CN111910074A - 一种镍矿提取镍钴的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种镍矿提取镍钴的方法，所述方法包括如下步骤：(1)将镍矿在常压下用硫酸浸出得到酸浸出物；(2)将酸浸出物烘干后进行脱硫焙烧，以使得酸浸出物中的硫酸铁转变为氧化铁；(3)将焙烧后的产物进行水浸出，然后通过树脂吸附的方法将水浸出液中的镍和钴提取出来。本专利具有镍钴回收率高、更加环保、项目投资和生产成本低等特点。

Description

一种镍矿提取镍钴的方法
技术领域
本发明涉及矿山冶化技术领域，具体的说，本发明涉及一种镍矿提取镍钴的方法。
背景技术
红土镍矿长期以来一直被用来生产镍钴，其高品位红土镍矿可用于生产镍铁，其中一部分红土镍矿采用浸出方式生产镍钴中间产品，如硫酸盐、氧化物或氢氧化物。但是，红土镍矿的浸出工艺目前比较成功是红土镍矿高压硫酸浸出，即在250℃温度下，采用40-50大气压力下进行浸出；虽然红土镍矿高压硫酸浸出可以实现红土镍矿提取镍钴的目的，但是，其存在投资巨大，生产成本高，其浸渣中含有可溶性硫酸盐，不利于环保，无法堆存和用于复垦，因此，其浸出尾渣目前采用的深海排放的方法。世界范围内关于红土镍矿常压浸出技术研究较多，但是，真正用于工业上的项目较少，有个别采用盐酸进行红土镍矿常压浸出提取镍钴的项目，但是，现在没有在工业上较大规模应用红土镍矿常压浸出技术；而现有研究的红土镍矿常压浸出技术存在镍钴回收率低、浸液含铁高造成后续采用中和方法处理复杂、尾渣含有硫酸盐和对环境有危害的残渣(如黄钾铁矾)等制约因素。
发明内容
本发明的目的在于提供一种镍矿提取镍钴的方法，采用本发明提供的工艺和方法能够在常压下有效的实现红土镍矿中的镍钴提取。
为达上述目的，本发明提供了一种镍矿提取镍钴的方法，其中，所述方法包括如下步骤：
(1)将镍矿在常压下用硫酸浸出得到酸浸出物；
(2)将酸浸出物烘干后进行脱硫焙烧，以使得酸浸出物中的硫酸铁转变为氧化铁；
(3)将焙烧后的产物进行水浸出，然后通过树脂吸附的方法将水浸出液中的镍和钴提取出来。
根据本发明一些具体实施方案，其中，步骤(1)中硫酸的浓度为50w/w％～90w/w％。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述方法还包括步骤(4)：将提取出镍和钴后的剩余水浸出液中的铝沉淀出来，然后将剩余水浸出液浓缩沉淀得到硫酸镁。
根据本发明一些具体实施方案，其中，步骤(4)是利用氧化镁将铝沉淀出来。
根据本发明一些具体实施方案，其中，步骤(4)包括向提取出镍和钴后的剩余水浸出液加入氧化镁，以将剩余水浸出液的pH值调整为3.7-4.7，使得硫酸铝转变成为氢氧化铝沉淀，从而将铝沉淀出来。
根据本发明一些具体实施方案，其中，步骤(1)的酸浸出温度为101-180℃，浸出时间为30-120min。
根据本发明一些具体实施方案，其中，步骤(1)的酸浸出的矿酸比为(1：0.6)-(1：1.6)，酸浸出浓度为50w/w％-80w/w％。
本发明这里的浸出浓度是指浆料中固体物料的重量百分比。
根据本发明一些具体实施方案，其中，步骤(2)所述的脱硫焙烧的温度为480-750℃，时间为30-120min。
根据本发明一些具体实施方案，其中，步骤(2)还包括利用脱硫焙烧使所述酸浸出物中残余的硫酸和硫酸铁中的硫转变成二氧化硫和三氧化硫，所生成的二氧化硫和三氧化硫用于制取硫酸，并将制取的硫酸重新用于步骤(1)的镍矿的常压下的硫酸浸出。
