[發(fā)明專利]鹽酸全閉路循環(huán)法從紅土鎳礦中提取有價(jià)金屬的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910042677.0
• 申請日: 2009-02-18
• 公開（公告）號: CN101509072A
• 公開（公告）日: 2009-08-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李新海;郭華軍;胡啟陽;王志興;彭文杰;張?jiān)坪?/a>;李向群
• 申請（專利權(quán)）人: 中南大學(xué)
• 主分類號: C22B3/10
• 分類號: C22B3/10;C22B3/26;B03C1/015;B03C1/02;C22B23/00
• 代理公司: 長沙正奇專利事務(wù)所有限責(zé)任公司
• 代理人: 馬 強(qiáng)

1.一種鹽酸全閉路循環(huán)法從紅土鎳礦中提取有價(jià)金屬的方法，它以加工破碎的紅土鎳礦 礦石為原料，包括氯化浸出、浸出渣回收鐵、浸出液氧化及水解除鐵、鎳鈷提取、母液霧化 干燥、焙燒再生鹽酸及鎂鐵綜合利用工藝步驟，其特征是：

(1)氯化浸出：以鹽酸與金屬氯化物的混合溶液作為浸出劑，將投入所述浸出劑的礦石 中鎳、鈷、鎂以氯化物進(jìn)入浸出劑中，將鐵抑制在浸出渣中；

所述浸出在加壓加溫的浸出槽中，并于溫度為60℃～180℃、壓力0.11MPa～0.5MPa的條件 下進(jìn)行，浸出時(shí)間為0.5小時(shí)～2小時(shí)；

所述浸出劑與礦石的重量比為1.3～2.5∶1，補(bǔ)水控制物料中總的液體與固體的重量比 3～4∶1；

所述浸出劑中HCl含量28％以上，浸出劑中金屬離子含量之和∶氯離子的重量比含量為 0.02～0.3∶1(wt)；

所述金屬氯化物為氯化鎂或氯化鐵、氯化亞鐵、氯化鋁、氯化鈣中的一種以上；

浸出所得為含鎳、鈷、鎂氯化物的浸出液和含鐵的浸出渣；

(2)從浸出渣中回收鐵：所述浸出渣與浸出液經(jīng)固液分離后，將浸出渣造球、還原磁 化焙燒，再經(jīng)破碎、磁選富集鐵，用于煉鐵；其中：

造球是將含水浸出渣、常規(guī)復(fù)合粘結(jié)劑、還原劑混合后制造成5～12mm生球粒；所述復(fù) 合粘結(jié)劑配入量為浸出渣干重的2～3％；還原劑為木炭或無煙煤、煙煤或褐煤，所述還原劑在 造球時(shí)配入量為浸出渣干重的6％～10％；

還原磁化焙燒是在回轉(zhuǎn)窯中進(jìn)行，通過控制焙燒溫度700℃～780℃，焙燒時(shí)間30分鐘～40 分鐘得到磁性氧化鐵，焙燒后得到的熟球經(jīng)破碎、球磨，并過200目篩，過篩的粉料磁選用弱 磁選機(jī)，磁選磁場強(qiáng)度80特斯拉～100特斯拉，磁選產(chǎn)物控制鐵含量55％～65％；

(3)浸出液氧化及水解除鐵、鎳鈷提?。?

利用后續(xù)霧化干燥及焙燒過程中的熱量對反應(yīng)罐中的浸出液進(jìn)行濃縮處理，使浸出液中 的水分及氯化氫氣體大量揮發(fā)，氯化鐵與氯化鎂結(jié)晶析出，得到除去部分鐵鎂的濃縮浸出液； 所產(chǎn)生的蒸汽冷凝后返回前述“氯化浸出”步驟；然后在60℃～100℃條件下向所述反應(yīng)罐中 通入空氣或富氧空氣或氧氣，使所述濃縮浸出液中的二價(jià)鐵氧化成三價(jià)鐵；再以后續(xù)霧化干 燥或焙燒過程中產(chǎn)生的氧化鎂、氧化鐵或它們的混合物為中和劑，將所述含有三價(jià)鐵濃縮浸 出液的pH值調(diào)整到2.2～4.0，使三價(jià)鐵水解實(shí)現(xiàn)沉鐵，過濾沉淀，經(jīng)熱處理后得到鐵紅；

