CN112342377B - 镍精矿的处理工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种镍精矿的处理工艺。该处理工艺包括：在第一浸出氧化剂的作用下，对镍精矿的矿浆进行一段加热加压处理，得到含镍浸出液和含硫单质的浸出渣；分离含硫单质的浸出渣中的硫单质，得到除硫浸出渣；在第二浸出氧化剂的作用下，对除硫浸出渣进行二段加热加压处理，得到含硫酸和金属离子的浸出液及含铁渣；对含镍浸出液依次进行净化、分离及精制，分别得到镍产品、铜产品和钴产品。该工艺整个过程利用系统内硫元素的热量效应及酸效应进行选择性利用能源，且各元素都走向最终产品，对资源综合利用能力强，且无三废排放。此外，该处理工艺简单可靠，过程易控制，投资成本低，效益高。

Description

镍精矿的处理工艺

技术领域

本发明涉及硫化镍精矿冶炼领域，具体而言，涉及一种镍精矿的处理工艺。

背景技术

由于镍矿石和精矿具有品位低、成分复杂、伴生脉石多、属难熔物料等特点使镍矿石的处理方法比较复杂，针对镍的硫化矿，现有主要生产工艺为生产高镍锍，再对高镍锍中的铜镍进行分离、精炼，因此高镍锍的铜镍分离和精炼逐步变成镍冶炼工艺中较为突出的问题，随着镍冶金技术的发展，湿法选择性浸出逐步占据了镍冶金中高镍锍冶炼的主要位置。

高镍锍的湿法选择性浸出主要利用原料中各种物质在硫酸溶液中不同条件下溶解的先后顺序不同而采用的一种方法，该方法可以有效的分离高镍锍中的铜和镍。但是该方法仍然存在一些问题：一是该法对原料有较高的要求，原料需是含硫较低，且铜镍比需在一定的范围(1.0～2.5：1)；二是该法在实施过程中，过程繁琐，且反应时间较长。现行工艺需要两段或三段常压浸出，两段加压浸出，反应时间常压浸出约16h，加压浸出约10h；三是该法流程需要硫酸，硫酸铜(根据配比有可能增加)以及热量，增加成本。四是该法操作要求高，由于高镍锍中存在金属相，在生产过程中有可能出现危险气体的析出如氢气，硫化氢等，因此在安全防护措施上投入也会相应较高，另外由于高镍锍本身性质问题，导致生产过程中机械搅拌，泵等动力输送设备能耗大，磨损厉害。

因此，仍需要对现有方案进行改进。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种镍精矿的处理工艺，以提供一种环境友好、工艺流程短、能耗低的处理工艺。

为了实现上述目的，本发明提供了一种镍精矿的处理工艺，该处理工艺包括：在第一浸出氧化剂的作用下，对镍精矿的矿浆进行一段加热加压处理，得到含镍浸出液和含硫单质的浸出渣；分离含硫单质的浸出渣中的硫单质，得到除硫浸出渣；在第二浸出氧化剂的作用下，对除硫浸出渣进行二段加热加压处理，得到含硫酸和金属离子的浸出液及含铁渣；对含镍浸出液依次进行净化、分离及精制，分别得到镍产品、铜产品和钴产品。

进一步地，在得到含硫酸和金属离子的浸出液及含铁渣之后，处理工艺还包括：将含硫酸和金属离子的浸出液返回一段加热加压处理步骤进行重复处理。

进一步地，对含铁渣进行精制，得到铁精矿。

进一步地，第一浸出氧化剂和第二浸出氧化剂各自独立地选自纯氧气、压缩空气、富氧或双氧水。

进一步地，在一段加热加压处理中，反应温度为115～160℃，反应压力在0.07MPa～1.0MPa，反应时间为0.5～5h。

进一步地，在二段加热加压处理中，反应温度为160～230℃，反应压力在0.6MPa～3.5MPa，反应时间为0.5～5h。

进一步地，镍精矿为含多金属的镍精矿，且镍精矿为硫化矿；优选地，镍精矿为包含铜、铁、锌、钴以及稀贵金属中的一种或多种的镍精矿；优选地，镍精矿为镍品位在3～70％的镍精矿。