根据本发明一些具体实施方案，其中，步骤(3)所述的水浸出的温度为50-98℃，水浸出时间为20-120min。
根据本发明一些具体实施方案，其中，步骤(3)所述的水浸出浓度为30-60％。
本发明这里的水浸出浓度是指水浸浆料中固体物料的重量百分比。
根据本发明一些具体实施方案，其中，步骤(3)是利用树脂吸附的方法将水浸出液中的镍和钴提取出来。
所述的树脂可以为本领域任意的能够吸附镍钴离子的树脂吸附剂，譬如离子型树脂。
根据本发明一些具体实施方案，其中，步骤(3)在将焙烧后的产物进行水浸出后得到固体水浸出渣，步骤(3)还包括将所述水浸出渣除去氧化硅，得到氧化铁精矿。
可以采用常规选矿技术除去水浸出渣中的氧化硅，得到氧化铁精矿。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述镍矿为红土镍矿。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述方法具体包括：将红土镍矿加入到反应槽中，同时加入适量的硫酸和水形成红土镍矿浆料，在一定的温度和浓度下进行常压硫酸浸出，使得红土镍矿浆料中的镍钴转化成硫酸镍和硫酸钴；红土镍矿经过常压硫酸浸出后的含有硫酸镍钴的酸浸出物，经过干燥后，进行酸浸出物硫酸铁脱硫焙烧，将酸浸出物中的硫酸铁脱硫后转变成氧化铁，使残存的硫酸和硫酸铁中的硫转变成二氧化硫和三氧化硫，所生成的二氧化硫和三氧化硫用于制取硫酸。经过硫酸铁脱硫焙烧后的酸浸出物采用添加一定比例的水在一定的温度下进行浸出，将焙烧后的酸浸出物中的硫酸镍、硫酸钴、硫酸铝和硫酸镁等硫酸盐浸出；水浸出渣为最终工艺渣，不含硫酸盐。水浸出液采用离子型树脂进行吸附镍钴，从而将镍钴从水浸出液中分离；离子型树脂吸附的镍钴经解吸后，进入后处理工艺。分离出镍钴的水浸出液，加氧化镁沉淀氢氧化铝，氢氧化铝沉淀后进入后续处理工艺；最后的含有硫酸镁的浸出溶液经浓缩沉淀后产出硫酸镁固体；硫酸镁固体采用制酸工艺生产硫酸。
本发明技术创新点之一在于采用先进行红土镍矿常压硫酸浸出，然后进行硫酸浸出物硫酸铁脱硫焙烧的工艺路线；而现有的常压硫酸浸出工艺则是红土镍矿加酸浸出后，将浸出矿浆洗涤过滤后，浸出液加碱中和沉淀铁铝并过滤后，再继续中和沉淀镍钴，工艺流程十分复杂。
本发明与现有的红土镍矿常压硫酸浸出技术相比，具有镍钴回收率高，其镍钴回收率与高压浸出工艺基本相当；工艺路线简洁，大幅度降低了项目的投资。
本发明技术创新点之二在于其采用焙烧工艺脱除硫酸浸出物中硫酸铁所含的硫，使硫酸浸出物中硫酸铁转变成氧化铁，从而在后续的水浸出工艺中不被浸出，使水浸出液中的铁离子大幅度降低，使得镍钴浸液的后续处理变得更加简单；本发明采用硫酸浸出物硫酸铁焙烧脱硫，将硫酸浸出物中硫酸铁转变成氧化铁，不仅减少了硫酸浸出物的巨大的洗涤过滤工序，还取消了十分复杂的中和法沉淀铁离子的工序；同时脱除了红土镍矿硫酸浸出物残存的硫酸，使得红土镍矿硫酸浸出物的水浸出液可以采用离子吸附方法将镍钴从水浸出液中分离；并且采用硫酸浸出物硫酸铁焙烧脱硫，将硫酸浸出物中残余的硫酸和硫酸铁中的硫转变成二氧化硫和三氧化硫，所生成的二氧化硫和三氧化硫用于制取硫酸，重新用于红土镍矿的常压硫酸浸出工艺，从而实现了硫酸浸出物中残余的硫酸和硫酸铁中的硫在工艺内部的循环。
本发明创新点之三在于所采用的红土镍矿常压硫酸浸出工艺所产出的水浸出液使用树脂吸附法将水浸出液中的镍钴与水浸出液分离，提高了镍钴的回收率，简化了水浸出液的处理工艺；同时水浸出液吸附镍钴后的余液采用氧化镁沉铝，水浸出液中硫酸镁经浓缩沉淀后，用于制取硫酸，并用于红土镍矿的常压硫酸浸出工艺，从而实现了整个红土镍矿常压硫酸浸出工艺过程中硫的工艺内部循环，工艺的水浸出渣中不含可溶的硫酸盐，使得红土镍提取工艺尾渣达到环保要求，可以环保堆存，也可以用于矿山复垦；大幅度降低生产成本，极大提高了硫铁矿制酸工艺的经济效益。
