[發(fā)明專利]一種氧化鎳礦酸浸液兩步除鐵方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410368230.3
• 申請日: 2014-07-30
• 公開（公告）號: CN104120259A
• 公開（公告）日: 2014-10-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉葵;鄺麗芳;陳明珍;龍華;陳星新
• 申請（專利權(quán)）人: 廣西師范大學(xué)
• 主分類號: C22B3/46
• 分類號: C22B3/46;C22B3/06
• 代理公司: 桂林市持衡專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 45107
• 代理人: 唐智芳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鎳礦冶煉方法，具體涉及一種氧化鎳礦酸浸液兩步除鐵方法。

背景技術(shù)

氧化鎳礦是主要的鎳礦資源，酸浸工藝是氧化鎳礦冶煉的常用技術(shù)，其中使用硫酸作為浸出劑的工藝最為常見。氧化鎳礦通常分為鐵含量較高的鐵質(zhì)礦和鎂含量較高的鎂質(zhì)礦兩大類。無論是通過常壓酸浸、高壓酸浸還是堆浸所得到的氧化鎳礦酸浸液中都含有鐵、鎳、鈷、鎂、鋁等金屬離子，通常浸出液中的鐵離子濃度高于其它金屬離子濃度，其中鐵質(zhì)礦的常壓酸浸液中鐵離子濃度可高達(dá)30～50g/L,因此，大多數(shù)氧化鎳礦酸浸液凈化分離的第一步是除鐵。

常用的浸出液除鐵方法主要有氧化中和法、黃鉀鐵礬法、針鐵礦法和赤鐵礦法。氧化中和法是用氧化劑將浸出液中Fe²⁺氧化為Fe³⁺，再加入堿液調(diào)整溶液的pH值，使Fe³⁺以氫氧化鐵的形式沉淀，此法操作簡便，但氫氧化鐵常以膠體形式沉淀，造成溶液過濾困難，此外，氫氧化鐵沉積過程中會有部分或大量的鎳、鈷、鎂、鋁等其它金屬離子共沉積，造成金屬離子的損失。黃鉀鐵礬法、針鐵礦法和赤鐵礦法都具有良好的過濾和洗滌性能，但黃鉀鐵礬難于回收利用，在堆積和存放的過程中還會釋放出硫酸而污染環(huán)境，因此黃鉀鐵礬法現(xiàn)在已較少使用；赤鐵礦法和針鐵礦法因具有除鐵產(chǎn)品可以直接出售的優(yōu)勢而成為首選的除鐵方法。

針鐵礦法可在較低的溫度(如低于溶液的沸點溫度)下進(jìn)行，除鐵過程能耗不大，但是，針鐵礦法沉鐵要求在較低的酸度(如pH值在2～4之間)和較低的Fe³⁺濃度(一般在1g/L左右)下進(jìn)行。氧化鎳礦酸浸液的酸度普遍較高，其pH值大多低于1，特別是常壓酸浸液，其pH值甚至低于0，而調(diào)節(jié)溶液的pH值就需要消耗大量的堿性試劑。此外，氧化鎳礦酸浸液中鐵離子濃度遠(yuǎn)高于1g/L，有些甚至達(dá)到50g/L,若要采用針鐵礦法除鐵，則需先用還原劑將酸浸液中的Fe³⁺還原為Fe²⁺以維持溶液中較低的Fe³⁺濃度，接著加入氧化劑緩慢氧化Fe²⁺為Fe³⁺，然后Fe³⁺緩慢水解為針鐵礦而從溶液中沉積下來。這不僅需消耗大量的氧化劑和還原劑，而且還延長了沉鐵反應(yīng)的時間。對于鐵濃度很高的氧化鎳礦酸浸液，人們很少使用針鐵礦法除鐵。

目前常用的赤鐵礦沉鐵法是在250℃左右、壓力為4MPa左右的條件下進(jìn)行，即使溶液的酸度很高，溶液中的鐵也能以赤鐵礦的形式沉積，故鐵脫除率較高，但是，此方法能耗很高，還需使用耐高溫高壓和耐腐蝕性極好的材料制造的高壓釜，設(shè)備費和操作費都較高。近年來有一些專利提出了在120～200℃范圍內(nèi)沉積赤鐵礦，在此低溫范圍內(nèi)酸對設(shè)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(shè)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。如公開號為CN101392321A的發(fā)明專利公開了一種在120～200℃范圍內(nèi)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(zhì)還原劑對礦物進(jìn)行微波還原焙燒，不適用于氧化鎳礦常壓酸浸液的直接除鐵。

此外，在120～200℃范圍內(nèi)沉積赤鐵礦一般在pH>1的條件下進(jìn)行，與針鐵礦除鐵法類似，采用赤鐵礦法除鐵之前也需降低浸出液的酸度。近年來國內(nèi)外學(xué)者提出了各種中和氧化鎳礦酸浸液中殘酸的工藝，有些專利提出用堿性物質(zhì)中和浸出液的殘酸，如專利WO2013120131A1采用石灰石或碳酸鈣中和堆浸液中的酸，使鐵以針鐵礦的形式沉積。加入堿性物質(zhì)中和浸出液中的酸可達(dá)到調(diào)節(jié)浸出液酸度的目的，但浸出液中的殘酸就難以得到回收利用。有些專利采用鎂質(zhì)礦中和浸出液的殘酸，如公開號為CN102212684A、CN101418379A、CN102286661A、WO2001032944A1、AU2011218755A1等專利采用鎂質(zhì)氧化鎳礦來中和鐵質(zhì)氧化鎳礦酸浸液中的殘酸，以提高酸浸液的pH值，但是，這些專利所得到的除鐵產(chǎn)物都是難于回收利用、易于造成環(huán)境污染的黃鈉(鉀)鐵礬。