專利名稱：一種從紅土鎳礦浸出液分離富集鎳鈷的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及有色濕法冶金領(lǐng)域，特別涉及一種從鎳礦中提取鎳鈷的方法。
背景技術(shù)：
世界上可供開采的鎳資源有兩類 一類是硫化鎳礦，占陸地鎳資源的40 %，另一類為氧化鎳礦(俗稱紅土鎳礦)，占60%。而世界上55%的鎳產(chǎn)品 都是從硫化礦中提取的，從紅土鎳礦中提取的鎳不到45%。但隨著不斷的開 采，硫化鎳礦資源越來越少，紅土鎳礦已被認為將來開發(fā)的主要鎳資源。
紅土礦中鎳、鈷、銅的品位較低，不宜火法冶煉，常采用兩種濕法冶金 工藝 一種是還原焙燒、氨浸工藝(RRAL)，另一種是硫酸加壓酸浸工藝 (HPAL)。 HPAL工藝處理氧化鎳礦生成的浸液中有價金屬的濃度很低，增大 了后續(xù)工藝設(shè)備的體積、萃取劑用量及能耗，因此酸浸液中的有價金屬Ni、 Cu、 Co的富集就成為濕法冶金中的熱點。
紅土礦浸出液中主要的雜質(zhì)金屬就是鐵，傳統(tǒng)的除鐵方法如氫氧化鐵除 鐵法、黃鈉鉀礬除鐵法、針鐵礦法等均有耗酸大、廢渣不易處理、鎳離子損 耗大等問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決目前低品位紅土鎳礦(含鎳在1.5%以下)冶礦中 浸出液雜質(zhì)含量大、處理工藝復(fù)雜、投資大、鎳損失大的問題，提出一種投 資少、工藝簡單、能耗低、生產(chǎn)成本低和鎳鈷回收率高的從紅土鎳礦浸出液 中提取鎳鈷的方法。
本發(fā)明通過下列技術(shù)方案實現(xiàn)
A、 將硫酸或鹽酸體系的浸出液與紅土礦殘渣固液分離后，以浸出液中金 屬量為基礎(chǔ)，以反應(yīng)計量的1.2 1.5倍率，向紅土鎳礦浸出液中加入硫化劑， 反應(yīng)沉淀后固液分離，排出廢液，沉淀固體用新浸出液進行洗滌，洗滌后得 硫化物沉淀；
B、 硫化物沉淀經(jīng)機械攪拌漿化后，加入相對于硫化物沉淀反應(yīng)計量比1.5-2.0倍的硫酸和硝酸混酸溶液，硫酸和硝酸體積比90: 10，混酸與水的體 積比為90: 10 30。
C、 采用針鐵礦法對上級酸浸液除鐵并進行固液分離；
D、 控制濾液pH值為0.5 1.5，加入0.10 0.15mol/L硫代硫酸鈉溶液進 行除銅，并進行固液分離，所得濾液即為鎳鈷富集溶液。
步驟A中所述硫化劑為硫化鈉、硫化氫或硫化銨中的一種。由于硫化銨 堿性較弱，不易引起pH的較大波動而導(dǎo)致鐵的氧化沉淀，所以硫化銨為優(yōu)選 硫化劑。所述沉淀反應(yīng)時間控制在10 20分鐘；所述洗滌時間控制在10 20 分鐘。
步驟A中將硫化沉淀固體經(jīng)新浸出液進行洗滌，目的在于利用新浸出液 較高的酸度將沉淀出來的硫化亞鐵沉淀重新溶解回溶液體系中去，并使新產(chǎn) 生的硫離子與溶液中的鎳等金屬反應(yīng)形成沉淀，既提高硫的使用率，也增加 了鎳的富集比。而洗滌后的洗滌液收集后可以返回作為原礦的浸出液使用， 再次參與硫化沉淀反應(yīng)，由于洗滌液中存在部分硫化物，因此，可以節(jié)約硫 化沉淀反應(yīng)硫化劑的加入量。
步驟B中所述漿化過程是將硫化物沉淀產(chǎn)物加水配成固液比為1: 3的漿 料，在反應(yīng)釜中以300rpm左右的速度機械攪拌15 30min，使其成為漿狀物。
步驟B中所述的浸出時間為20 30分鐘，反應(yīng)過程中還可以不斷鼓入空氣。
步驟C中所述針鐵礦法除鐵是將上一級酸浸液加入還原劑還原后，用碳 酸鈉調(diào)節(jié)pH至3.0 4.0，在90 95。C用雙氧水氧化生成FeOOH沉淀除去Fe。
本發(fā)明采用以酸浸出技術(shù)處理低含鎳量紅土礦的酸浸液為研究體系，采 用硫化的方法富集分離有價金屬鎳鈷與其他雜質(zhì)金屬，對富集后的硫化鎳、 硫化鈷等采用攪拌活化、常壓氧化浸出的方法來制備達到GB6392-86要求的 硫酸鎳和硫酸鈷產(chǎn)品，鎳和鈷的提取率在95%以上。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本方法在常溫、常壓下進行，無須使用高壓釜，設(shè)備 投資少，運行費用低；工藝路徑簡單，流程短，生產(chǎn)規(guī)模大小可控；工藝中 所用的硫化劑和酸可最大限度的循環(huán)利用，無排放，不污染環(huán)境；鎳鈷提取 率高，能耗低，生產(chǎn)成本低，易于產(chǎn)業(yè)化。本發(fā)明為低品位紅土鎳礦的開發(fā) 利用提供了極為有效且經(jīng)濟實用的途徑。