除鐵后的浸出液采用復(fù)合硫化劑沉淀鎳鈷的方法提取鎳鈷，即采用下述兩種方法之一在 所述除鐵后浸出液中加入由硫化劑A與硫化劑B組成的復(fù)合硫化劑：

(i)硫化劑A與硫化劑B分別緩慢加入或按比例混合后緩慢加入，或者部分混合后與硫 化劑A或硫化劑B分別加入，使得浸出液的pH值在沉淀過程中保持在設(shè)定值的±0.30之間；

(ii)硫化劑A與硫化劑B按質(zhì)量比為x∶(100-x)加入，其中x在1-20范圍內(nèi)取值，硫 化劑按比例加入的方式為：硫化劑A與硫化劑B分別緩慢加入或混合后緩慢加入，或者部分 混合后與硫化劑A或硫化劑B分別加入，使浸出液的pH值保持不變或緩慢變化；

所述硫化劑A為含氫離子的硫化物，包括硫化氫或過硫化氫、硫氫化鈉、硫氫化鉀、硫 氫化銨中的一種以上；

所述硫化劑B為不含氫離子的硫化物，包括硫化鈉或硫化鉀、硫化銨、硫化亞鐵、硫化 鐵、硫化鎂以及本流程中沉淀產(chǎn)生的硫化鎳、硫化鈷、多硫化鈉、多硫化銨中的一種以上；

所述除鐵后浸出液中加入復(fù)合硫化劑沉淀鎳鈷后，經(jīng)固液分離得到鎳鈷硫化物沉淀，以 及氯化鎂溶液或氯化鎂與氯化鐵的混合溶液；其中，所述鎳鈷硫化物經(jīng)傳統(tǒng)冶金方法生產(chǎn)鎳、 鈷金屬或化合物產(chǎn)品；

(4)霧化干燥：

利用焙燒工序來的高溫爐氣，將提取鎳鈷后的氯化鎂溶液或氯化鎂與氯化鐵的混合溶液 濃縮，控制Cl的總量＞250g/L，再在200℃-400℃下霧化干燥，得到含不同結(jié)晶水的氯化鐵、 或含不同結(jié)晶水的氯化鎂、或它們的固體混合物，即霧化干燥產(chǎn)物；霧化干燥的余熱用于向 前述“氯化浸出”或“鎳鈷提取”中“浸出液的濃縮、氧化”供熱；

(5)焙燒：

將所述霧化干燥的產(chǎn)物，上述步驟(4)中所得氯化鎂溶液或氯化鎂與氯化鐵的混合溶液 濃縮結(jié)晶得到的氯化鎂、氯化鐵晶體，或霧化干燥產(chǎn)物與所述濃縮結(jié)晶得到的氯化鎂、氯化 鐵晶體的混合物進(jìn)行焙燒；所述焙燒采用下述常規(guī)焙燒方法之一進(jìn)行：

(a)420-500℃的低溫焙燒，用于氯化鐵、或氯化鐵與氯化鎂的混合物的焙燒，得到鐵的氧 化物，或鐵的氧化物與氯化鎂的混合物，水洗混合物后的固體產(chǎn)物為鐵的氧化物；

(b)600℃-1000℃的中溫氧化焙燒，用于氯化鎂、或氯化鐵與氯化鎂的混合物的焙燒，得 到氧化鎂、或氧化鎂與鐵的氧化物的固體混合物，所述混合物部分返回前端“氯化浸出”步 驟中和浸出液中的殘余酸；

(c)600℃-850℃的中溫分段氧化焙燒與弱還原磁性化焙燒，用于氯化鐵、或氯化鐵與氯化 鎂的混合物的焙燒，得到以四氧化三鐵、或四氧化三鐵與氧化鎂混合物；

(d)1000℃-1500℃的高瘟分段氧化焙燒與強(qiáng)還原焙燒，用于氯化鐵、或氯化鐵與氯化鎂的 混合物的焙燒，得到金屬鐵、或金屬鐵與氧化鎂混合物；

上述的焙燒過程中，焙燒物料中霧化干燥產(chǎn)物的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為20％-100％；燃料為煤炭 或焦炭、天然氣、水煤氣、液化石油氣、石油類產(chǎn)品，所述石油類產(chǎn)品為柴油或重油、煤油； 焙燒焙燒爐內(nèi)按工藝要求分區(qū)保持氧化性氣氛、弱還原性氣氛或強(qiáng)還原性氣氛；

高溫焙燒時(shí)產(chǎn)生的炙熱的氯化氫氣體直接通入紅土鎳礦浸出液中對浸出液進(jìn)行加熱濃縮，從 浸出液中溢出的氯化氫氣體經(jīng)冷卻吸收后再生鹽酸或?qū)⒃偕臒猁}酸返回前述紅土鎳礦的 “氯化浸出”步驟。