进一步地，在进行一段加热加压处理之前，处理工艺还包括：将镍精矿配制成矿浆；优选地，通过对镍精矿依次进行磨矿、洗矿以及调浆，得到矿浆；优选地，在得到矿浆之后，以及对矿浆进行一段加热加压处理之前，处理工艺还包括：对矿浆进行pH值调节以及加热的步骤；更优选，将矿浆的pH值调节为0.5～4.0，将矿浆加热至50～98℃。

进一步地，对矿浆进行一段加热加压处理后，经第一次固液分离得到含镍浸出液和含硫单质的浸出渣；对除硫浸出渣进行二段加热加压处理后，经第二次固液分离得到含硫酸和金属离子的浸出液及含铁渣；优选地，第一次固液分离和第二次固液分离各自独立地选自浓密分离、沉降分离、离心分离、吸附分离及旋流分离中的任意一种。

进一步地，采用浮选或热过滤的方式，对含硫单质的浸出渣中的硫单质进行分离。

进一步地，采用如下任一种或多种净化分离方式对含镍浸出液进行净化及分离：溶液中和、氧化沉淀、溶剂萃取、树脂活性炭吸附及膜过滤。

进一步地，镍产品、铜产品和钴产品各自独立地为金属单质制品、金属氧化物制品，金属盐类制品或者为多金属混合制品；优选地，金属单质制品为镍板、镍饼或镍豆；优选地，金属氧化物制品为氢氧化镍；优选地，金属盐类制品为硫酸镍。

应用本发明的技术方案，以镍精矿为原料，在不需要火法冶炼的情况下，采用一段中温加压将硫氧化为硫单质，通过分离得到含镍浸出液和含硫单质的浸出渣，从含硫单质的浸出渣中将硫单质分离出来，剩余的浸出渣进一步经二段高温加压，将硫氧化为硫酸，并结合残留的金属离子，形成含金属离子的硫酸溶液，而铁金属的矿渣经精制可以获得铁精矿，将含镍液净化除杂，分离，精制等获得各个金属的精制产品。该工艺的整个过程中利用系统内硫元素的热量效应以及酸效应进行选择性利用能源，且各元素都走向最终产品，无三废排放，对资源综合利用能力强，且清洁，零排放。此外，该处理工艺简单可靠、过程易控制、且所有金属都转化为了相应产品、投资成本低，效益高。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的优选实施例的镍精矿的处理工艺的流程示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本发明。

在本申请一种优选的实施例中，提供了一种镍精矿的处理工艺，该处理工艺包括：如图1所示，在第一浸出氧化剂的作用下，对镍精矿的矿浆进行一段加热加压处理，得到含镍浸出液和含硫单质的浸出渣；分离含硫单质的浸出渣中的硫单质，得到除硫浸出渣；在第二浸出氧化剂的作用下，对除硫浸出渣进行二段加热加压处理，得到含硫酸和金属离子的浸出液及含铁渣；对含镍浸出液依次进行净化、分离及精制，分别得到镍产品、铜产品和钴产品。

本申请的镍精矿的处理工艺，以镍精矿为原料，在不需要火法冶炼的情况下，采用一段中温加压将硫氧化为硫单质，通过分离得到含镍浸出液和含硫单质的浸出渣，从含硫单质的浸出渣中将硫单质分离出来，剩余的浸出渣进一步经二段高温加压，将硫氧化为硫酸，并结合残留的金属离子，形成含金属离子的硫酸溶液，而铁金属的矿渣经精制可以获得铁精矿，将含镍液净化除杂，分离，精制等获得各个金属的精制产品。该工艺的整个过程中利用系统内硫元素的热量效应以及酸效应进行选择性利用能源，且各元素都走向最终产品，无三废排放，对资源综合利用能力强，且清洁，零排放。此外，该处理工艺简单可靠、过程易控制、且所有金属都转化为了相应产品、投资成本低，效益高。

为了进一步更充分地降低能耗，提高产品收率，在一种优选的实施例中，在得到含硫酸和金属离子的浸出液及含铁渣之后，该处理工艺还包括：将含硫酸和金属离子的浸出液返回一段加热加压处理步骤进行重复处理。

