專利名稱：一種鎳紅土礦提取鈷鎳的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種從鎳礦物中提取鎳鈷的方法，特別涉及一種鎳紅土礦 提取鎳鈷富集物中間產(chǎn)品的方法。
背景技術(shù)：
鎳紅土礦是賦存鎳的氧化礦，其鎳貯存量占總鎳貯存量的65%。目前， 國內(nèi)外鎳紅土礦處理工藝主要分為火法工藝和濕法工藝，火法工藝主要包 括三種(1)高爐熔煉含鎳生鐵；(2) RKEF工藝熔煉鎳鐵；(3)鼓風(fēng)爐 熔煉冰鎳?；鸱üに噷ΦV石鎳品位要求較高，只適于處理鎳含量較高的紅 土礦(含鎳大于等于1.5%)，而且該方法具有生產(chǎn)能耗高、伴生的有價金 屬鈷不能回收等不足。
濕法工藝主要包括二種(1)還原焙燒~#;浸；(2)高壓酸浸。 根據(jù)礦石中堿性氧化鎂含量的高低分別采用氨浸和酸浸兩種方法。氨 浸適用于氧化鎂含量高的礦石，整個流程鎳回收率為75% 80%,鈷的回 收率較低，約為40%~50%。含氧化鎂低的礦石釆用酸浸的方法，該法鎳 的回收率90% 95%，鈷的回收率80% 90%。還原焙燒一氨浸工藝由于 能耗高，回收率低及環(huán)保壓力較大等不足，我國在鎳紅土礦處理中很少使 用該方法。近年來鎳紅土礦的濕法冶金技術(shù)有了很大的發(fā)展，特別是高壓 酸浸的方法，該方法具有鎳鈷浸出率高(鎳鈷浸出率高達(dá)98%和97%以 上)，浸出后液雜質(zhì)含量低，后續(xù)處理工序相對簡單，能得到高品質(zhì)的鎳 鈷富集物等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)成為近年來鎳紅土礦最主要的處理工藝。但是高壓 硫酸法存在加壓釜浸出過程中容易結(jié)垢、生產(chǎn)運(yùn)營成本較高、項(xiàng)目投資大 等不足。
經(jīng)濟(jì)的發(fā)展對鎳的需求增長迅速，但占全球70%的鎳礦資源卻只貢獻(xiàn) 了 30%的鎳產(chǎn)量，其主要原因就是紅土鎳礦的開發(fā)技術(shù)還有很多不足。因 此開發(fā)適用品位范圍寬、流程簡單、能耗和成本低、回收率高的紅土鎳礦處理方法的需求非常迫切。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種適用品位范圍寬、能耗和成本低、流程簡單、綠色環(huán) 保、高回收率的從鎳紅土礦提取鎳鈷的方法。
本發(fā)明通過下列技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):鎳紅土礦破碎后經(jīng)過"堆浸一 浸出后液 中和除雜一鎳鈷沉淀"的方法處理生產(chǎn)鎳鈷富集物。包括以下步驟
(1) 堆浸鎳紅土礦經(jīng)破碎后加入硫酸堆浸，在浸前液中通入S02氣
體；
(2) 浸出后液中和除雜堆浸后溶液加入石灰石和一價陽離子，并通 入S02和空氣混合氣體進(jìn)行中和除雜；
(3) 鈷鎳沉淀浸出后液除雜后加入NaOH中和沉淀得到鎳鈷富集物。
步驟(l)中，鎳紅土礦經(jīng)破碎后可以全部直接加入硫酸堆浸，或者礦 石經(jīng)過破碎后分級，加入硫酸堆浸與攪拌堆浸相結(jié)合粗粒級礦石直接堆 浸工序，細(xì)粒級礦石進(jìn)入常壓攪拌浸出工序。根據(jù)原料性質(zhì)的不同，調(diào)整 "堆浸/攪拌浸出，，的比例，可以用來處理大部分鎳紅土礦。在浸前液中通入 S02氣體，抑制鐵浸出。堆浸控制浸前液硫酸濃度10 100g/L，浸出周期 50~500d，滴淋強(qiáng)度5 100L/m2'h， ]\1浸出率>85%， 0>浸出率>88%;攪 拌浸出酸耗200~1200kg/t礦，浸出溫度50 100°C ，浸出時間0.5 ~ 10h ， ]> 浸出率>87%, 0)浸出率>90%;堆浸和攪拌浸出過程中，有價金屬Ni， Co的氧化物和硫酸發(fā)生中和反應(yīng)進(jìn)入溶液，同時其它雜質(zhì)元素如Fe、 Mg、 Al、 Ni、 Co、 Mn、 Zn、 Cu、 Ca、 Cr等的氧化物也部分發(fā)生中和反應(yīng)進(jìn)
入溶液，主要化學(xué)反應(yīng)方程式如下
MO + H2S04 = NiS04 + H20 (1)
CoO + H2S04 = CoS04 + H20 (2)
Fe203 + 3H2S04 = Fe2(S04)3 + 3H20 (3)
FeO + H2S04 = FeS04 + H20 (4)