圖1:本發(fā)明的工藝流程圖。
具體實施例方式
以下為本發(fā)明的部分具體實施例，這些實施例的給出是對本發(fā)明的進一 步詳細說明，而不意味著對本發(fā)明的限制。 實施例1
A、 將25升紅土礦浸出液投入到50升的反應(yīng)容器中，浸出液中Ni 6g/L， Fe33g/L， Culg/L， Co 0.98g/L， Mg 3.3g/L， Zn0.57g/L。按浸出液中金屬當(dāng) 量的化學(xué)計量比的1.2倍投入硫化銨，pH值升至3.0;
B、 將沉淀固液分離后，用新浸出液對沉淀洗滌10min， pH升到l;
C、 經(jīng)過洗滌浸泡后的硫化物沉淀經(jīng)固液分離后硫化亞鐵占硫化物總沉淀 質(zhì)量的5.6%，將其加水形成固液比1: 3的漿料，在攪拌釜中機械攪拌活化 15min，攪拌速度280rpm;
D、 將活化后的漿料按相對沉淀中金屬當(dāng)量化學(xué)計量比的1.5倍加入硫酸
硝酸混酸(硫酸硝酸的體積比為90: 10)溶液，混酸與水的體積比為90: 10，并不斷鼓入空氣進行氧化浸出30min;
E、 控制pH-3，除去溶液中剩余的鐵；調(diào)整pH為0.5并加入相對于銅化 學(xué)當(dāng)量的化學(xué)計量比的1.2倍的0.15mol/L硫代硫酸鈉溶液，除去銅，乘IJ余凈 化液中含Ni29g/L， Co4.1g/L， Fe0.002g/L， Cu0.0017g/L， Mg0.0009g/L， Zn 0細2g/L。
通過以上條件控制，低品位紅土鎳礦浸出液中的鎳回收率為96%,鈷的 回收率為97.7%,上述條件中所有固液分離后的溶液均可以返回作為原礦的浸 出液，實現(xiàn)原料的最大利用。
實施例2
A、 將含Ni 4.4g/L、Fe 38g/L、Cu 0.78g/L、Co 0.88g/L、Mg 2.3g/L、Zn 0.69g/L
紅土礦硫酸體系浸出液50升投入到IOO升的反應(yīng)釜中，按金屬量化學(xué)計量比 1.3倍投入硫化鈉，pH值升至3.46。
B、 用新浸出液對上一步固液分離后的硫化物沉淀進行充分洗滌15min， pH升到1左右并進行固液分離；
C、 將上步分離后的固相按固液比1: 3進行漿化，對漿料機械攪拌活化20分鐘，攪拌速度300rpm，固相中硫化亞鐵占硫化物總沉淀質(zhì)量的10.4%;
D、 向活化后的漿料按相對金屬量化學(xué)計量比1.4倍加入硫酸硝酸混酸(硫 酸硝酸的體積比為90: 10)溶液，混酸與水體積比為90: 30，氧化浸出20 分鐘；
E、 控制pH-3.5，利用針鐵礦法除去溶液中剩余的鐵，調(diào)整pH4.5并加 入相對于銅1.2倍化學(xué)計量比的0.1Omol/L硫代硫酸鈉除去銅，剩余凈化液中 含Ni24.6g/L， Co 3.2 g/L， Fe 0.007g/L， Cu 0.001 lg/L， Mg 0.0006g/L， Zn 0豫5g/L。
上述條件中所有固液分離后的溶液均可以返回作為原礦的浸出液，實現(xiàn) 原料的最大利用，通過以上條件控制，低品位紅土鎳礦浸出液中的鎳回收率 為97.6%,鈷的回收率為98.1%。
實施例3
A、 將25升紅土礦硫酸體系浸出液投入到50升的反應(yīng)容器中，浸出液中 Ni6g/L， Fe36g/L， Cu lg/L， Co0.68g/L， Mg4.3g/L， Zn0.55g/L。按浸出液 中金屬量的1.5倍投入硫化銨，pH值升至3.5;
B、 將沉淀固液分離后，用新浸出液對沉淀進行充分洗滌20min， pH升 到h
C、 經(jīng)過洗滌浸泡后的硫化物沉淀經(jīng)固液分離后硫化亞鐵占硫化物總沉淀 質(zhì)量的5.9%,將其加水形成固液比1: 3的漿料，在攪拌釜中機械攪拌活化 30分鐘，攪拌速度320rpm;