本发明技术创新点之四在于所发明的工艺技术不但可以回收镍钴，还可以回收氧化铝、氧化铁、氧化镁等有价元素，大幅度提高项目的环保社会效益，具有项目投资少，工艺生产成本低、绿色环保等优点。
综上所述，本发明提供了一种镍矿提取镍钴的方法。本发明的方法具有如下优点：
(1)实现了红土镍矿常压硫酸浸出，同时使得工艺简洁，大幅度降低了项目投资，工艺成本大幅度降低；所采用的红土镍矿常压硫酸浸出参数与现有的文章发表常压硫酸浸出工艺相比，具有小矿酸比，较大浸出浓度的特点。
(2)与已有的技术相比实现了硫在工艺过程的循环，工艺的最终尾渣基本与红土镍原矿的化学成分基本相同，没有新增可溶的化学成分，可以用于矿山复垦和环保堆存。因此，其工艺更加环保。
(3)其红土镍矿硫酸浸出物硫酸铁焙烧使红土镍矿硫酸浸出物中的硫酸铁转化为氧化铁，同时，脱除了红土镍矿硫酸浸出物残存的硫酸，使得焙烧后的红土镍矿硫酸浸出物的水浸出液可以采用离子吸附方法将镍钴从水浸出液中分离，从而大大简化了工艺流程。
(4)本发明技术非常易于实施，使用的主要设备均为常规设备，因此本发明在技术上经济上均具有可行性，并具有较强的可实施性。
具体实施方式
以下通过具体实施例详细说明本发明的实施过程和产生的有益效果，旨在帮助阅读者更好地理解本发明的实质和特点，不作为对本案可实施范围的限定。
实施例1
本实施例提供了一种红土镍矿常压硫酸浸出提取镍钴的工艺技术，该方法包括以下步骤：
将红土镍矿加入反应槽，同时加入30％的水，并添加矿酸比为1：0.8的硫酸，进行红土镍矿常压硫酸浸出；红土镍矿常压硫酸浸出的酸浸出温度为160℃，酸浸出时间75分钟，酸浸出浓度为55％。然后将酸浸出物进行烘干，然后进行酸浸出物硫酸铁脱硫焙烧，焙烧温度为650℃，焙烧时间为90分钟，将酸浸出物中的硫酸铁转变成氧化铁；然后将焙烧后的酸浸出物进行水浸出，水浸出的温度为85℃，水浸出浓度为35％，水浸出时间为90分钟。水浸后的水浸出液采用杜笙CH90离子型树脂吸附剂将水浸出液中的镍钴提取出；离子型树脂吸附剂吸附的镍钴采用酸解后，进入后续的镍钴处理工艺。水浸液吸附镍钴后的余液，添加氧化镁将余液的PH值调整到4.7左右，使余液中的硫酸铝转变成氢氧化铝沉淀；沉铝后余液浓缩沉淀得到硫酸镁；硫酸镁用于制取硫酸。采用本流程，镍的综合回收率为91.35％，钴的综合回收率为90.58％。
实施例2
本实施例提供了一种红土镍矿常压硫酸浸出提取镍钴的工艺技术，该方法包括以下步骤：
将红土镍矿加入反应槽，同时加入35％的水，并添加矿酸比1：1.0的硫酸，在常压下进行红土镍矿常压硫酸浸出；红土镍矿常压硫酸浸出的酸浸出温度为140℃，浸出时间60分钟，酸浸出浓度为65％。然后将酸浸出物进行烘干，然后进行酸浸出物硫酸铁脱硫焙烧，焙烧温度为675℃，焙烧时间75分钟，将酸浸出物中的硫酸铁转变成氧化铁；然后将焙烧后的酸浸出物进行水浸出，水浸出的温度为88℃，水浸出浓度为40％，水浸出时间为80分钟。水浸后的水浸出液采用杜笙CH90离子型树脂吸附将水浸出液中的镍钴提取出；离子型树脂吸附的镍钴采用酸解后，进入后续的镍钴处理工艺。水浸液吸附镍钴后的余液，添加氧化镁将余液的PH值调整到4.7左右，使余液中的硫酸铝转变成氢氧化铝沉淀；沉铝后余液浓缩沉淀硫酸镁；硫酸镁用于制取硫酸。镍的综合回收率为93.88％，钴的综合回收率为91.32％。