通过将经过一次处理后的残液返回到一段加热加压处理步骤中，使得一次处理后未完全浸取出的金属再次进行浸出，从而将金属元素尽可能地全部浸出，提高产品收率，且重复利用系统内反应热，减少处理能耗。而且，这样循环处理的工艺过程很容易控制，期间不会出现有害气体(如H₂、H₂S等)，安全可靠。

上述二段加热加压处理后，除了进一步将硫氧化为硫酸外，其余在一段加热加压步骤中未浸出的金属离子也进一步被浸取出来，而铁依然留在渣中，形成含铁渣，因其他金属元素基本都被浸出，所以含铁渣对于铁元素而言，纯度也相对较高，因而在一种优选的实施例中，对含铁渣进行精制，得到铁精矿，一方面得到金属精制产品，另一方面还避免了工业废渣排放。

上述两段加热加压处理步骤中，都是在浸出氧化剂的作用下进行的。因此，任何能够实现氧化作用且不会对后续工艺带入杂质的氧化剂均可以作为本申请中的浸出氧化剂。在一种优选的实施例中，第一浸出氧化剂和第二浸出氧化剂各自独立地选自纯氧气、压缩空气、富氧或双氧水。其中，富氧是指氧气含量大于21％的气体。当浸出氧化剂为双氧水时，双氧水的浓度优选为27％～35％。

对于氧化浸出剂的使用量，根据原料中耗酸物质含量以及热量热量平衡，计算硫元素总量以及分配比，在分配比确定后，可进行氧化浸出剂使用量的计算，优选在一段加热加压处理中为60％～90％。优选在二段加热加压处理中为10％～40％。

上述两段加热加压处理步骤中，具体加热的温度，以及所加的压力可以适当调整，只要分别能将镍精矿中的硫元素氧化为硫单质，和硫酸即可。在一种优选的实施例中，在一段加热加压处理中，反应温度为115～160℃，反应压力在0.07MPa～1.0MPa，反应时间为0.5～5h。在该加热加压条件下进行氧化浸出处理，能够使硫被氧化成硫单质，从而具有可控分离硫元素.的有益效果。

在一种优选的实施例中，在二段加热加压处理中，反应温度为160～230℃，反应压力在0.6MPa～3.5MPa，反应时间为0.5～5h。在该加热加压条件下进行氧化浸出处理，能够使剩余的硫进行进一步氧化成硫酸，从而具有将有价金属进一步浸出的有益效果。

本申请的处理工艺所针对的镍精矿，可以是多金属复杂镍精矿，最好为硫化矿。在一种优选的实施例中，镍精矿为含多金属的镍精矿，且镍精矿为硫化矿；优选地，镍精矿为包含铜、铁、锌、钴以及稀贵金属中的一种或多种的镍精矿；优选地，镍精矿为镍品位在3～70％的镍精矿。本申请的冶炼工艺采用纯粹的湿法冶炼工艺，不需要传统的火法冶炼，且能够对各种品味的，含多种金属的复杂的镍精矿进行冶炼分离，且整个冶炼系统无工业危废排放，实现了清洁冶炼。

本申请的处理工艺在进行一段加热加压处理之前，也需要经过将原料配制成能够进行加热加压处理的状态，比如，磨矿、调浆等。在一种优选的实施例中，在进行一段加热加压处理之前，处理工艺还包括：将镍精矿配制成矿浆；优选地，通过对镍精矿依次进行磨矿、洗矿以及调浆，得到矿浆；优选地，在得到矿浆之后，以及对矿浆进行一段加热加压处理之前，处理工艺还包括：对矿浆进行pH值调节以及加热的步骤；更优选，将矿浆的pH值调节为0.5～4，将矿浆加热至50.～98℃。

上述优选的实施例中，将矿浆的pH值调节至0.5～4的作用是将矿中炭质成分以及氧化物溶解排气，减少氧化过程中热量损失。将矿浆加热至50～98℃的目的是氧化过程更容易进行，防止进入氧化段温度过低，产生氧化不完全现象。