D、 將活化后的漿料按相對沉淀中金屬當(dāng)量化學(xué)計量比1.5倍加入硫酸硝
酸混酸(硫酸硝酸的體積比為90: 10)，混酸與水體積比為90: 20，并不 斷鼓入空氣進行氧化浸出30分鐘；
E、 控制pH-4，除去溶液中剩余的鐵；調(diào)整pH為l.O，并加入相對于銅 1.2倍化學(xué)計量比的0.15mol/L硫代硫酸鈉除去銅，剩余凈化液中含Ni 29.5 g/L， Co4g/L， Fe0.008g/L， Cu0.0012g/L， Mg0.0004g/L， Zn 0.001 lg/L。
通過控制以上條件，低品位紅土鎳礦浸出液中的鎳回收率為98%，鈷的 回收率為97.8%，上述條件中所有固液分離后的溶液均可以返回作為原礦的浸 出液，實現(xiàn)原料的最大利用。
權(quán)利要求
1.一種從紅土鎳礦浸出液分離富集鎳鈷的方法，依次包括下述步驟A、將硫酸或鹽酸體系的浸出液與紅土礦殘渣固液分離后，以浸出液中金屬量為基礎(chǔ)，以反應(yīng)計量的1.2～1.5倍率，向紅土鎳礦浸出液中加入硫化劑，反應(yīng)沉淀后固液分離，排出廢液，沉淀固體用新浸出液進行洗滌，洗滌后得硫化物沉淀；收集洗滌液返回作為原礦的浸出液，再次參與硫化沉淀反應(yīng)。B、硫化物沉淀經(jīng)機械攪拌漿化后，加入相對于硫化物沉淀反應(yīng)計量比1.5～2.0倍的硫酸和硝酸混酸溶液，硫酸和硝酸體積比90∶10，混酸與水的體積比為90∶10～30。C、采用針鐵礦法對上級酸浸液除鐵并進行固液分離；D、控制濾液pH值為0.5～1.5，加入0.10～0.15mol/L硫代硫酸鈉溶液進行除銅，并進行固液分離，所得濾液即為鎳鈷富集溶液。
2. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于步驟A中所述硫化劑為硫化鈉、 硫化氫或硫化銨中的一種；所述沉淀反應(yīng)時間控制在10 20 min;所述洗滌 時間控制在10 20 min。
3. 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述硫化劑為硫化銨。
4. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟B中所述漿化過程工藝參數(shù)為 所述硫化物沉淀產(chǎn)物與水固液比為l:3，機械攪拌速率為300rpm，時間為15 30min。
5. 如權(quán)利要求1 4所述之一的方法，其特征在于步驟B中所述的浸出時間 為20 30min，反應(yīng)過程中不斷鼓入空氣。
6. 如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于步驟C中所述針鐵礦法除鐵是將 上一級酸浸液加入還原劑還原后，用碳酸鈉調(diào)節(jié)pH至3.0 4.0，在90 95 'C下用雙氧水氧化生成FeOOH沉淀除去Fe。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種從紅土鎳礦浸出液分離富集鎳鈷的方法，將紅土鎳礦浸出液與礦渣固液分離后，向浸出液中加入硫化劑，反應(yīng)沉淀后固液分離，沉淀固體用新浸出液進行洗滌得硫化物沉淀；硫化物沉淀漿化后，加入硫酸和硝酸混酸溶液氧化浸出；采用針鐵礦法對上級酸浸液除鐵；加入硫代硫酸鈉溶液進行除銅；所得濾液即為鎳鈷富集溶液。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本方法在常溫、常壓下進行，無須使用高壓釜，設(shè)備投資少，運行費用低；工藝路徑簡單，流程短，生產(chǎn)規(guī)模大小可控；工藝中所用的硫化劑和酸可最大限度的循環(huán)利用，無排放，不污染環(huán)境；鎳鈷提取率在95％以上，生產(chǎn)成本低，易于產(chǎn)業(yè)化。
文檔編號C22B3/00GK101298638SQ20081003160
公開日2008年11月5日 申請日期2008年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月27日
發(fā)明者李新海, 李金輝, 杜朝軍, 王志興, 符芳銘, 胡啟陽, 郭華軍 申請人:中南大學(xué)