[發明專利]紅土鎳礦中提取鎳鈷、綜合開發鐵和鎂的工藝方法

無效

• 申請號: 200810032088.X
• 申請日: 2008-08-15
• 公開（公告）號: CN101338375A
• 公開（公告）日: 2009-01-07
• 發明（設計）人: 胡啟陽;李新海;王志興;郭華軍;張云河
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: C22B23/00
• 分類號: C22B23/00;C22B26/22;C22B3/10;C22B3/26
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所
• 代理人: 顏勇

技術領域

本發明屬于有色金屬濕法冶金領域一種濕法氯化法從紅土鎳礦中提取鎳鈷，并綜合利用鎂、鐵的工藝方法，尤其是一種處理低品位紅土鎳礦、綜合利用有價金屬的方法。

背景技術

全球鎳資源類型主要為硫化鎳礦和氧化鎳礦二類，其中賦存在氧化礦中的鎳占鎳總儲量的65～70％。鎳氧化礦以品位在1％左右的紅土鎳礦為代表，其經濟開發倍受人們所關注。鎳紅土礦有褐鐵礦類型和殘積礦類型，一般殘積礦類型氧化鎳礦含鎂較高，而褐鐵礦型鎳紅土礦含鐵較高而含鎂較低。

在紅土鎳礦處理方面，比較成熟的冶煉方法包括：回轉窯預還原法-電爐熔煉法(RKEF)、燒結-鼓風爐硫化熔煉法、燒結-高爐熔煉法、還原焙燒-氨浸法和高壓酸浸法等。從總體而言，氧化鎳礦的處理主要分為火法冶金和濕法冶金兩種，上述方法中，回轉窯預還原法-電爐熔煉法(RKEF)、燒結-鼓風爐硫化熔煉法、燒結-高爐熔煉法為火法冶煉方法，還原焙燒-氨浸法和高壓酸浸法等為濕法冶煉方法。火法冶煉處理含鎳高的礦，以獲取鎳鐵合金為主，綜合利用紅土礦中的鎳和鐵；濕法冶煉處理可用于處理含鎳較低的礦，以獲取鎳和鈷的化學或冶金產品。

紅土礦中的主要有用金屬成份為鎳、鈷、鎂、鐵和硅，低品位鎳紅土礦中，鎳和鈷總量僅有1％左右，而硅、鐵和鎂占礦組成的主要部分。不同類型礦的鎂鐵比有高有低，褐鐵礦型紅土礦中鎂鐵比較低，而殘積礦型紅土礦鎂鐵比較高。本工藝開發一種經濟的通用濕法冶煉方法，對低品位紅土礦進行處理，綜合利用鎳、鈷、鎂和鐵。

發明內容

為綜合利用紅土礦中鎳、鈷、鎂和鐵等有價金屬資源，本發明提供一種投資少、資源綜合利用、礦物適用范圍寬、工藝簡潔、能耗低、生產成本低、酸和水閉路循不產生污染，對環境友好、適應大規模生產的紅土鎳礦綠色環保處理方法。

本發明通過下列技術方案，實現用常壓濕法氯化-萃取聯合法處理紅土鎳礦綜合回收鎳鈷、鎂和鐵的方法，其工藝步驟包括：

(1)常壓濕法氯化浸礦：將礦石破碎制成礦漿，礦漿用鹽酸進行常壓加溫攪拌浸出，將礦石中的鎳、鈷、鎂及少部分鐵等以氯化物進入浸出液中，將鐵大部分抑制在浸出渣中；所述的常壓加溫是在常壓下，溫度60～80℃；濃度不低于28％HCl的鹽酸溶液與礦石重量比(即酸料比)2.0～2.5∶1；

(2)將(1)步所得到的浸出液和浸出渣分離；浸出液用有機萃取劑除鐵，得到含鐵的有機相，以及鎳鈷、鎂氯化物溶液；從萃取有機相中反萃取得到的氯化鐵溶液，經中和沉淀、固液分離得氫氧化鐵、沉淀鐵后母液；

(3)在鎳鈷、鎂氯化物溶液中以中和沉淀法沉淀鎳鈷，固液分離得氫氧化鎳鈷、沉淀鎳鈷后母液；使鎳鈷與鎂分離；

(4)將(3)、(4)步中得到的沉淀鐵后母液和沉淀鎳鈷后合并，經濃縮調整后進行高溫水解，得氯化氫；氯化氫經水吸收后獲得再生鹽酸，并用于浸礦。

步驟(1)所述，對采出的礦石進行破碎(優選將采出的礦石破碎至-30mm)，當礦石含水量小于15％時適用干破，當礦石含水量大于15％時適用濕破；加水磨漿的液固比為1～2∶1，漿料過100目篩，供浸出使用。

步驟(2)所述，浸出在常壓加溫的浸出槽中進行，礦漿和工業鹽酸(回收鹽酸；≥28％HCl)直接泵入浸出槽中。補水控制物料中總的液體與固體的重量比(即液固比)3∶1～4∶1；浸出時間0.5～2小時；

所述(2)、(3)步本發明優選使用輕質氧化鎂為中和沉淀劑，沉淀鐵后母液、沉淀鎳鈷后母液為氯化鎂溶液；因而在(4)步中高溫水解，則得到輕質氧化鎂和氯化氫，所得到的輕質氧化鎂可繼續作為中和沉淀劑。

步驟(2)所述，萃取鐵用萃取劑可用中性有機膦(如TBP)和胺類(如N235、N503等)化合物；本發明中為高鐵量的去除，優選使用N503，即35％N503+15％丙三醇+煤油的萃取劑。

步驟(2)所述，萃取操作可用箱式萃取設備(混合澄清槽)或立式萃取設備(萃取塔)；采用逆流萃取和逆流反萃取、常溫下操作；有效萃取級數3～5級，萃取相比O/A＝1∶1～1.5；有效反萃取級數4～6級，反萃取相比O/A＝1～1.5∶1。鐵去除率≥99％。

步驟(2)所述，萃取除鐵的反萃取液為氯化鐵酸性溶液，本發明優選用輕質氧化鎂為中和沉淀劑，將鐵以氫氧化鐵形式沉淀，氯化鐵溶液轉化為氯化鎂溶液；中和沉淀條件為：常溫～60℃，慢速加入輕質氧化鎂，控制終點pH6.0～7.0，鐵沉淀率≥99％。氫氧化鐵可用于精制其他鐵系列產品。