上述一段加热加压处理和二段加热加压处理后，都存在浸出液和浸出渣，因而需要经过固液分离步骤使浸出液与浸出渣进行分离。在一种优选的实施例中，对矿浆进行一段加热加压处理后，经第一次固液分离得到含镍浸出液和含硫单质的浸出渣；对除硫浸出渣进行二段加热加压处理后，经第二次固液分离得到含硫酸和金属离子的浸出液及含铁渣；优选地，第一次固液分离和第二次固液分离各自独立地选自浓密分离、沉降分离、离心分离、吸附分离及旋流分离中的任意一种。上述各种固液分离方式，均适用于本申请。在实际生产中，可以根据具体情况合理选择。

对含硫单质的浸出渣中的硫单质进行分离的方式可以根据硫含量进行合理设计，只要能够将硫单质分离出来即可。在一种优选的实施例中，采用浮选或热过滤的方式，对含硫单质的浸出渣中的硫单质进行分离。浮选或热过滤的方式具有方式简单、易操作、分离效率高等优势，从而能够将硫单质最大程度地分离出来。

对含镍浸出液进行净化及分离的方式可以是现有分离方式中的任意一种，具体可以根据实际情况进行合理选择。在一种优选的实施例中，采用如下任一种或多种净化分离方式对含镍浸出液进行净化及分离：溶液中和、氧化沉淀、溶剂萃取、树脂活性炭吸附及膜过滤。

上述原料中的各种金属经处理后，可以制备成各种不同的金属产品，以方便使用或售卖。在一种优选的实施例中，镍产品、铜产品和钴产品各自独立地为金属单质制品、金属氧化物制品，金属盐类制品或者为多金属混合制品；优选地，金属单质制品为镍板、镍饼或镍豆；优选地，金属氧化物制品为氢氧化镍；优选地，金属盐类制品为硫酸镍。

由于硫化精矿资源情况以及产品方案不同，各个净化分离过程均有各自优势但又不能完全取代，由此更能体现所开发工艺的适用范围比较广。

下面将结合具体的实施例来进一步说明本申请的有益效果。需要说明的是，以下实施例按照图1所示流程进行处理。

实施例1

本实施例处理的镍精矿是镍品位为70％的镍硫化矿，其中包括含量分别为4％的铜、为2.5％的铁、2％的锌及1.5％的钴。

对上述镍精矿进行磨矿、洗矿及调浆，并调节矿浆的pH值为4，以及加热至98℃。

对上述调节pH及加热之后的矿浆进行一段加热加压处理，其中，第一浸出氧化剂为纯氧，反应温度为115℃，反应压力在0.07MPa，反应时间为5h。然后经沉降分离得到含镍浸出液和含硫单质的浸出渣。

采用浮选的方式分离含硫单质的浸出渣中的硫单质，得到除硫浸出渣；

在第二浸出氧化剂压缩空气的作用下，对除硫浸出渣进行二段加热加压处理，其中，反应温度为160℃，反应压力在0.6MPa，反应时间为5h。然后经沉降及过滤分离得到含硫酸和金属离子的浸出液及含铁渣。

将含硫酸和金属离子的浸出液返回矿浆预处理及一段加热加压处理步骤进行重复处理。对含铁渣进行精制，得到铁精矿。

对含镍浸出液依次进行净化、分离及精制，分别得到镍产品、铜产品和钴产品，其中，净化及分离采用萃取及蒸发结晶，镍产品为硫酸镍，铜产品为电积铜，钴产品为硫酸钴。

实施例2

采用与实施例1相同的镍精矿。具体处理步骤如下：

对上述镍精矿进行磨矿、洗矿及调浆，并调节矿浆的pH值为0.5，以及加热至50℃。

对上述调节pH及加热之后的矿浆进行一段加热加压处理，其中，第一浸出氧化剂为纯氧，反应温度为160℃，反应压力在1.0MPa，反应时间为0.5h。然后经沉降分离得到含镍浸出液和含硫单质的浸出渣。

采用浮选的方式分离含硫单质的浸出渣中的硫单质，得到除硫浸出渣；

在第二浸出氧化剂压缩空气的作用下，对除硫浸出渣进行二段加热加压处理，其中，反应温度为230℃，反应压力在3.5MPa，反应时间为0.5h。然后经沉降及过滤分离得到含硫酸和金属离子的浸出液及含铁渣。