A1203 + 3H2S04 = A12(S04)3 + 3H20 (5)
MgO + H2S04 = MgS04 + H20 (6)ZnO + H2S04 = ZnS04 + H20 CuO + H2S04 = CuS04 + H20 CaO + H2S04 = CaS(M + H20
(7)
(8)
(9)
(10)
(11)
Cr203 + 3H2S04 = Cr2(S04)3 + 3H20
步驟(2)中，堆浸后溶液或堆浸后溶液和攪拌浸出后礦漿混合并加 入石灰石和一價陽離子進(jìn)行中和除雜，并通入so2和空氣混合氣體進(jìn)行中 和除雜。優(yōu)選的，該步驟中加入一價陽離子Na2S04作為鐵抑制劑使鐵離 子沉淀除去，當(dāng)溶液中加入Na2S04后溶液中的鐵離子反應(yīng)生成黃鈉鐵釩 沉淀除去，浸出后液中鐵離子濃度控制在5g/L以下，有利于除雜的順利進(jìn) 行和后續(xù)的液固分離。中和除雜過程同時通入so2和空氣混合氣體可以使 Mn離子沉淀達(dá)卯。/。以上。堆浸后溶液中和除雜反應(yīng)條件為反應(yīng)溫度 50~100°C，反應(yīng)時間0.5 6h，控制溶液終點(diǎn)pH2 5，除雜后液Fe<0.2g/L， AK0.1g/L， Ni、 Co損失率〈2。/。，主要化學(xué)反應(yīng)方程式如下
CaC03 + H2S04 = CaSCM + H20 + CO" (12) 3Fe2(S04)3 + 12H20 + Na2S04 = Na2Fe6(S04)4(OH)12 + 6H2S04 (13) 隨著反應(yīng)進(jìn)行和溶液pH值上升，部分Fe、 Al、 Cr離子發(fā)生水解沉 淀反應(yīng)。主要化學(xué)反應(yīng)方程式如下
Fe2(S04)3 + 3H20 = Fe204 + 3H2S04 (14) A12(S04)3 + 6H20 = 2 Al204 + 3H2S04 (15) Cr2(S04)3 + 3H20 = 0203丄+ 3H2S04 (16) 步驟(3)中，浸出后液除雜后進(jìn)入CCD逆流濃密洗滌，洗水采用尾 礦庫澄清后回水，Ni回收率〉98。/。，洗滌后上清液采用NaOH中和沉淀得 到鎳鈷富集物，Ni、 0)回收率>99.5%。主要化學(xué)反應(yīng)方程式如下 (l+a)NiS04 + 2NaOH = Na2S04 + Ni(OH)2aMS04 (17) (l+b)CoS04 + 2NaOH = Na2S04 + Co(OH)2'bCoS04 (18) 沉淀后溶液和CCD濃密洗滌底流混合采用石灰石漿進(jìn)行中和沉淀， 使溶液中Mg和少量殘余Fe、 Mn、 Ni、 Co等沉淀下來，然后，送入尾礦 庫澄清，澄清后液返回主生產(chǎn)系統(tǒng)循環(huán)使用。
本發(fā)明方法與現(xiàn)有技術(shù)中的火法工藝和濕法工藝相比，可根據(jù)鎳紅土礦經(jīng)過石皮碎后原料性質(zhì)的不同，調(diào)整"堆浸/攪拌浸出"的比例處理大部分鎳 紅土礦。因此，本發(fā)明方法對礦石品位無特殊要求，原料適應(yīng)性廣，同時 降低能耗和成本。本發(fā)明方法采用常壓下酸浸的方法克服了高壓硫酸法存 在加壓釜浸出過程中容易結(jié)垢的不足，因此本發(fā)明方法流程簡單、節(jié)約成 本。另外，本發(fā)明方法堆浸后礦石可以就地綠化復(fù)墾，大大減少了尾渣、
廢氣和廢水的排放，綠色環(huán)保。本發(fā)明方法的Ni、 0)回收率>99.5%，鎳 鎘回收率高于現(xiàn)有技術(shù)中的處理方法。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步描述。 實(shí)施例1
將鎳紅土礦(Nil.26%， Co 0.041%, Fe 20.09%, Mg8.91%，)經(jīng)過 破碎，并用60目篩進(jìn)行水洗分級，取篩上礦341.85kg (干計(jì))裝入直徑 0.3米，高4.5米浸出柱中，料高4.05米，采用30-50g/LH2SO4溶液在常溫 下進(jìn)行24h不間斷滴淋浸出，浸前液中通入S02氣體，滴淋強(qiáng)度 18~36L/m2'h，經(jīng)過120d浸出，浸后液Fe<5g/L，鎳、鈷浸出率分布達(dá)到 85.5%和88.5%。
取篩下礦15kg，調(diào)成礦漿濃度為25%-35%，加入濃硫酸13.5kg在卯~ 100。C下常壓攪拌浸4h,鎳、鈷浸出率分別達(dá)到88.4%和92%。
