[發明專利]改進的處理高鐵和高鎂含量紅土礦并獲得赤鐵礦產品的方法

有效

• 申請號: 201210487581.7
• 申請日: 2012-11-26
• 公開（公告）號: CN103060549A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 劉葵;陳星新
• 申請（專利權）人: 廣西師范大學
• 主分類號: C22B3/06
• 分類號: C22B3/06;C22B3/44
• 代理公司: 桂林市持衡專利商標事務所有限公司 45107
• 代理人: 唐智芳

技術領域

本發明涉及鎳礦冶煉方法，具體涉及一種改進的處理高鐵和高鎂含量紅土礦并獲得赤鐵礦產品的方法。

背景技術

世界各地的紅土礦主要分為以褐鐵礦為主和以硅酸鹽礦物為主的紅土礦兩大類，前者鐵含量較高而鎂含量較低，后者鎂含量較高而鐵含量較低。還有部分礦石鐵、鎂含量接近。紅土礦的冶煉技術主要分為火法和濕法兩種。火法冶煉具有不能回收鈷的缺點，主要用于從鐵含量較低的紅土礦中生產鎳鐵；濕法冶煉可以同時提取紅土礦中的鎳、鈷、鐵、鎂等金屬，因而在紅土礦的冶煉開發中占據重要的地位。

紅土礦的濕法冶煉目前主要采用酸浸工藝，包括常壓酸浸、堆浸和高壓酸浸等工藝，其中：

堆浸工藝采用在室溫下浸出礦石，但礦石溶解速度慢，鎳鈷浸出率較低，只適用于處理高鎂含量的紅土礦。

常壓酸浸在高于室溫的溫度下進行，浸出過程酸耗量大，且浸出液中存在濃度很高的殘酸，必須加入堿液中和才能進行后續的分離，但堿的中和過程易產生大量Fe(OH)3膠體，造成過濾困難，此外，中和過程使殘酸未能得到回收利用，造成了酸的浪費；對于高鐵含量的紅土礦，由于鐵礦物溶解速度很慢，必須使用濃度很高的酸在接近沸點的溫度下浸出才能使鐵礦物溶解，因此常壓酸浸更適合處理高鎂含量的紅土礦；但是，相對于堆浸工藝，常壓酸浸工藝操作簡單，設備投資少，占地面積小，因而比堆浸工藝應用更為普遍。

高壓酸浸工藝一般在高溫高壓(230～270℃、3～5MPa)下進行，礦石溶解速度快，浸出過程中礦物中的鎳、鈷和鐵先溶解進入浸出液中，接著浸出液中的鐵水解為赤鐵礦而沉積下來；浸出過程實現了鎳鈷和鐵的分離，因此高壓酸浸工藝特別適用于處理高鐵低鎂礦；由于鐵沉積過程釋放的酸可以繼續浸出未溶解的礦石，因此該工藝酸耗較低；但高壓酸浸工藝需要使用耐腐蝕性能優良的材料制成的高壓釜，且要求設備密封良好，因此操作條件苛刻，設備投資和維修費用較高，此外，長期使用高壓釜，其釜壁易形成結垢，這會大大降低高壓釜的生產能力，必須定期停工清除結垢。

常壓酸浸和高壓酸浸工藝各有利弊，為了降低酸耗、同時避免使用昂貴的高壓釜，近年來，已有關于綜合利用高鐵含量礦的常壓酸浸液除鐵過程釋放的酸浸出高鎂含量礦的公開報道，其中的除鐵方法包括黃鈉(鉀)鐵礬法、針鐵礦法和赤鐵礦法等。如公開號為CN102212684A、CN101418379A和CN102286661A的發明專利中，在處理高鎂含量礦和高鐵含量礦時均是將鐵最終以黃鈉(鉀)鐵礬的形式沉積，由于黃鈉(鉀)鐵礬中含有較高的硫酸根(常在10～15％以上)，很難回收利用，長期堆放會造成環境污染。采用針鐵礦法除鐵時，需先將Fe³⁺還原為Fe²⁺，使Fe³⁺濃度低于1g/L，再緩慢氧化Fe²⁺為Fe³⁺，同時Fe³⁺緩慢沉淀為針鐵礦；這種沉鐵法對工藝操作控制要求較高，對于鐵濃度較高(遠遠高于1g/L)的紅土礦浸出液來說，Fe³⁺濃度的控制有一定的困難，需要使用大量的還原劑，這將大大增加紅土礦冶煉成本。因此，將浸出液中的鐵沉積為赤鐵礦是實現酸綜合利用的最理想和首選的途經。

赤鐵礦的沉積大多在高壓和高溫(250℃以上)條件下進行，因此必須使用昂貴的高壓釜。近年來也有一些專利提出了在120～200℃沉淀赤鐵礦的方法，在此低溫范圍內酸對設備的腐蝕大幅度下降，因而可以使用價格便宜、操作簡單的高壓釜，從而降低設備投資和維修費用；加上沉鐵過程釋放的酸可以回收利用，這將大大降低酸耗和冶煉成本。如專利CN101392321A公開了一種在120～200℃范圍內沉淀赤鐵礦的方法，但是該法要求在沉鐵和浸出之前加入碳質還原劑對紅土礦進行微波還原焙燒，這將增加浸出過程的工序和成本，此外，從該申請所提供的實施例可看出，該方法只適用于處理高鐵含量礦石，對高鎂含量礦石不適用。