[發明專利]鎳鈷錳多金屬氧化礦濕法分步提取鎳鈷和錳的方法

有效

• 申請號: 202010492117.1
• 申請日: 2020-06-03
• 公開（公告）號: CN111647742B
• 公開（公告）日: 2022-03-08
• 發明（設計）人: 蔣訓雄;馮林永;汪勝東;李達;張登高;蔣偉;趙峰
• 申請（專利權）人: 礦冶科技集團有限公司
• 主分類號: C22B3/08
• 分類號: C22B3/08;C22B23/00;C22B47/00
• 代理公司: 北京華仁聯合知識產權代理有限公司 11588
• 代理人: 尹春雷

鎳鈷錳多金屬氧化礦濕法分步提取鎳鈷和錳的方法，屬于濕法冶金技術領域。包括以下工序：(I)將鎳鈷錳多金屬氧化礦與碳質還原劑混合后進行加壓硫酸浸出，得到浸出礦漿；(II)將工序(I)的浸出礦漿固液分離，得到富含鎳鈷的浸出液與富錳渣；(III)將工序(II)的富錳渣用水洗滌或浸出，然后固液分離，得到浸出渣和硫酸錳溶液。本發明通過采用碳加壓還原濕法浸出技術，將高價的錳還原為低價，解離出鈷錳多金屬氧化礦石中的有價元素并將其浸出到溶液中，利用硫酸錳隨高溫升高溶解度降低的特點將錳抑制在浸出渣中，然后再對含錳的浸出渣進行常壓浸出，實現錳與鎳鈷多金屬的分離。本發明具有原料適應性強、流程短、環境友好的突出優點。

技術領域

本發明屬于濕法冶金技術領域，涉及一種鎳鈷錳多金屬氧化礦經濕法浸出分步提取鎳鈷與錳的方法。

背景技術

鎳鈷錳多金屬氧化礦包括錳結核、富鈷結殼、鈷土礦，錳結核又稱為多金屬結核或海底多金屬結核，富鈷結殼又稱為鐵錳結殼或海底鐵錳結殼或海底鈷結殼。這些礦石均富含鎳、鈷，甚至銅，并含有較高含量的錳，屬于鎳、鈷、錳等多金屬資源，特別是在海底廣泛分布。

鎳鈷錳多金屬氧化礦的冶煉方法分為火法和濕法兩種。其中火法工藝是通過高溫還原熔煉的方法，將鎳、鈷、銅、鐵還原形成合金，而錳形成錳渣而分離，高溫過程能耗較高。濕法則是通過直接還原浸出或預先還原焙燒然后浸出，將鎳、鈷、銅甚至錳浸出進入溶液，然后回收。直接還原浸出是在浸出過程中加入一氧化碳、氫氣、硫基還原劑、硫酸亞鐵或黃鐵礦等還原劑將礦石中錳還原成低價后再溶出礦石中的錳、鎳、鈷、銅等金屬。中國專利200510134512公布了一種深海多金屬結核自催化還原氨浸的方法，在氨-硫酸銨溶液中，以一氧化碳為還原劑進行催化還原銨浸，礦石中銅、鈷、鎳等金屬以絡合物的形式進入溶液中，錳以碳酸錳沉淀進入渣中實現錳與其它有價金屬的分離；中國專利201110341449.0公布了一種從海底金屬礦中提取有價金屬的方法，將海底金屬礦在加熱條件下通入氫氣進行還原，將錳還原為低價后再用酸浸出礦石中的銅、鎳、鈷、錳等有價金屬元素，溶液中的金屬經萃取、電積方法進行回收；中國專利200810058946.8公布軟錳礦與黃鐵礦加壓酸浸生產硫酸錳的方法，將軟錳礦與黃鐵礦按比例混合后，在0.3～1.0MPa、100-110℃條件下用100-220g/L硫酸浸出60-180min，錳的浸出率在95％左右，渣含錳均小于1.5％；中國專利97102703.X公布了一種用二氧化硫氣體直接生產硫酸錳的方法，先將氧化錳礦調漿，然后向錳礦漿中通入二氧化硫氣體，待錳礦漿反應完畢后關閉二氧化硫氣體，礦漿固液分離、凈化除雜、結晶干燥得到硫酸錳產品。直接還原氨浸，或者還原焙燒——氨浸，雖然可以選擇性浸出鎳、鈷、銅，通過將錳留在浸出渣中而實現與鎳鈷銅的分離，但氨浸渣需要進一步冶煉回收錳。還原酸浸，或還原焙燒——酸浸，則由于鎳、鈷、銅、錳等同時進入浸出液，后續需要通過萃取或沉淀的方法將錳與鎳、鈷、銅等分離。

發明內容

本發明針對現有鎳鈷錳多金屬氧化礦濕法冶金存在的問題，提供一種原料適應性強、工藝簡單、流程短、環境友好的方法。本發明通過兩段浸出將錳與多金屬分離，并獲得單獨的鎳鈷銅多金屬溶液與硫酸錳溶液，其中第一段采用高溫加壓浸出，多金屬氧化礦中的鎳鈷銅等金屬浸出進入溶液，錳以硫酸錳固體形式留在渣中形成富錳渣；第二段為常溫常壓浸出，即將第一段高溫高壓浸出得到的富錳渣，用水進行浸出或洗滌，將富錳渣中的硫酸錳溶解，得到硫酸錳溶液和最終的浸出渣。

本發明的目的是通過如下技術方案實現的。

鎳鈷錳多金屬氧化礦濕法分步提取鎳鈷和錳的方法，其特征在于，包括以下工序：

(I)將鎳鈷錳多金屬氧化礦與碳質還原劑混合后進行加壓硫酸浸出，得到浸出礦漿；

(II)將工序(I)的浸出礦漿固液分離，得到富含鎳鈷的浸出液與富錳渣；

(III)將工序(II)的富錳渣用水洗滌或浸出，然后固液分離，得到浸出渣和硫酸錳溶液。

上述方法中涉及的化學反應或物理過程如下：