[發(fā)明專利]紅土鎳礦中硅、鎂、鐵、鎳綜合開發(fā)利用的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110002298.6
• 申請日: 2011-01-07
• 公開（公告）號: CN102080159A
• 公開（公告）日: 2011-06-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 翟玉春;劉巖;牟文寧;吳艷;解淑倩;趙昌明;許茜
• 申請（專利權(quán)）人: 東北大學(xué)
• 主分類號: C22B23/00
• 分類號: C22B23/00;C22B1/02;C22B3/04;C22B3/14;C01B33/12;C01F5/02;C01G49/06;C01G53/04
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種處理紅土鎳礦的方法，具體涉及一種從紅土鎳礦中提取硅、鎂、鐵、鎳元素，并制備二氧化硅、氧化鎂、氧化鐵和氧化鎳產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)紅土鎳礦綜合開發(fā)利用的方法，屬于有色金屬濕法冶金領(lǐng)域。

背景技術(shù)

世界陸基鎳儲量約為6.2億t，其中30％以硫化鎳礦的形式存在，70％以紅土鎳礦的形式存在。目前世界上約60％的鎳是從硫化鎳礦中提取的，但隨著鎳需求的不斷增加和可供開采的硫化鎳礦資源的逐漸減少，紅土鎳礦的經(jīng)濟(jì)開發(fā)成了當(dāng)今鎳冶金的研究熱點(diǎn)。

紅土鎳礦是含鎳的礦石經(jīng)長期風(fēng)化、浸淋、蝕變、富集而形成的，是由鐵、鋁、硅等含水氧化物組成的疏松粘土狀礦石。紅土鎳礦礦床一般分為三層，上層是褐鐵礦，鐵、鈷含量較高，硅、鎂、鎳含量較低；下層是硅鎂鎳礦，硅、鎂含量高，鐵、鈷含量較低，但鎳的含量較高；中間是過渡層，各主要金屬含量介于上層和下層之間。

目前，國內(nèi)外紅土鎳礦的處理工藝有火法和濕法兩種。火法工藝根據(jù)最終產(chǎn)品的不同，分為鎳鐵工藝和鎳锍工藝，該工藝適合處理鎳品位高、鎂高、鐵低的礦石，是處理紅土鎳礦效果比較好的工藝，但存在能耗高、污染重等問題，不符合未來社會發(fā)展的方向。濕法工藝主要有還原-氨浸法、高壓酸浸法、常壓酸浸法、微生物浸出等工藝流程。還原-氨浸工藝是最早的濕法工藝，該工藝適合處理礦床上層的紅土鎳礦，不適合處理下層硅鎂含量高的礦層，限制了氨浸法的應(yīng)用。高壓酸浸工藝是上世紀(jì)50年代發(fā)展起來的工藝，該工藝與其他流程相比，鎳、鈷的浸出率均較高。但這種工藝只適合處理鎂含量較低的紅土鎳礦，因為，礦石中鎂含量高會加大酸耗量并影響工藝流程。另外，高壓的操作條件也限制了高壓酸浸法的應(yīng)用。常壓酸浸工藝是目前紅土鎳礦處理工藝研究較為熱門的方向，具有工藝簡單、能耗低、不使用高壓釜、投資費(fèi)用少、操作簡單等優(yōu)點(diǎn)，但浸出渣中鎳含量高，污染嚴(yán)重。微生物浸出法是一種比較環(huán)保的紅土鎳礦處理方法，但存在生產(chǎn)周期長、微生物培養(yǎng)成本高、有機(jī)酸不能循環(huán)利用等問題。

上述處理工藝都僅著眼于回收礦石中含量較低的鎳，有的回收了鐵和鈷，其他物質(zhì)均成為廢渣排放，不僅占用大量的土地，而且對生態(tài)環(huán)境帶來巨大的危害和嚴(yán)重的安全隱患，同時也是對資源的一種浪費(fèi)。近幾年，隨著國家發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)、建設(shè)環(huán)境友好型社會的提出，紅土鎳礦資源的高附加值綠色化綜合利用越來越受到重視。因此，研究處理紅土鎳礦的新工藝和新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)紅土鎳礦的綜合開發(fā)利用具有重要的實(shí)際意義和應(yīng)用價值。

發(fā)明內(nèi)容

針對紅土鎳礦未能合理處理的現(xiàn)狀，本發(fā)明提供一種綜合開發(fā)利用紅土鎳礦的方法。

本發(fā)明的目的可以通過以下措施來達(dá)到：

將紅土鎳礦磨細(xì)至80μm以下，與堿進(jìn)行焙燒，根據(jù)原料的不同，可分為NaOH焙燒和Na₂CO₃焙燒兩種方法。NaOH焙燒法是將紅土鎳礦與固體NaOH按質(zhì)量比2∶1～1∶5混合，在溫度為300～600℃，焙燒0.5～6h，體系溫度降至150℃以下時，向焙燒熟料中加入1～5倍體積的水，在80～90℃攪拌20～60min，浸出生成的硅酸鈉。Na₂CO₃焙燒法是將紅土鎳礦與固體Na₂CO₃按質(zhì)量比2∶1～1∶5混合，在溫度為800～1300℃，焙燒0.5～6h，產(chǎn)生的二氧化碳?xì)怏w經(jīng)收集用作碳化工序的原料，體系溫度降至低于150℃時，向焙燒熟料中加入1～5倍體積的水，在80～90℃攪拌20～60min，浸出生成的硅酸鈉。紅土鎳礦經(jīng)堿焙燒得到的熟料水溶后，過濾分離，濾餅為含鎂、鐵、鎳等元素的1^#渣，濾液為硅酸鈉溶液和未反應(yīng)的氫氧化鈉溶液。

NaOH焙燒法涉及的主要化學(xué)反應(yīng)為：

Mg₃Si₂O₅(OH)₄+4NaOH＝3Mg(OH)₂+2Na₂SiO₃+H₂O

SiO₂+2NaOH＝Na₂SiO₃+H₂O

Na₂CO₃焙燒法涉及的主要化學(xué)反應(yīng)為：