实施例3
本实施例提供了一种红土镍矿常压硫酸浸出提取镍钴的工艺技术，该方法包括以下步骤：
将红土镍矿加入反应槽，同时加入32％的水，并添加矿酸比1：1.5的硫酸，在常压下进行红土镍矿常压硫酸浸出；红土镍矿常压硫酸浸出的酸浸出温度为120℃，酸浸出时间50分钟，酸浸出浓度为75％。然后将酸浸出物进行烘干，然后进行酸浸出物硫酸铁脱硫焙烧，焙烧温度为670℃，焙烧时间70分钟，将酸浸出物中的硫酸铁转变成氧化铁；然后将酸浸出物进行水浸出，水浸出的温度为89℃，水浸出浓度为38％，水浸出时间为70分钟。水浸出后的水浸出液采用杜笙CH-90离子型树脂或Dowex M4195树脂(pH：2-5)(吸附将水浸出液中的镍钴提取出；离子型树脂吸附的镍钴采用酸解后，进入后续的镍钴处理工艺。水浸出液吸附镍钴后的余液，添加氧化镁将余液的PH值调整到4.7左右，使余液中的硫酸铝转变成氢氧化铝沉淀；沉铝后余液浓缩沉淀硫酸镁；硫酸镁用于制取硫酸。镍钴的回收率均可以达到90％以上。

Claims (10)

1.一种镍矿提取镍钴的方法，其中，所述方法包括如下步骤：
(1)将镍矿在常压下用硫酸浸出得到酸浸出物(优选硫酸的浓度为50w/w％～90w/w％)；
(2)将酸浸出物烘干后进行脱硫焙烧，以使得酸浸出物中的硫酸铁转变为氧化铁；
(3)将焙烧后的产物进行水浸出，然后通过树脂吸附的方法将水浸出液中的镍和钴提取出来。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法还包括步骤(4)：将提取出镍和钴后的剩余水浸出液中的铝沉淀出来(优选利用氧化镁将铝沉淀出来(优选包括向提取出镍和钴后的剩余水浸出液加入氧化镁，以将剩余水浸出液的pH值调整为3.7-4.7，使得硫酸铝转变成为氢氧化铝沉淀，从而将铝沉淀出来))，然后将剩余水浸出液浓缩沉淀得到硫酸镁。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，步骤(1)的酸浸出温度为101-180℃，酸浸出时间为30-120min。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，步骤(1)的酸浸出的矿酸比为(1：0.6)-(1：1.6)，酸浸出浓度为50w/w％-80w/w％。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其中，步骤(2)所述的脱硫焙烧的温度为480-750℃，时间为30-120min。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其中，步骤(2)还包括利用脱硫焙烧使所述酸浸出物中残余的硫酸和硫酸铁中的硫转变成二氧化硫和三氧化硫，所生成的二氧化硫和三氧化硫用于制取硫酸，并将制取的硫酸重新用于步骤(1)的镍矿的常压下的硫酸浸出。
7.根据权利要求1或2所述的方法，其中，步骤(3)所述的水浸出温度为50-98℃，水浸出时间为20-120min。
8.根据权利要求1或2所述的方法，其中，步骤(3)所述水浸出浓度为30-60％。
9.根据权利要求1或2所述的方法，其中，步骤(3)是利用树脂吸附的方法将水浸出液中的镍和钴提取出来。
10.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述镍矿为红土镍矿。
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