CN117222764A - 红土镍矿酸浸提取镍钴锰的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种红土镍矿酸浸提取镍钴锰的方法，包括如下步骤：首先在红土镍矿破碎后进行物理分选处理以分离出铬铁矿和第一尾矿，然后将第一尾矿进行分级浓缩处理以得到第一矿浆，之后对第一矿浆进行常压酸浸处理以得到第二矿浆，之后将第二矿浆进行微波处理，最后对第二矿浆进行固液分离处理，以得到尾渣和含镍钴锰的浸出液；本发明提供的红土镍矿酸浸提取镍钴锰的方法首先通过物理分选方法优先分离出铬铁矿，减少铬金属进入常压酸浸段；然后通过预先加酸调浆使第一矿浆与酸达到一个良好的环境，有利于镍钴锰金属的浸出，最后采用微波加热方式能够使第二矿浆中的固体颗粒充能，更有利于第二矿浆中镍钴锰金属的浸出。
Description
技术领域
本发明涉及镍钴锰材料生产领域，尤其涉及一种红土镍矿酸浸提取镍钴锰的方法。
背景技术
随着电池工业的飞速发展，世界镍钴锰需求急剧上升，镍钴锰价大幅上涨，高品位镍钴锰资源日趋枯竭，人们把关注的焦点放在开发低品位、成分复杂的红土镍矿上，生产三元动力电池用镍钴锰原料。
目前针对低镍含量的红土镍矿主要是通过湿法冶金方法提取镍，主流工艺是高压酸浸和常压酸浸。红土镍矿的常压浸出工艺具有建设周期短、工艺简单、易操作、能耗低等优点，但存在镍钴锰金属的浸出率低、浸出周期长、酸耗量高以及浸出液铁含量高等问题。因此，研究如何提高红土镍矿中镍钴锰金属的浸出率是常压酸浸提取镍钴锰金属的关键。
因此，亟需一种红土镍矿酸浸提取镍钴锰的方法以解决上述技术问题。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种红土镍矿酸浸提取镍钴锰的方法，用于改善现有湿法冶炼生产镍钴锰氢氧化物的过程中在常压酸浸阶段提取到的镍钴锰金属的浸出率过低的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种红土镍矿酸浸提取镍钴锰的方法，包括如下步骤：
S10、红土镍矿破碎后进行物理分选处理，以分离出铬铁矿和第一尾矿；
S20、将第一尾矿进行分级浓缩处理，以得到第一矿浆；
S30、对第一矿浆进行常压酸浸处理，以得到第二矿浆；
S40、对第二矿浆进行固液分离处理，以得到尾渣和含镍钴锰的浸出液；
其中，进行S40步骤之前还包括：将第二矿浆进行微波处理。
优选地，S10步骤具体包括：
S101，对红土镍矿进行破碎处理，得到第一精矿；
S102，对第一精矿进行重选处理，得到第一铬铁矿和第二精矿；
S103，对第二精矿进行磁选处理，得到第二铬铁矿和第一尾矿。
优选地，S101步骤中，第一精矿的粒度小于1.5mm。
优选地，S102步骤中，重选处理采用的设备为摇床选矿机。
优选地，S103步骤中，磁选处理采用的设备为湿式磁选机，磁选处理采用两段磁选，一段磁选的磁场强度范围为400～500kA/m，二段磁选的磁场强度范围为70～80kA/m。
优选地，S10步骤中，第一尾矿中铬的质量百分含量小于0.1％，第一尾矿加入-200目的通过量的质量比范围为90％～95％。
优选地，S20步骤具体包括：
采用水力旋流器对第一尾矿进行预先分级处理，第一尾矿中的细颗粒与液流体直接通过水力旋流器的溢流口排出，得到矿浆A；第一尾矿中的粗颗粒在经过进磨机磨细处理后，与液流体通过溢流口排出，得到矿浆B；矿浆A与矿浆B汇集形成第一矿浆。