将含硫酸和金属离子的浸出液返回一段加热加压处理步骤进行重复处理。对含铁渣进行精制，得到铁精矿。

对含镍浸出液依次进行净化、分离及精制，分别得到镍产品、铜产品和钴产品，其中，净化及分离采用萃取及蒸发结晶，镍产品为硫酸镍，铜产品为电积铜，钴产品为硫酸钴。

实施例3

采用与实施例1相同的镍精矿。具体处理步骤如下：

对上述镍精矿进行磨矿、洗矿及调浆，并调节矿浆的pH值为2.0，以及加热至90℃。

对上述调节pH及加热之后的矿浆进行一段加热加压处理，其中，第一浸出氧化剂为纯氧，反应温度为130℃，反应压力在0.6MPa，反应时间为1.0h。然后经沉降分离得到含镍浸出液和含硫单质的浸出渣。

采用浮选的方式分离含硫单质的浸出渣中的硫单质，得到除硫浸出渣；

在第二浸出氧化剂压缩空气的作用下，对除硫浸出渣进行二段加热加压处理，其中，反应温度为210℃，反应压力在2.7MPa，反应时间为1h。然后经离心分离得到含硫酸和金属离子的浸出液及含铁渣。

将含硫酸和金属离子的浸出液返回一段加热加压处理步骤进行重复处理。对含铁渣进行精制，得到铁精矿。

对含镍浸出液依次进行净化、分离及精制，分别得到镍产品、铜产品和钴产品，其中，净化及分离采用萃取及蒸发结晶，镍产品为硫酸镍，铜产品为电积铜，钴产品为硫酸钴。

实施例4

采用与实施例1相同的镍精矿。具体处理步骤如下：

对上述镍精矿进行磨矿、洗矿及调浆，并调节矿浆的pH值为0.5，以及加热至50℃。

对上述调节pH及加热之后的矿浆进行一段加热加压处理，其中，第一浸出氧化剂为纯氧，反应温度为170℃，反应压力在1.0MPa，反应时间为0.5h。然后经沉降分离得到含镍浸出液和含硫单质的浸出渣。部分硫单质会逐步被氧化成硫酸根。

采用浮选的方式分离含硫单质的浸出渣中的硫单质，得到除硫浸出渣；

在第二浸出氧化剂压缩空气的作用下，对除硫浸出渣进行二段加热加压处理，其中，反应温度为230℃，反应压力在3.5MPa，反应时间为0.5h。然后经离心分离得到含硫酸和金属离子的浸出液及含铁渣。

将含硫酸和金属离子的浸出液返回一段加热加压处理步骤进行重复处理。对含铁渣进行精制，得到铁精矿。

对含镍浸出液依次进行净化、分离及精制，分别得到镍产品、铜产品和钴产品，其中，净化及分离采用萃取及蒸发结晶，镍产品为硫酸镍，铜产品为电积铜，钴产品为硫酸钴。

实施例5

采用与实施例1相同的镍精矿。具体处理步骤如下：

对上述镍精矿进行磨矿、洗矿及调浆，并调节矿浆的pH值为0.5，以及加热至50℃。

对上述调节pH及加热之后的矿浆进行一段加热加压处理，其中，第一浸出氧化剂为纯氧，反应温度为160℃，反应压力在1.5MPa，反应时间为0.5h。然后经沉降分离得到含镍浸出液和含硫单质的浸出渣。压力增加时过压较大，造成氧化剂的浪费增加成本，同时部分硫存在氧化成硫酸根的可能性。

采用浮选的方式分离含硫单质的浸出渣中的硫单质，得到除硫浸出渣；

在第二浸出氧化剂压缩空气的作用下，对除硫浸出渣进行二段加热加压处理，其中，反应温度为230℃，反应压力在3.5MPa，反应时间为0.5h。然后经离心分离得到含硫酸和金属离子的浸出液及含铁渣。

