[發明專利]一種處理低品位紅土鎳礦的方法

在審

• 申請號: 201410845254.3
• 申請日: 2014-12-31
• 公開（公告）號: CN104611580A
• 公開（公告）日: 2015-05-13
• 發明（設計）人: 楊志強;劉玉強;王少華;陳學安;沙濱;杜昊;王紀華;姚菲;唐金;賀小紅
• 申請（專利權）人: 金川集團股份有限公司
• 主分類號: C22B23/00
• 分類號: C22B23/00;C22B3/06;C22B3/08
• 代理公司: 甘肅省知識產權事務中心 62100
• 代理人: 田玉蘭

技術領域

????本發明涉及濕法冶金領域，具體涉及一種從低品位紅土鎳礦中用濕法處理提取鎳、鈷的方法。

背景技術

紅土鎳礦是由含鎳橄欖巖在熱帶或亞熱帶地區經過大規模長期風化淋濾變質而成的氧化鎳礦，由于存在地理位置、氣候條件以及風化程度的差異，世界各地的紅土鎳礦類型不完全相同。

風化過程一般產生層狀沉積，其中在表面附近存在著完全的或最徹底的風化產物，隨著深度增加漸變為程度較輕的風化產物，并最后在某個更深的深度處終止為未風化的巖石。

高度風化層通常將其含有的大部分鎳細微分布在細碎的針鐵礦顆粒中。該層通常稱為褐鐵礦，它一般含有高比例的鐵和低比例的硅和鎂。

風化較輕的層所含的鎳一般更多地包含于各種硅酸鎂礦物中，例如蛇紋石。不完全風化帶中可能有很多其他含有鎳的硅酸鹽礦物。?部分風化的高含鎂帶通常稱為腐泥土或硅鎂鎳礦。它一般含有低比例的鐵和高比例的硅和鎂。

在一些礦床中還有另一種通常處于褐鐵礦和腐泥土之間的主要含有綠脫石粘土的帶，稱為過渡礦。

通常情況下，褐鐵礦為紅土鎳礦的主要組成部分，占紅土鎳礦總量的65%～75%；腐泥土占15%～25%；過渡礦占10%。

低品位紅土鎳礦是指沒有腐泥土礦的紅土鎳礦，也就是由褐鐵礦和過渡礦組成的紅土鎳礦。

從低品位紅土鎳礦鎳中回收鎳、鈷的困難之處在于，在進行化學處理分離金屬有用成分之前通常不能通過物理方式充分富集鎳的有用成分，即無法用選礦的技術進行富集，這使得低品位紅土鎳礦的處理成本很高。并且由于低品位紅土鎳礦中的褐鐵礦和過渡礦中不同的礦物和化學組成，這些礦石通常不適于使用同一處理技術進行處理。幾十年來一直在尋找降低處理紅土鎳礦的成本的方法。

而紅土鎳礦的處理工藝可分為火法工藝和濕法工藝兩大類。

火法冶金工藝適合處理腐泥土礦。該工藝通常只能生產鎳鐵，不能回收鈷，其應用受到限制。

濕法冶金工藝適合處理褐鐵礦。濕法冶金技術包括高壓酸浸和還原焙燒氨浸以及近年來出現的如常壓酸浸、堆浸工藝等。

高壓酸浸出（HPAL)工藝的優點是：鎳、鈷浸出率高；反應速度快、反應時間短；鐵在酸浸過程中理論上不消耗硫酸且水解產物為赤鐵礦（Fe₂0₃?)?沉淀。但高壓酸浸出（HPAL)工藝的缺點也很突出：首先是它需要復雜的高溫、高壓的高壓釜以及相關的設備，其安裝與維護都很昂貴；二是高壓酸浸（HPAL）工藝消耗的硫酸比按化學計量溶解礦石中的非鐵金屬成分所需的硫酸更多。因為在高壓酸浸條件下多數由硫酸提供的硫酸根離子連接形成硫酸氫根離子（HSO₄^-）。也就是說硫酸在高壓酸浸條件下只離解釋放出一個質子（H+)。在浸出液冷卻及中和時，硫酸氫根離子分解成硫酸根（SO₄^2-）和另一個質子。因此后一個質子?(酸）沒有充分用于浸出，并導致過量的硫酸在后續處理是必須要進行中和而消耗中和劑；三是HPAL工藝只限于處理主要為褐鐵礦類的原料，因為腐泥土的存在會導致硫酸消耗量的大量增加。這是由于腐泥土中鎂的鎂含量較高所引起的；四是HPAL工藝在運行過程中高壓釜容易結垢，需定期停產清理，開工率低；五是浸出渣量大，而且是硅和鐵的混合渣，不能經濟有效的開發利用。

如公開號為CN101001964A的發明專利，提出了一種先用足量的硫酸在常壓（100℃～105℃）下浸出褐鐵礦，再用褐鐵礦的常壓浸出礦漿與腐泥土礦漿在中等壓力（約0.5MPa、150℃）下浸出提取鎳、鈷的方法。該方法的優點是：能同時處理褐鐵礦和腐泥土礦；避免使用價格昂貴的高壓釜而在中等壓力條件下用相對簡單的加壓設備實現了腐泥土礦較高的鎳浸出率。但該方法存在以下缺點和不足：首先得到浸出渣是硅和鐵的混合渣，需要增加成本對硅和鐵的混合渣進行分離，造成浸出渣開發利用的經濟效益很差；二是常壓浸出褐鐵礦的時間較長，通常為4小時以上，因此所需常壓浸出設備龐大；三是所用腐泥土礦量是褐鐵礦量的1倍，這和紅土鎳礦的礦帶構成相矛盾，眾所周知的是紅土鎳礦床中，褐鐵礦量∶腐泥土礦量≥2∶1。