优选地，S20步骤中，第一矿浆中固体颗粒的质量比范围为20％～30％。
优选地，S30步骤具体包括：
S301，将酸性溶液加入至第一矿浆中，搅拌处理后得到第二矿浆；
其中，酸性溶液为硫酸、硝酸以及盐酸中至少的一种，酸性溶液中酸性物质的质量比范围为10％～25％，搅拌处理的时间范围为20～40min。
优选地，将所述第二矿浆进行微波处理的步骤具体包括：将第二矿浆放置于微波反应器中进行加热和搅拌处理，微波反应器的功率范围为400～800W，搅拌转速范围为200～300r/min，加热反应时间范围为1～3h。
本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明提供了一种红土镍矿酸浸提取镍钴锰的方法，包括如下步骤：首先在红土镍矿破碎后进行物理分选处理以分离出铬铁矿和第一尾矿，然后将第一尾矿进行分级浓缩处理以得到第一矿浆，之后对第一矿浆进行常压酸浸处理以得到第二矿浆，之后将第二矿浆进行微波处理，最后对第二矿浆进行固液分离处理，以得到尾渣和含镍钴锰的浸出液；本发明提供的红土镍矿酸浸提取镍钴锰的方法首先通过物理分选方法优先分离出铬铁矿，减少铬金属进入常压酸浸段；然后通过预先加酸调浆使第一矿浆与酸达到一个良好的环境，有利于镍钴锰金属的浸出，最后采用微波加热方式能够使第二矿浆中的固体颗粒充能，更有利于第二矿浆中镍钴锰金属的浸出，进而有效提高了浸出液中镍钴锰的浸出率。
附图说明
图1为本发明实施例提供的红土镍矿酸浸提取镍钴锰的方法流程图；
图2为本发明实施例提供的红土镍矿酸浸提取镍钴锰的方法的工艺流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明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本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，均属于本发明保护的范围。
请参阅图1，为本发明实施例提供的红土镍矿酸浸提取镍钴锰的方法流程简图；其中，红土镍矿酸浸提取镍钴锰的方法具体包括：
S10、红土镍矿破碎后进行物理分选处理，以分离出铬铁矿和第一尾矿。
具体地，S10步骤还包括：
首先，提供一红土镍矿，红土镍矿为褐铁矿型红土镍矿、残积矿型红土镍矿，或者两种矿物的混合物。
之后，采用破碎机对红土镍矿进行破碎处理，得到第一精矿，其中第一精矿的粒度小于1.5mm；第一精矿的粒度小于1.5mm有利于后续进行分级浓缩处理。
之后，对第一精矿进行重选处理，得到具有第一粒度的第一铬铁矿和第二精矿；其中，重选又称重力选矿，是指利用被分选矿物颗粒间相对密度、粒度、形状的差异及其在介质(水、空气或其他相对密度较大的液体)中运动速率和方向的不同，使之彼此分离的选矿方法。
具体地，重选处理采用的设备为摇床选矿机，通过重选处理可以根据重力的作用将第一精矿中的第一铬铁矿粗选出来并分离得到第二精矿。
最后，对第二精矿进行磁选处理，得到具有第二粒度的第一铬铁矿和第一尾矿，其中，第二粒度小于第一粒度。优选地，磁选处理采用的设备为湿式磁选机，磁选处理采用两段磁选，一段磁选的磁场强度范围为400～500kA/m，二段磁选的磁场强度范围为70～80kA/m。
其中，通过二次磁选处理可以进一步将可以根据磁场的作用将第二精矿中的剩余铬铁矿(第二铬铁矿)粗选出来并分离得到第一尾矿。