将含硫酸和金属离子的浸出液返回一段加热加压处理步骤进行重复处理。对含铁渣进行精制，得到铁精矿。

对含镍浸出液依次进行净化、分离及精制，分别得到镍产品、铜产品和钴产品，其中，净化及分离采用萃取及蒸发结晶，镍产品为硫酸镍，铜产品为电积铜，钴产品为硫酸钴。

实施例6

采用与实施例1相同的镍精矿。具体处理步骤如下：

对上述镍精矿进行磨矿、洗矿及调浆，并调节矿浆的pH值为0.5，以及加热至50℃。

对上述调节pH及加热之后的矿浆进行一段加热加压处理，其中，第一浸出氧化剂为纯氧，反应温度为160℃，反应压力在1.0MPa，反应时间为0.5h。然后经沉降分离得到含镍浸出液和含硫单质的浸出渣。

采用浮选的方式分离含硫单质的浸出渣中的硫单质，得到除硫浸出渣；

在第二浸出氧化剂压缩空气的作用下，对除硫浸出渣进行二段加热加压处理，其中，反应温度为240℃，反应压力在3.5MPa，反应时间为0.5h。然后经离心分离得到含硫酸和金属离子的浸出液及含铁渣。温度提高时，会导致过压太小，硫不能完全被氧化，降低浸出率。

将含硫酸和金属离子的浸出液返回一段加热加压处理步骤进行重复处理。对含铁渣进行精制，得到铁精矿。

对含镍浸出液依次进行净化、分离及精制，分别得到镍产品、铜产品和钴产品，其中，净化及分离采用萃取及蒸发结晶，镍产品为硫酸镍，铜产品为电积铜，钴产品为硫酸钴。

实施例7

采用与实施例1相同的镍精矿。具体处理步骤如下：

对上述镍精矿进行磨矿、洗矿及调浆，并调节矿浆的pH值为2.0，以及加热至98℃。

对上述调节pH及加热之后的矿浆进行一段加热加压处理，其中，第一浸出氧化剂为纯氧，反应温度为160℃，反应压力在1.0MPa，反应时间为0.5h。然后经沉降分离得到含镍浸出液和含硫单质的浸出渣。

采用浮选的方式分离含硫单质的浸出渣中的硫单质，得到除硫浸出渣；

在第二浸出氧化剂压缩空气的作用下，对除硫浸出渣进行二段加热加压处理，其中，反应温度为230℃，反应压力在4.0MPa，反应时间为0.5h。然后经离心分离得到含硫酸和金属离子的浸出液及含铁渣。增大压力导致过压较大，排气量增加，成本增加且热量损失过大，能源利用率低。

将含硫酸和金属离子的浸出液返回一段加热加压处理步骤进行重复处理。对含铁渣进行精制，得到铁精矿。

对含镍浸出液依次进行净化、分离及精制，分别得到镍产品、铜产品和钴产品，其中，净化及分离采用萃取及蒸发结晶，镍产品为硫酸镍，铜产品为电积铜，钴产品为硫酸钴。

实施例8

本实施例处理的镍精矿是镍品位为3％的镍硫化矿，其中包括含量分别为3％的铜、为2.2％的铁、0.2％的锌及2％的钴。

对上述镍精矿进行磨矿、洗矿及调浆，并调节矿浆的pH值为0.5，以及加热至50℃。

对上述调节pH及加热之后的矿浆进行一段加热加压处理，其中，第一浸出氧化剂为纯氧，反应温度为160℃，反应压力在1.0MPa，反应时间为0.5h。然后经沉降分离得到含镍浸出液和含硫单质的浸出渣。

采用浮选的方式分离含硫单质的浸出渣中的硫单质，得到除硫浸出渣；

在第二浸出氧化剂压缩空气的作用下，对除硫浸出渣进行二段加热加压处理，其中，反应温度为230℃，反应压力在4.0MPa，反应时间为0.5h。然后经浓密分离、过滤得到含硫酸和金属离子的浸出液及含铁渣。

将含硫酸和金属离子的浸出液返回一段加热加压处理步骤进行重复处理。对含铁渣进行精制，得到铁精矿。

对含镍浸出液依次进行净化、分离及精制，分别得到镍产品、铜产品和钴产品，其中，净化及分离采用化学沉淀、溶剂萃取分离，镍产品为硫酸镍，铜产品为电积铜，钴产品为硫酸钴。