按l: 1比例取部分堆浸后液和常壓攪拌浸出后礦漿各30L混合，加 入Na2S04和石灰石漿，并通入S02和空氣混合氣體在90 ~ 100。C下進(jìn)行中 和除雜，反應(yīng)時間4h，除雜后液Fe<0.2g/L， Al<0.1g/L， Mn<0.12g/L， Ni， 0)損失率<2%。
除雜后礦漿經(jīng)過濾、洗滌，得到含Ni 1.75g/L溶液80L,加入50-100g/L NaOH溶液在常溫下進(jìn)行中和沉淀，反應(yīng)時間3h， Ni， 0)沉淀率>99.5%， 富集物中Ni、 Co含量分別為25.2%， 0.85%。
沉淀后液采用石灰石漿中和，控制溶液pH值11.2以上，使溶液中絕 大部分金屬離子都沉淀下來，達(dá)到環(huán)保排放要求。
權(quán)利要求
1.一種從鎳紅土礦提取鈷鎳的方法，其特征在于包括下列工藝步驟(1)堆浸鎳紅土礦經(jīng)破碎后加入硫酸堆浸，在浸前液中通入SO2氣體；(2)浸出后液中和除雜堆浸后溶液加入石灰石和一價陽離子，并通入SO2和空氣混合氣體進(jìn)行中和除雜；(3)鈷鎳沉淀浸出后液除雜后加入NaOH中和沉淀得到鎳鈷富集物。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述堆浸步驟為鎳紅土礦 經(jīng)破碎后全部直接堆浸。
3. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述堆浸步驟為堆浸與攪 拌堆浸相結(jié)合，鎳紅土礦經(jīng)過破碎后分級粗粒級直接堆浸，細(xì)粒級常壓 攪拌浸出。
4. 如權(quán)利要求2或3所述的方法，其特征在于所述直接堆浸控制浸 前液硫酸濃度10~100g/L,浸出周期50 500d,滴淋強(qiáng)度5~100L/m2'h。
5. 如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于所述細(xì)粒級攪拌浸出酸耗 200 1200kg/t礦，浸出溫度50 100°C，浸出時間0.5~ 10h。
6. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述浸出后液中和除雜步 驟中反應(yīng)溫度50 100。C,反應(yīng)時間0.5 6h，控制溶液終點(diǎn)pH2—。
7. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述浸出后液中和除雜步 驟中一價陽離子為Na2S04。
8. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于所述鈷鎳沉淀步驟為浸出 后液除雜后進(jìn)入CCD逆流濃密洗滌，洗滌后上清液采用NaOH中和沉淀 得到鎳鈷富集物。
全文摘要
一種從鎳礦物中提取鎳鈷的方法，特別涉及提取鎳鈷富集物中間產(chǎn)品的方法。其特點(diǎn)是鎳紅土礦采用“堆浸—浸出后液中和除雜—鎳鈷沉淀”流程進(jìn)行處理，最終生產(chǎn)出鎳鈷富集物。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)中的火法工藝和濕法工藝比較鎳紅土礦經(jīng)過破碎后可以全部直接硫酸堆浸，也可以按原料性質(zhì)的不同，調(diào)整“堆浸/攪拌浸出”的比例進(jìn)行硫酸堆浸，即如果原礦直接堆浸滲透性達(dá)不到要求，可以將原礦分級，分出部分細(xì)粒級礦石進(jìn)行攪拌浸出，其余進(jìn)入堆浸。因此，本發(fā)明對礦石品位無特殊要求，原料適應(yīng)性廣，同時降低能耗和成本。本發(fā)明采用常壓下酸浸的方法，流程簡單、節(jié)約成本。另外，本發(fā)明的全流程N(yùn)i、Co回收率＞99.5％，高于現(xiàn)有技術(shù)中的處理方法。
文檔編號C22B23/00GK101619400SQ20091008916
公開日2010年1月6日 申請日期2009年8月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月5日
發(fā)明者丁嘉榆, 何德禮, 蘭瑋鋒, 劉三平, 崔源發(fā), 磊 張, 張邦勝, 戴征文, 易賢榮, 朱康玲, 李家裕, 李桂生, 李海東, 涂春根, 王海北, 壯 苗, 范燕青, 蔣開喜, 蔣訓(xùn)雄, 鄒小平, 鐘曉云, 勝 黃, 黃振華 申請人:江西稀有稀土金屬鎢業(yè)集團(tuán)有限公司;北京礦冶研究總院