优选地，S10步骤中，第一尾矿中铬的质量百分含量小于0.1％，第一尾矿加入-200目的通过量的质量比范围为90％～95％。
进一步地，红土镍矿破碎后通过物理分选方法得到的第一尾矿含铁铬量比较低，能够减小铁铬金属进入常压酸浸段。
S20、将第一尾矿进行分级浓缩处理，以得到第一矿浆。
具体地，S20步骤还包括：
采用水力旋流器对第一尾矿进行预先分级处理，第一尾矿中的细颗粒与液流体直接通过水力旋流器的溢流口排出，得到矿浆A；第一尾矿中的粗颗粒在经过进磨机磨细处理后，与液流体通过溢流口排出，得到矿浆B；矿浆A与矿浆B汇集形成第一矿浆。
优选地，S20步骤中，第一矿浆中固体颗粒的质量比范围为20％～30％。
具体地，通过S20步骤可以使第一矿浆与酸达到一个良好的环境，有利于镍钴锰金属的浸出。
S30、对第一矿浆进行常压酸浸处理，以得到第二矿浆。
具体地，S30步骤还包括：
将酸性溶液加入至第一矿浆中，搅拌处理后得到第二矿浆；其中，酸性溶液为硫酸、硝酸以及盐酸中至少的一种，酸性溶液中酸性物质的质量比范围为10％～25％，搅拌处理的时间范围为20～40min。其中，第一矿浆中加入酸性溶液是为了溶解镍钴锰金属。
S40、对第二矿浆进行固液分离处理，以得到尾渣和含镍钴锰的浸出液。
具体地，S40步骤还包括：
首先，将第二矿浆放置于微波反应器中进行加热处理，微波反应器的功率范围为400～800W；
之后，在一定温度下和搅拌转速条件下加热反应一段时间，搅拌转速范围为200～300r/min，温度范围为85～100℃，加热时间范围为1～3h；
最后，对第二矿浆进行固液分离处理(过滤法)，以得到尾渣和含镍钴锰的浸出液；其中，尾渣使用热水洗涤4～5次，洗涤液混入含镍钴锰的浸出液中。
具体地，微波反应器对第二矿浆进行微波加热时，微波能够迅速渗透且直接将热量存储在第二矿浆的固体矿物中，能加快固体矿物的升温，更加有利于镍钴锰金属的浸出。
现结合具体实施例对本申请的技术方案进行描述，其中，下列所有实施案例和对比例中的红土镍矿选自褐铁矿性红土镍矿，其各金属组分的质量百分比含量如下：Ni组分的质量百分比含量为1.18％、Co组分的质量百分比含量为0.075％、Mn组分的质量百分比含量为0.568％、Cr组分的质量百分比含量为1.73％、Fe组分的质量百分比含量为41.70％、Al组分的质量百分比含量为4.29％、Mg组分的质量百分比含量为1.68％。
本发明实施例：
请参阅图2，图2为本发明实施例提供的红土镍矿酸浸提取镍钴锰的方法的工艺流程图，包括以下步骤：
S10、红土镍矿破碎后进行物理分选处理，以分离出铬铁矿和第一尾矿。
具体地，S10步骤还包括：
首先，采用破碎机对上述红土镍矿进行破碎处理，得到第一精矿，其中第一精矿的粒度小于1.5mm。
之后，通过摇床选矿机对第一精矿进行重选处理，得到第一铬铁矿和第二精矿；
最后，对第二精矿进行磁选处理，得到第二铬铁矿和第一尾矿。其中，磁选处理采用的设备为湿式磁选机，磁选处理采用两段磁选，一段磁选的磁场强度为450kA/m，用于对第二精矿中的铬铁矿物进行粗选，二段磁选的磁场强度为80kA/m，用于对第二精矿中的剩余铬铁矿物进行二次精选，进而得到第二精矿。
具体地，S10步骤完成后，得到的铬铁矿的回收率为46.23％，铬铁矿中Cr2O3的质量百分含量为43.22％；分选得到的第一尾矿加入-200目的通过量的质量比为90％。
