[發(fā)明專利]一種低成本處理紅土鎳礦的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010150169.7
• 申請日: 2010-04-19
• 公開（公告）號: CN101805828A
• 公開（公告）日: 2010-08-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳啟元;劉葵;伍博克;胡慧萍
• 申請（專利權(quán)）人: 中南大學(xué)
• 主分類號: C22B3/08
• 分類號: C22B3/08;C22B23/00;C22B26/22
• 代理公司: 長沙市融智專利事務(wù)所 43114
• 代理人: 顏勇

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鎳礦冶煉方法，特別涉及從紅土鎳礦中回收鎳鈷的濕法冶金方法。

背景技術(shù)

世界的鎳資源比較豐富，按地質(zhì)成因劃分，鎳礦床主要分為兩大類：巖漿型硫化鎳礦床和 風(fēng)化型紅土鎳(氧化鎳)礦床。目前，全球已探明的鎳儲量約為1.6億t，其中硫化鎳礦約占30％， 紅土鎳礦約占70％。由于硫化鎳礦具有品位較高、雜質(zhì)較少、選冶容易和冶煉技術(shù)成熟等特點， 目前60％以上的鎳產(chǎn)量來源于硫化鎳礦。紅土鎳礦雖然儲量很大，但礦石品位較低、一般難于 通過選礦富集，且紅土礦大多處于偏僻地區(qū)，開采過程可利用設(shè)施較少，因此許多紅土鎳礦并 沒有得到大規(guī)模開發(fā)。隨著鎳需求量的不斷增加和硫化鎳礦資源的逐漸枯竭，全球鎳行業(yè)已將 資源開發(fā)的重點轉(zhuǎn)向紅土鎳礦資源。

鎳紅土礦床是含鎳橄欖巖在熱帶或亞熱帶地區(qū)經(jīng)過大規(guī)模長期風(fēng)化淋濾變質(zhì)而成，由于存 在地理位置、氣候條件以及風(fēng)化程度的差異，世界各地的紅土鎳礦類型不完全相同。針對不同 類型的鎳紅土礦可以有不同的處理工藝。通常認(rèn)為，硅鎂鎳礦型紅土礦宜采用火法冶金工藝， 褐鐵礦類型的礦床宜采用濕法冶金工藝處理，而處于中間過渡型的礦石可以采用火法冶金，也 可以采用濕法冶金工藝。濕法冶金技術(shù)包括高壓酸浸和還原焙燒-氨浸這兩大類。近年來人們 研究了一些新的冶煉技術(shù)，如常壓酸浸、堆浸等。堆浸技術(shù)浸出率較低，只適用于處理高鎂含 量的紅土礦；常壓酸浸技術(shù)存在浸出液分離困難的問題；還原焙燒-氨浸由于能耗較高，工藝 流程長而較少被采用；火法冶金技術(shù)只能生產(chǎn)鎳鐵，不能回收鈷，只能滿足不銹鋼生產(chǎn)的需求， 其應(yīng)用范圍有限。研究過程中發(fā)現(xiàn)，有些含鎳鐵礦物在常壓下極難溶出，即使經(jīng)過很長的浸出 時間和使用很高濃度的酸也不能使其完全溶解，采用堆浸、常壓攪拌提取這類礦物中的鎳是非 常困難的，只有在高溫下浸出或采用高溫焙燒才有可能破壞這些礦物的礦相機構(gòu)，從而釋放出 其中的鎳鈷等有價元素。高壓酸浸技術(shù)具有有效分離鎳鈷和鐵，綜合回收礦物中各種有用組分 的優(yōu)勢，人們對高鐵低鎂型礦物大多采用高壓酸浸工藝處理。古巴毛阿廠是最早采用這一工藝 處理高鐵低鎂型礦的企業(yè)，西澳大利亞的三家紅土鎳礦企業(yè)也在采用此工藝。目前世界上所勘 探到的大多數(shù)高鐵低鎂礦屬于褐鐵礦型，除了鐵礦物外，礦樣中仍含有一定量的硅酸鹽礦物， 其中的鎂會增加酸耗，硅和鋁會與鐵共沉積于高壓釜壁造成高壓釜結(jié)垢，導(dǎo)致釜的有效容積減 小，處理量下降，生產(chǎn)過程必須定期清理結(jié)垢。

針對各種冶煉工藝的優(yōu)勢與不足，人們提出了各種改進(jìn)的技術(shù)，如專利申請?zhí)枮? 200680004804.2的發(fā)明公布了一種用高壓浸提處理褐鐵礦石和將浸提液于常壓下浸提腐泥土 礦的技術(shù)，專利申請?zhí)枮?00580026260.5的發(fā)明公布了一種兩步法處理含有褐鐵礦和腐泥土的 礦石的方法。這兩個發(fā)明都提出分別在常壓和高壓條件下處理不同類型的礦石，并綜合利用高 壓浸出過程鐵沉積所釋放的酸，從而降低酸耗；但是這兩個發(fā)明中提到的方法都要求將紅土礦 分為褐鐵礦和腐泥土礦兩部分。然而，在一些礦石里，高鎂部分的礦物如蛇紋石等與低鎂部分 的鐵質(zhì)礦物相互嵌布，無法用物理方法分開，因此，上述兩發(fā)明提供的方法就不適用于這類礦 石的處理。雖然專利申請?zhí)枮?00680004804.2的發(fā)明中沒有明確說明高壓釜壁的結(jié)垢狀況，但 從專利所給出的紅土礦樣品分析表可以看出，褐鐵礦中仍含有2-6％的鎂，7-15％的硅和0.9-2％ 的鋁，由此可以推斷褐鐵礦的高壓酸浸過程會產(chǎn)生一定量的結(jié)垢。專利申請?zhí)枮? 200580026260.5的發(fā)明提出了對褐鐵礦采用常壓浸提，腐泥土礦采用高壓浸提的方法，但從專 利給出的實例中可以看到，有一些鐵礦物在常壓下難于浸出，致使鎳浸出率只有90％左右；腐 泥土中大量的鎂在高壓下反應(yīng)仍消耗大量的酸，使總酸耗仍較高，在600kg/t礦石左右；另外， 此方法所需的反應(yīng)時間較長(＞6小時)。因此，需要一種從鐵質(zhì)紅土礦中低成本提取鎳鈷的冶 煉方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在提供一種改進(jìn)的高壓-常壓結(jié)合工藝，既能處理鐵質(zhì)礦物與鎂質(zhì)礦物緊密嵌布、 目鐵質(zhì)礦物在常壓下極難溶出的礦石，又能處理高鐵低鎂型礦石和低鐵高鎂型礦石的混合物。 按照本發(fā)明提供的方法，可以使用比已有的發(fā)明更少的酸耗量提取紅土礦中的鎳鈷鐵鎂等金 屬，獲得較高的鎳鈷浸出率，實現(xiàn)鎳鈷與鐵、硅的高效分離，并大大緩解高壓釜的結(jié)垢問題。

本發(fā)明提供一種低成本冶煉紅土鎳礦的方法，包括如下步驟：