[發(fā)明專(zhuān)利]一種褐鐵型紅土鎳礦鹽酸常壓浸出清潔生產(chǎn)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310081853.8
• 申請(qǐng)日: 2013-03-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103173613A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-06-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曲景奎;郭強(qiáng);齊濤;宋云霞;張培育;時(shí)美玲
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院過(guò)程工程研究所
• 主分類(lèi)號(hào): C22B3/10
• 分類(lèi)號(hào): C22B3/10;C22B23/00
• 代理公司: 北京法思騰知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11318
• 代理人: 楊小蓉;楊青

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及有色金屬冶金技術(shù)領(lǐng)域，具體地，本發(fā)明涉及一種褐鐵型紅土鎳礦鹽酸常壓浸出清潔生產(chǎn)方法，實(shí)現(xiàn)了鐵、鎳、鈷、鉻分離及綜合利用。

背景技術(shù)

世界陸基鎳的儲(chǔ)量約為4.7億噸，其中39.4%以硫化礦形式存在，60.6%以氧化礦形式存在。目前，世界上鎳產(chǎn)量的60%～65%來(lái)源于硫化礦，隨著高品位含鎳硫化礦資源的日益枯竭和社會(huì)發(fā)展對(duì)鎳需求量的不斷增加，高效低成本地開(kāi)發(fā)、利用紅土鎳礦具有重要的意義。

對(duì)于褐鐵型紅土鎳礦的處理，目前以濕法冶金工藝為主。其中，常采用的是高壓酸浸工藝。該工藝在250～270℃和4～5MPa的高溫高壓下進(jìn)行浸出，可保證較高的鎳浸出率和較低的鐵浸出率。但由于高壓酸浸工藝受到礦石條件、設(shè)備條件、浸出條件及結(jié)垢程度等制約，目前世界上采用加壓酸浸工藝處理紅土鎳礦的工廠，其運(yùn)行均不穩(wěn)定。此外，還原焙燒-氨浸工藝也是早期常用的紅土鎳礦處理工藝，但它只適合處理表層的紅土礦，且鎳、鈷的浸出率偏低，全流程鎳的回收率只有75%～80%，鈷回收率僅有40%～50%，這就極大限制了氨浸工藝的發(fā)展。常壓浸出工藝，具有工藝簡(jiǎn)單、能耗低、設(shè)備費(fèi)用低、操作條件易于控制等優(yōu)點(diǎn)，已成為近期研究熱點(diǎn)之一。但該工藝存在著浸出液中鐵離子濃度高，鐵與鎳、鈷等金屬元素分離困難，傳統(tǒng)沉鐵工序的鐵渣過(guò)濾性能差、渣量大且渣中含鎳高（0.2%～0.4%）等問(wèn)題，因此常壓浸出工藝目前尚未實(shí)現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用。

綜上所述，雖然關(guān)于紅土鎳礦的濕法冶金工藝研究和工藝應(yīng)用有很多，但均存在著一些問(wèn)題。本發(fā)明針對(duì)褐鐵型紅土鎳礦鹽酸常壓浸出工藝存在的浸出液難處理的問(wèn)題，提出了一種工藝成熟、有效的新方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，針對(duì)現(xiàn)有褐鐵型紅土鎳礦鹽酸常壓浸出液中鐵離子濃度高，與目標(biāo)金屬元素鎳、鈷等難以分離的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)酸浸液中高濃度鐵離子與鎳、鈷、鉻的有效分離，同時(shí)回收鹽酸，提升紅土鎳礦資源綜合利用率，提供一種具有工業(yè)操作性且環(huán)境友好的紅土鎳礦濕法冶金清潔處理方法。

本發(fā)明以褐鐵型紅土鎳礦為原料，首先進(jìn)行鹽酸常壓浸出，使鐵、鎳、鈷、鉻等金屬元素進(jìn)入酸浸液。然后將酸浸液定量地打入煅燒水解爐中進(jìn)行煅燒反應(yīng)。爐頂產(chǎn)生的氯化氫氣體經(jīng)過(guò)多級(jí)除塵后進(jìn)入吸收塔生成鹽酸；煅燒爐及除塵器底部收集的鐵氧化物粉末經(jīng)水洗后，鎳、鈷有價(jià)元素進(jìn)入液相，鐵、鉻氧化物進(jìn)入渣相，然后采用液相氧化的方式使渣中的鉻溶出，從而實(shí)現(xiàn)鐵、鎳、鈷、鉻的分離及分步轉(zhuǎn)化。

本發(fā)明的褐鐵型紅土鎳礦鹽酸常壓浸出清潔生產(chǎn)方法，包括以下步驟：

1）將褐鐵型紅土鎳礦研磨后，與鹽酸混合進(jìn)行常壓浸出反應(yīng)，使鎳、鈷、鐵、鉻浸出；

2）將步驟1）得到的酸浸液加入煅燒水解爐，經(jīng)霧化后，進(jìn)行煅燒反應(yīng)；

3）將步驟2）煅燒反應(yīng)過(guò)程生成的氯化氫氣體經(jīng)兩級(jí)以上除塵后進(jìn)入吸收塔生成鹽酸；同時(shí)，收集煅燒爐及除塵器底部的鐵氧化物粉末；

4）將步驟3）得到的鐵氧化物粉末用清水洗滌、過(guò)濾，得到含水溶性Ni、Co的酸性濾液和含氧化鐵、氧化鉻的不溶性固體濾餅；

5）將步驟4）得到的固體濾餅與氧化劑混合，進(jìn)行液相氧化反應(yīng)，反應(yīng)后過(guò)濾、洗滌，使可溶性Cr進(jìn)入液相，然后經(jīng)萃取、還原制得相應(yīng)鉻產(chǎn)品；渣相經(jīng)烘干后得到鐵精粉；

6）將步驟4）得到的酸性濾液進(jìn)行萃取、沉淀、電解，制得Ni、Co產(chǎn)品。

根據(jù)本發(fā)明的清潔生產(chǎn)方法，其中，步驟1）所述褐鐵型紅土鎳礦研磨后粒度控制在200目以下的占總礦量的85%以上；所述鹽酸質(zhì)量百分比濃度為18%～36%；所述酸浸溫度為50～120℃；所述鹽酸與褐鐵型紅土鎳礦的質(zhì)量比為2:1～5:1。

步驟1）所述的常壓浸出反應(yīng)，可以使鎳、鈷、鐵、鉻高效浸出，浸出液中總鐵濃度達(dá)到120g/L左右（100～120g/L）。

根據(jù)本發(fā)明的清潔生產(chǎn)方法，其中，步驟2）所述酸浸液進(jìn)料流量為10～1000L/h；所述煅燒溫度為300～800℃。

步驟2）優(yōu)選使用計(jì)量泵將酸浸液打入煅燒水解爐。所述酸浸液進(jìn)入煅燒水解爐經(jīng)霧化后，與高溫氣體進(jìn)行煅燒反應(yīng)。

根據(jù)本發(fā)明的清潔生產(chǎn)方法，其中，步驟3）所述每級(jí)除塵使用的除塵裝置為旋風(fēng)除塵器、布袋除塵器或靜電除塵器中的一種；所述吸收塔為單級(jí)或多級(jí)填料吸收塔；所述回收鹽酸質(zhì)量百分比濃度為17%～22%；所述的固體粉末成分主要是Fe₂O₃，其中夾帶著NiCl₂、CoCl₂、Cr₂O₃等。