S20、将第一尾矿进行分级浓缩处理，以得到第一矿浆。
具体地，S20步骤还包括：
采用水力旋流器对第一尾矿进行预先分级处理，第一尾矿中的细颗粒与液流体直接通过水力旋流器的溢流口排出，得到矿浆A；第一尾矿中的粗颗粒在经过进磨机磨细处理后，与液流体通过溢流口排出，得到矿浆B；矿浆A与矿浆B汇集形成第一矿浆；其中，S20步骤中，第一矿浆中固体颗粒的质量百分含量为25％。
S30、对第一矿浆进行常压酸浸处理，以得到第二矿浆。
具体地，S30步骤还包括：
将酸性溶液加入至第一矿浆中，搅拌处理后得到第二矿浆；其中，酸性溶液为浓硫酸水溶液，浓硫酸水溶液中酸性物质的质量浓度为150g/L，搅拌处理的时间为30min，搅拌处理的转速为150r/min。
S40、对第二矿浆进行固液分离处理，以得到尾渣和含镍钴锰的浸出液。
具体地，S40步骤还包括：
首先，将第二矿浆放置于微波反应器中进行加热处理，微波反应器的功率为600W；之后，在90℃下和搅拌转速条件下加热反应一段时间，搅拌转速为250r/min，加热时间范围为2.5h；最后，对第二矿浆进行固液分离处理(过滤法)，以得到尾渣和含镍钴锰的浸出液；其中，尾渣使用热水洗涤5次，洗涤液混入含镍钴锰的浸出液中。洗涤后的尾渣进行烘干称重处理，并化验其组成。最后结果表明，经过上述酸浸方法处理后，Ni的浸出率为88.2％，Co的浸出率为79.5％，Mn的浸出率为90.34％。
对比例：
对比例提供的红土镍矿酸浸提取镍钴锰的方法与本发明实施例提供的红土镍矿酸浸提取镍钴锰的方法大致相同，不同之处仅在于：
S40步骤中，对第二矿浆进行固液分离处理，以得到尾渣和含镍钴锰的浸出液；
具体地，将第二矿浆置于水浴锅中加热至90℃，在转速250r/min下搅拌反应2.5h后，对第二矿浆进行固液分离处理(过滤法)，以得到尾渣和含镍钴锰的浸出液；其中，尾渣使用热水洗涤5次，洗涤液混入含镍钴锰的浸出液中。洗涤后的尾渣进行烘干称重处理，并化验其组成。
最后结果表明，经过对比例提供的红土镍矿酸浸提取镍钴锰的方法处理后，Ni的浸出率为78.2％，Co的浸出率为64.3％，Mn的浸出率为82.52％。
经对比可知，在S40步骤中通过使用微波反应器对第二矿浆进行微波加热处理相比通过使用水浴锅对第二矿浆进行水浴加热处理，更有利于第二矿浆中镍钴锰金属的浸出。
相比现有技术，本发明实施例提供的红土镍矿酸浸提取镍钴锰的方法具有以下优点：
第一，本发明优势在于结合了选矿和湿法冶金的方法，实现了红土镍矿中镍钴锰铬等金属的高效回收；
第二，本发明优势在于红土镍矿采用“重选+磁选”预先分离出铬铁矿，有利于铬金属的回收，同时大幅度减少常压酸浸后的浸出液中铬金属离子；
第三，本发明优势在于采用了微波加热的方式，使得矿物内部快速充能，促进了红土镍矿中镍钴锰金属的浸出，对红土镍矿常压浸出提取镍钴锰金属技术具有重大意义。
相比于现有技术，本发明提供了一种红土镍矿酸浸提取镍钴锰的方法，包括如下步骤：首先在红土镍矿破碎后进行物理分选处理以分离出铬铁矿和第一尾矿，然后将第一尾矿进行分级浓缩处理以得到第一矿浆，之后对第一矿浆进行常压酸浸处理以得到第二矿浆，之后将第二矿浆进行微波处理，最后对第二矿浆进行固液分离处理，以得到尾渣和含镍钴锰的浸出液；本发明提供的红土镍矿酸浸提取镍钴锰的方法首先通过物理分选方法优先分离出铬铁矿，减少铬金属进入常压酸浸段；然后通过预先加酸调浆使第一矿浆与酸达到一个良好的环境，有利于镍钴锰金属的浸出，最后采用微波加热方式能够使第二矿浆中的固体颗粒充能，更有利于第二矿浆中镍钴锰金属的浸出，进而有效提高了浸出液中镍钴锰的浸出率。