实施例9

本实施例采用与实施例8相同的镍精矿。

对上述镍精矿进磨矿、洗矿及调浆，并调节矿浆的pH值为7，以及加热至30℃。

对上述调节pH及加热之后的矿浆进行一段加热加压处理，其中，第一浸出氧化剂为纯氧，反应温度为160℃，反应压力在1.0MPa，反应时间为0.5h。然后经沉降分离得到含镍浸出液和含硫单质的浸出渣。

采用浮选的方式分离含硫单质的浸出渣中的硫单质，得到除硫浸出渣；

在第二浸出氧化剂压缩空气的作用下，对除硫浸出渣进行二段加热加压处理，其中，反应温度为230℃，反应压力在4.0MPa，反应时间为0.5h。然后经浓密分离、过滤得到含硫酸和金属离子的浸出液及含铁渣。

将含硫酸和金属离子的浸出液返回一段加热加压处理步骤进行重复处理。对含铁渣进行精制，得到铁精矿。

对含镍浸出液依次进行净化、分离及精制，分别得到镍产品、铜产品和钴产品，其中，净化及分离采用化学沉淀、溶剂萃取分离，镍产品为硫酸镍，铜产品为电积铜，钴产品为硫酸钴。

对比例1

采用与实施例1相同的镍精矿。具体处理步骤如下：

对上述镍精矿进行磨矿、洗矿及调浆，进行两段常压浸出、两段加压浸出处理。

对上述矿浆调节矿浆的pH值为6～7，以及加热至80℃以上，浸出时间5～10h，浓密分离，固体进入下段反应。

对上述调节pH及加热之后的矿浆再次进行调节，调节矿浆的pH值为0.5～2.5，以及加热至80℃以上，浸出时间5～10h，进行二段常压处理，

对上述调节pH及加热之后的矿浆进行一段加热加压处理，其中，第一浸出氧化剂为纯氧，反应温度为145～155℃℃，反应压力在1.0MPa，反应时间为5～7h。然后经沉降分离得到含镍浸出液和含铜的浸出渣。

在第二浸出氧化剂纯氧的作用下，对浸出渣进行二段加热加压处理，其中，反应温度为160～170℃，反应压力在1.0MPa，反应时间为5h。然后经离心分离得到含铜离子的浸出液及含铁渣。

将含镍金属离子的浸出液经过萃取，蒸发结晶得到硫酸镍产品。

将含铜金属离子的浸出液经过萃取，电积得到电积铜，废电解液返回一段常压浸出。

检测：

采用与实施例1相同量的镍铁原料，采用对比例1中的生产工艺来处理镍精矿，对实施例1至9与对比例1的工艺性能进行了检测，检测结果如下：

表1：

从实施例1-9与对比例1的比较可以看出新流程只需要两步，而对比例1则需要四步；对比例1最短时间20h，最长时间32h，反应体系庞大，设备投资及运行费用高，实施例1-9实例则需要的较短的时间1-10h；对比例1中有价金属镍钴回收率较低，硫元素不能被回收利用，且需要额外补充硫酸。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

本发明介绍了一种多金属复杂镍精矿的处理工艺，以镍精矿为原料，采用原料预处理、一段中温加压、硫分离、二段高温加压、液固分离得到铁精矿，含镍液净化除杂，溶液萃取，精制等获得各个金属的精制产品。工艺简单可靠、过程易控制、将所有金属都转化为相应产品、投资成本低，高效益的处理。

本发明的优点是：

(1)本工艺从镍精矿开始，不需要增加火法冶炼，工艺流程短，投资低。

(2)本工艺各个元素都走向最终产品，三废无排放，工艺对资源综合利用能力强，且清洁，零排放。

(3)本工艺对原料的要求低，适用范围广。

(4)本工艺能源利用情况优，其中硫元素的热量效应以及酸效应选择性利用。

(5)本工艺操作简单，过程容易控制，且不会出现有害气体，安全可靠。

(6)本工艺较为灵活，对产品方案限制性小，可以实现广泛的市场需求。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (19)

