | 2011-05-12 | Vale S.A. | Magnesium recycling and sulphur recovery in leaching of lateritic nickel ores |
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|---|---|---|---|---|
| CN115125393A (zh) * | 2022-06-21 | 2022-09-30 | 四川顺应动力电池材料有限公司 | 一种褐铁型红土镍矿酸碱循环利用低碳处理的方法 |
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