[發(fā)明專利]一種綜合利用紅土鎳礦的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110002299.0
• 申請(qǐng)日: 2011-01-07
• 公開（公告）號(hào): CN102115816A
• 公開（公告）日: 2011-07-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 翟玉春;申曉毅;王佳東;辛海霞;張杰;李潔;段華美;吳艷;牟文寧
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東北大學(xué)
• 主分類號(hào): C22B1/06
• 分類號(hào): C22B1/06;C22B3/08;C22B3/46;C22B23/00;C22B26/22;C22B21/00;C01G49/06
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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，一種綜合利用紅土鎳礦，從中分離提取鎳、鎂、鐵、鋁、硅的方法。

背景技術(shù)

紅土鎳礦是含鎳的礦石長期大規(guī)模風(fēng)化、浸淋、蝕變、富集而形成的水合氧化鐵與水合硅酸鎂的混合物，是一種疏松粘土狀、含大量水分的氧化鎳礦資源，易開采、難加工。目前紅土鎳礦的可利用部分一般分三層：褐鐵礦層、硅鎂鎳礦層及介于二者之間的過渡層。紅土鎳礦的化學(xué)成分不僅因礦床而異，即使同一礦床，其鎳、鈷、鐵、鎂等的含量也隨礦床的深度而變化，這更增加了紅土鎳礦加工的成本和難度。根據(jù)其化學(xué)成分的不同，紅土鎳礦可以采用火法冶金或濕法冶金處理。

火法冶金包括還原熔煉生產(chǎn)鎳鐵工藝和還原硫化熔煉生產(chǎn)鎳锍工藝。火法處理紅土鎳礦具有流程短、效率高等優(yōu)點(diǎn)，但能耗高。例如采用電爐熔煉，僅電耗就約占生產(chǎn)成本的50％，再加上氧化鎳礦熔煉前的干燥、焙燒預(yù)處理工藝的燃料消耗，操作成本中的能耗約占65％以上。此外，火法工藝對(duì)處理的紅土鎳礦品位有一定要求，礦石含鎳每降低1％，生產(chǎn)成本大約提高30％～40％。因此，目前火法工藝主要處理高品位的紅土鎳礦。

濕法冶金主要的工藝是浸出，目前主要有還原—氨浸法、高壓酸浸法、常壓酸浸法及微生物浸出法。還原—氨浸工藝是最早的濕法工藝，即紅土鎳礦經(jīng)干燥和還原焙燒后進(jìn)行多段常壓氨浸出，其代表性的工廠是美國建設(shè)的古巴尼加羅鎳廠。該工藝不適合處理含銅和含鈷高的紅土鎳礦以及硅鎂鎳型的紅土鎳礦，只適合處理表層的紅土鎳礦，極大的限制了氨浸法的應(yīng)用。高壓酸浸法是上世紀(jì)50年代發(fā)展起來的工藝，代表性的工廠是美國建設(shè)的古巴毛阿鎳冶煉廠。該工藝只適合處理鎂含量較低的紅土鎳礦。因?yàn)榈V石中鎂含量高會(huì)增加酸的消耗，增加生產(chǎn)成本，并對(duì)工藝過程造成不良影響。另外，高壓的操作條件也限制了高壓酸浸法的應(yīng)用。常壓酸浸法是目前處理紅土鎳礦采用較多的工藝，該工藝具有操作簡單、能耗低、不使用高壓設(shè)備、投資費(fèi)用少等優(yōu)點(diǎn)，但是鎳回收率低，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。

上述處理紅土鎳礦的方法，都僅著眼于回收礦石中低含量的鎳，有的回收了鐵和鈷，而其他組分都成為廢渣、廢液排放，不僅占用了大量的土地，而且嚴(yán)重污染環(huán)境。因此，研究處理紅土鎳礦的新工藝和新技術(shù)，對(duì)紅土鎳礦綜合利用具有重要的實(shí)際意義和應(yīng)用價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)紅土鎳礦未能合理利用的現(xiàn)狀，本發(fā)明提供一種綜合提取紅土鎳礦中的鎂、鎳、鐵、鋁、硅的方法。

本發(fā)明的目的可以通過以下措施實(shí)現(xiàn)：

1.磨礦、混料

將紅土鎳礦干燥、破碎后磨細(xì)至80μm以下，將磨細(xì)的紅土鎳礦粉料與硫酸混合均勻。硫酸濃度為30％～100％，最宜為60％～80％。硫酸與紅土鎳礦的比例為：將紅土鎳礦中的鎂、鎳、鐵、鋁等金屬氧化物按與硫酸完全反應(yīng)生成硫酸鹽所消耗的硫酸量計(jì)為1，酸礦比為0.8～1.6∶1，最宜為1～1.2∶1。

2.焙燒

將混好的物料焙燒，溫度范圍為200℃～600℃，最宜為300℃～450℃，時(shí)間為2～6小時(shí)。過剩的硫酸和一部分硫酸分解產(chǎn)生的三氧化硫逸出，逸出的硫酸和三氧化硫氣體用硫酸吸收，再返回焙燒工序；也可以用堿性物質(zhì)中和，例如用氫氧化鈉、碳酸鈉、氫氧化鈣、碳酸鈣、氫氧化鎂、碳酸鎂溶液或乳濁液中和硫酸和三氧化硫。涉及的主要化學(xué)反應(yīng)為：

Mg₃SiO₅(OH)₄+3H₂SO₄＝3MgSO₄+SiO₂+5H₂O

Fe₂O₃+3H₂SO₄＝Fe₂(SO₄)₃+3H₂O

Fe₃O₄+4H₂SO₄＝Fe₂(SO₄)₃+FeSO₄+4H₂O

NiO+H₂SO₄＝NiSO₄+H₂O