需要说明的是，以上各实施例均属于同一发明构思，各实施例的描述各有侧重，在个别实施例中描述未详尽之处，可参考其他实施例中的描述。
以上实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种红土镍矿酸浸提取镍钴锰的方法，其特征在于，包括如下步骤；
S10、红土镍矿破碎后进行物理分选处理，以分离出铬铁矿和第一尾矿；
S20、将所述第一尾矿进行分级浓缩处理，以得到第一矿浆；
S30、对所述第一矿浆进行常压酸浸处理，以得到第二矿浆；
S40、对所述第二矿浆进行固液分离处理，以得到尾渣和含镍钴锰的浸出液；
其中，进行所述S40步骤之前还包括：将所述第二矿浆进行微波处理。
2.根据权利要求1所述的红土镍矿酸浸提取镍钴锰的方法，其特征在于，所述S10步骤具体包括：
S101，对所述红土镍矿进行破碎处理，得到第一精矿；
S102，对所述第一精矿进行重选处理，得到第一铬铁矿和第二精矿；
S103，对所述第二精矿进行磁选处理，得到第二铬铁矿和所述第一尾矿。
3.根据权利要求2所述的红土镍矿酸浸提取镍钴锰的方法，其特征在于，所述S101步骤中，所述第一精矿的粒度小于1.5mm。
4.根据权利要求2所述的红土镍矿酸浸提取镍钴锰的方法，其特征在于，所述S102步骤中，所述重选处理采用的设备为摇床选矿机。
5.根据权利要求2所述的红土镍矿酸浸提取镍钴锰的方法，其特征在于，所述S103步骤中，所述磁选处理采用的设备为湿式磁选机，所述磁选处理采用两段磁选，一段磁选的磁场强度范围为400～500kA/m，二段磁选的磁场强度范围为70～80kA/m。
6.根据权利要求2所述的红土镍矿酸浸提取镍钴锰的方法，其特征在于，所述S10步骤中，所述第一尾矿中铬的质量百分含量小于0.1％，所述第一尾矿加入-200目的通过量的质量比范围为90％～95％。
7.根据权利要求1所述的红土镍矿酸浸提取镍钴锰的方法，其特征在于，所述S20步骤具体包括：
采用水力旋流器对所述第一尾矿进行预先分级处理，所述第一尾矿中的细颗粒与液流体直接通过所述水力旋流器的溢流口排出，得到矿浆A；所述第一尾矿中的粗颗粒在经过进磨机磨细处理后，与所述液流体通过所述溢流口排出，得到矿浆B；所述矿浆A与矿浆B汇集形成所述第一矿浆。
8.根据权利要求7所述的红土镍矿酸浸提取镍钴锰的方法，其特征在于，所述S20步骤中，所述第一矿浆中固体颗粒的质量比范围为20％～30％。
9.根据权利要求1所述的红土镍矿酸浸提取镍钴锰的方法，其特征在于，所述S30步骤具体包括：
S301，将酸性溶液加入至所述第一矿浆中，搅拌处理后得到所述第二矿浆；
其中，所述酸性溶液为硫酸、硝酸以及盐酸中至少的一种，所述酸性溶液中酸性物质的质量比范围为10％～25％，所述搅拌处理的时间范围为20～40min。
10.根据权利要求1所述的红土镍矿酸浸提取镍钴锰的方法，其特征在于，所述将所述第二矿浆进行微波处理的步骤具体包括：将所述第二矿浆放置于微波反应器中进行加热和搅拌处理，所述微波反应器的功率范围为400～800W，搅拌转速范围为200～300r/min，加热反应时间范围为1～3h。
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