[發明專利]一種紅土鎳礦熔融堿法浸出綜合利用工藝

無效

• 申請號: 201310293480.0
• 申請日: 2013-07-12
• 公開（公告）號: CN104278152A
• 公開（公告）日: 2015-01-14
• 發明（設計）人: 李飛
• 申請（專利權）人: 無錫成博科技發展有限公司
• 主分類號: C22B3/12
• 分類號: C22B3/12;C01G53/04;C01F5/24;C01F5/02;C01B33/113
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 楊小雙

技術領域

本發明涉及紅土鎳礦領域，具體涉及一種紅土鎳礦熔融堿法浸出綜合利用工藝。

背景技術

隨著社會大眾對保護環境的要求，工業生產越來越重視其生產過程造成的污染，從而想方設法尋求對環境友好的工藝流程，發展循環經濟正是對該問題的最好響應。而如何使日益減少的礦產資源得到最大限度的利用，也是可持續發展的一個重要方面。

鎳是紅土鎳礦中最有價值的金屬，是傳統工藝中的目標產物。但由于紅土鎳礦中鎳的含量低，因而在鎳冶煉過程中會產生大量廢渣堆棄，占用土地、污染環境。另一方面，紅土鎳礦中含有大量的硅酸鎂鹽礦物、赤鐵礦等，對其進行充分利用可以制備出硅、鎂、鐵等產品，既提高紅土鎳礦高附加值利用，又可減少廢棄物的排放，符合循環經濟、清潔生產及提高對礦產資源綜合利用率的要求。

本發明針對紅土鎳礦未能合理處理的現狀，開展紅土鎳礦高附加值綠色化綜合利用工藝的研究，采用堿法提取紅土鎳礦中的硅制備出二氧化硅產品;得到的脫硅渣采用碳化法提鎂制備氧化鎂產品;最后將碳化渣氨浸提鎳制備氧化鎳產品;剩余渣直接用作煉鐵原料或深加工成鐵紅產品。該工藝適合處理各種紅土鎳礦，使占紅土鎳礦總含量99%的物質得到了利用，而且制備出了各種化工產品，達到了精細化利用，工藝過程中化工原料均實現循環，無廢渣、廢水、廢氣排放，實現全流程的綠色化，符合發展循環經濟，建設資源節約型和環境友好型社會的要求。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明的目的之一在于提供一種紅土鎳礦熔融堿法浸出綜合利用工藝。所述工藝對紅土鎳礦高附加值綠色化綜合利用的工藝進行了研究。通過對紅土鎳礦原料的組成和物相的分析，設計了紅土鎳礦堿法處理提硅制備二氧化硅產品，脫硅渣碳化提鎂制備碳酸鎂及氧化鎂產品，碳化渣氨浸提鎳制備氧化鎳產品的工藝流程。該工藝過程中無廢氣、廢水、廢渣的排放，并實現了化工原料的循環利用，是一項綠色環保的資源綜合利用新工藝，符合國家發展循環經濟的要求。

本發明采用了以下技術方案：

一種紅土鎳礦熔融堿法浸出綜合利用工藝，包括以下步驟：

（1）紅土鎳礦堿法提取二氧化硅工藝

a熔融堿法處理紅土鎳礦提取二氧化硅

將一定質量的固體氫氧化鈉加入不銹鋼反應器中，加熱至所需溫度，按一定的堿礦比(NaOH與紅土鎳礦的質量比)稱取紅土鎳礦，在攪拌的條件下加入熔融堿中。反應一段時間后，停止加熱，體系降溫至150℃以下，加水浸出生成的硅酸鈉。離心過濾分離得到堿熔渣和硅酸鈉溶液，鎳、鎂、鐵等元素富集于渣中。

礦熔融堿法處理紅土鎳礦提取二氧化硅的條件為:反應溫度530-570℃，反應時間15-25min，堿礦質量比4-5:1。

b硅酸鈉溶液碳酸化分解制備沉淀二氧化硅

將硅酸鈉溶液配制到一定濃度和模數，加熱到所需溫度，在恒溫條件下，以一定的流速通入CO2氣體，每隔一定時間檢測溶液pH值，當pH值達到某一值時，過濾分離，然后對濾液進行二次碳酸化分解，至pH值為9時結束反應，真空抽濾，得二氧化硅和碳酸鈉溶液。碳酸鈉溶液經苛化實現循環利用

硅酸鈉溶液碳酸化分解制備沉淀二氧化硅的工藝條件為:碳酸化分解溫度60-80℃，硅酸鈉濃度20-90g/L,硅酸鈉溶液模數小于0.6-1。

c碳酸鈉溶液苛化

取一定量經活化的CaO，加入去離子水，形成石灰乳，按一定比例將石灰乳加入到一定濃度的Na2CO3溶液中，加熱，攪拌，石灰乳與Na2CO3苛迅速反應。

碳酸鈉溶液苛化的條件為:溫度80-90℃，時間7-9min,nCaO:nNa2CO3=1.1-1.3,Na2CO3濃度為90-110g/L。

d碳酸鈣鍛燒和氫氧化鈉的蒸發濃縮

碳酸鈉溶液苛化后得到CaCO3沉淀和NaOH濃溶液。氫氧化鈉溶液經蒸發濃縮后返回紅土鎳礦的堿法提硅工藝;CaCO3沉淀經洗滌、干燥后可直接作為輕質碳酸鈣產品，也可在1000-1300℃鍛燒制備到CaO和CO2氣體，分別用于碳酸鈉溶液的苛化和硅酸鈉溶液的碳分。

（2）紅土鎳礦脫硅渣碳化制備氧化鎂

將紅土鎳礦脫硅渣與水按一定液固比(ml:g)混合，在一定溫度下邊攪拌邊通入二氧化碳氣體。反應到達指定時間后，真空抽濾，濾餅為碳化渣，反復洗滌，所得濾液為碳酸氫鎂溶液，經碳酸氫鎂溶液在過加熱分解沉淀碳酸鎂，碳酸鎂煅燒得到氧化鎂。

紅土鎳礦脫硅渣常壓碳化制備氧化鎂的條件為：反應溫度10-20℃，反應時間30-42h，液固比48-52:1。

（3）紅土鎳礦碳化渣氨浸制備氧化鎳