1.一种镍精矿的处理工艺，其特征在于，所述处理工艺包括：

在第一浸出氧化剂的作用下，对镍精矿的矿浆进行一段加热加压处理，得到含镍浸出液和含硫单质的浸出渣；

分离所述含硫单质的浸出渣中的所述硫单质，得到除硫浸出渣；

在第二浸出氧化剂的作用下，对所述除硫浸出渣进行二段加热加压处理，得到含硫酸和金属离子的浸出液及含铁渣；

对所述含镍浸出液依次进行净化、分离及精制，分别得到镍产品、铜产品和钴产品；

在所述二段加热加压处理中，反应温度为160~230℃，反应压力在0.6MPa~3.5MPa，反应时间为0.5~5h。

2.根据权利要求1所述的处理工艺，其特征在于，在得到含硫酸和金属离子的浸出液及含铁渣之后，所述处理工艺还包括：

将所述含硫酸和金属离子的浸出液返回所述一段加热加压处理步骤进行重复处理。

3.根据权利要求2所述的处理工艺，其特征在于，对所述含铁渣进行精制，得到铁精矿。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的处理工艺，其特征在于，所述第一浸出氧化剂和所述第二浸出氧化剂各自独立地选自纯氧气、压缩空气、富氧或双氧水。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的处理工艺，其特征在于，在所述一段加热加压处理中，反应温度为115~160℃，反应压力在0.07MPa~1.0MPa，反应时间为0.5~5h。

6.根据权利要求1所述的处理工艺，其特征在于，所述镍精矿为含多金属的镍精矿，且所述镍精矿为硫化矿。

7.根据权利要求6所述的处理工艺，其特征在于，所述镍精矿为包含铜、铁、锌、钴以及稀贵金属中的一种或多种的镍精矿。

8.根据权利要求7所述的处理工艺，其特征在于，所述镍精矿为镍品位在3~70%的镍精矿。

9.根据权利要求1所述的处理工艺，其特征在于，在进行所述一段加热加压处理之前，所述处理工艺还包括：将镍精矿配制成所述矿浆。

10.根据权利要求9所述的处理工艺，其特征在于，通过对所述镍精矿依次进行磨矿、洗矿以及调浆，得到所述矿浆。

11.根据权利要求10所述的处理工艺，其特征在于，在得到所述矿浆之后，以及对所述矿浆进行所述一段加热加压处理之前，所述处理工艺还包括：对所述矿浆进行pH值调节以及加热的步骤。

12.根据权利要求11所述的处理工艺，其特征在于，将所述矿浆的pH值调节为0.5~4.0，将所述矿浆加热至50~98℃。

13.根据权利要求1所述的处理工艺，其特征在于，

对所述矿浆进行所述一段加热加压处理后，经第一次固液分离得到所述含镍浸出液和所述含硫单质的浸出渣；

对所述除硫浸出渣进行所述二段加热加压处理后，经第二次固液分离得到所述含硫酸和金属离子的浸出液及所述含铁渣。

14.根据权利要求13所述的处理工艺，其特征在于，所述第一次固液分离和所述第二次固液分离各自独立地选自浓密分离、沉降分离、离心分离、吸附分离及旋流分离中的任意一种。

15.根据权利要求1所述的处理工艺，其特征在于，采用浮选或热过滤的方式，对所述含硫单质的浸出渣中的硫单质进行分离。

16.根据权利要求1所述的处理工艺，其特征在于，采用如下任一种或多种净化分离方式对所述含镍浸出液进行净化及分离：溶液中和、氧化沉淀、溶剂萃取、树脂活性炭吸附及膜过滤。

17.根据权利要求1所述的处理工艺，其特征在于，所述镍产品、所述铜产品和所述钴产品各自独立地为金属单质制品、金属氧化物制品、金属盐类制品或者为多金属混合制品。

18.根据权利要求17所述的处理工艺，其特征在于，所述金属单质制品为镍板、镍饼或镍豆。

19.根据权利要求17所述的处理工艺，其特征在于，所述金属盐类制品为硫酸镍。

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