[發(fā)明專利]一種紅土鎳礦鹽酸常壓浸出過程鐵與鎳、鈷、硅分離與綜合利用的清潔生產(chǎn)方法

有效

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• 申請日: 2013-12-05
• 公開（公告）號: CN103757261A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發(fā)明（設計）人: 郭強;曲景奎;齊濤;張培育;時美玲;孟龍
• 申請（專利權）人: 中國科學院過程工程研究所
• 主分類號: C22B3/10
• 分類號: C22B3/10;C22B23/00
• 代理公司: 北京法思騰知識產(chǎn)權代理有限公司 11318
• 代理人: 楊小蓉;楊青

技術領域

本發(fā)明屬于有色金屬冶金技術和礦產(chǎn)資源綜合利用領域，具體涉及到一種紅土鎳礦鹽酸常壓浸出過程鐵與鎳、鈷、硅分離與綜合利用的清潔生產(chǎn)方法。

背景技術

鎳，作為重要的戰(zhàn)略金屬，廣泛應用于航空航天、機械制造、電器儀表及化工冶金等工業(yè)部門。鎳的礦物資源主要有硫化鎳礦和氧化鎳礦（又稱紅土鎳礦）。硫化鎳礦含鎳1%左右，選礦后的精礦品位可達6～12%，加上伴生的有價金屬（銅、鈷）可達6～15%，經(jīng)濟價值比較高。因而，前些年世界鎳工業(yè)生產(chǎn)的鎳，主要來自硫化鎳礦資源，約占總產(chǎn)鎳量的70%。隨著優(yōu)質(zhì)、易采的硫化鎳礦資源的減少，對環(huán)境要求的提高，紅土鎳礦提取技術的進步以及鎳價格波動等因素的影響，從紅土鎳礦中生產(chǎn)鎳具有重要的意義。

紅土鎳礦的冶煉方法根據(jù)礦物成分的不同而不同，主要分為火法冶金和濕法冶金兩類?；鸱ㄒ苯鹬饕幚礞嚻肺惠^高的蛇紋石礦，該方法具有流程短、效率高等優(yōu)點，但能耗較高，且不易處理鈷含量高的紅土鎳礦。濕法冶金法主要有還原焙燒—氨浸法、高壓酸浸法、常壓酸浸法等。還原焙燒—氨浸法的主要優(yōu)點是氨介質(zhì)可循環(huán)使用，消耗量小，適宜于處理含MgO較高的蛇紋石礦。但鈷的浸出率偏低、方法流程長、且受礦種的局限性較大。高壓酸浸法適于處理褐鐵型紅土鎳礦，其最大的優(yōu)點是鎳、鈷浸出率可達到90%以上。但浸出方法條件較苛刻（250～270℃、4～5MPa）、紅土礦資源利用率較低。常壓酸浸法由于其設備投資小、方法條件溫和、技術風險小、礦種普適性更強，已成為具有吸引力的紅土鎳礦冶煉方法之一。但到目前為止，常壓酸浸法還未實現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)應用，其主要問題在于酸耗大、浸出液難以處理。以低品位褐鐵型紅土鎳礦為例，原礦中的Fe/Ni質(zhì)量比可以達到50以上，而且鎳主要以晶格取代的形式賦存在鐵礦物中，要使鎳比較完全的浸出，則有大量的鐵浸入溶液，往往酸浸液中鐵含量可達100g/L以上。如果采用普通中和劑進行沉淀除鐵，則沉淀量很大，會造成過濾困難、鎳/鈷夾帶損失大等問題；如果采用萃取方式除鐵，則萃取劑用量較大。因此如何解決常壓酸浸過程酸耗大，浸出液中Fe、Ni分離的難題是常壓酸浸法走向工業(yè)化的主要瓶頸。

綜上所述，鑒于傳統(tǒng)常壓酸浸法能耗低、流程短、且操作條件溫和的優(yōu)勢，本發(fā)明針對紅土鎳礦鹽酸常壓酸浸酸耗大、浸出液Fe、Ni難以分離的問題，提出了一種紅土鎳礦鹽酸常壓浸出方法。

發(fā)明內(nèi)容

針對傳統(tǒng)紅土鎳礦鹽酸常壓浸出過程酸耗大，浸出液中鐵離子濃度高，與目標金屬元素鎳、鈷等難以分離的問題，本發(fā)明的目的是提供一種紅土鎳礦鹽酸常壓浸出過程鐵與鎳、鈷、硅分離與綜合利用的清潔生產(chǎn)方法，該方法能實現(xiàn)酸浸液中高濃度鐵離子與鎳、鈷的有效分離，降低單位鎳、鈷產(chǎn)品的酸耗，提升紅土鎳礦資源綜合利用率。

為達到上述目的，本發(fā)明采用了如下的技術方案：

本發(fā)明首先以鹽酸為浸出介質(zhì)，對褐鐵型紅土鎳礦進行常壓酸浸；然后以此酸浸浸出液為介質(zhì)，利用其中的余酸對蛇紋石型紅土鎳礦中Ni、Co等進行選擇性浸出；同時，在較溫和條件下（T=120～150℃），促使溶液中的Fe發(fā)生水解反應，從而實現(xiàn)Fe與Ni、Co目標元素的分離，且降低單位Ni、Co產(chǎn)品的酸耗。浸出渣用稀鹽酸浸出，液固分離后，F(xiàn)eCl₃濾液經(jīng)中和、過濾、洗滌、烘干，得到高品位的鐵精粉；SiO₂濾餅經(jīng)洗滌、烘干后可做建材原料。從而實現(xiàn)鎳、鈷、鐵、硅的分離及分步轉化。

該方法具體包括以下步驟：

1）將褐鐵型紅土鎳礦研磨后，與鹽酸混合進行常壓浸出反應，使鎳、鈷、鐵高效浸出，酸浸出液中總鐵濃度達100g/L～120g/L；Ni、Co濃度分別達到2g/L和0.1g/L以上。

所述的紅土鎳礦粒度控制在200目的礦量占總礦量的90%。

所述的鹽酸濃度為20%～36%。

所述的酸浸溫度為60～100℃。

所述的酸礦質(zhì)量比為1:1～5:1。

2）將蛇紋石型紅土鎳礦研磨后，與步驟1）得到的酸浸液混合，進行浸出-水解耦合反應。

所述的浸出-水解耦合反應可實現(xiàn)鎳、鈷、鎂的選擇性浸出，以及鐵、鉻、鋁的選擇性水解。

所述的紅土鎳礦粒度控制在200目的礦量占總礦量的90%。

所述的浸出-水解耦合反應溫度控制在120～150℃。

所述的酸浸液與蛇紋石紅土鎳礦質(zhì)量比1:1～2:1。

3）將步驟2）反應得到的漿料經(jīng)液固分離后，分別得到含有Fe、Si氧化物的濾餅，以及含有Ni、Co離子的酸性濾液。