專(zhuān)利名稱(chēng)：處理鎳紅土礦石的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種處理紅土礦的方法，以便將紅土礦中所含的金屬轉(zhuǎn)化為水溶性的形式以便回收有價(jià)值的金屬，例如鎳和鈷。不同類(lèi)型的鎳紅土礦可以同時(shí)處理，而不用根據(jù)它們的鐵和/或鎂的含量而將其分離。當(dāng)使用濃的無(wú)機(jī)酸對(duì)紅土礦進(jìn)行預(yù)處理以使得紅土礦中所含的金屬反應(yīng)形成水溶性鹽時(shí)，紅土礦中所含的硅酸鹽被部分分解，且后浸出中液-固分離變得比此前更加容易。依據(jù)該方法，將礦石和酸的反應(yīng)段中產(chǎn)生的水蒸氣用于礦石的干燥，未反應(yīng)的無(wú)機(jī)酸循環(huán)到工藝的前端。
背景技術(shù)：
美國(guó)專(zhuān)利US4125588中公開(kāi)了一種方法，其中在鎳浸出之前用濃酸對(duì)鎳紅土礦石進(jìn)行預(yù)處理。該方法描述了對(duì)紅土礦石進(jìn)行干燥以使得礦石的水分含量小于1%。將干燥后的礦石粉碎至顆粒粒度范圍為65-100目。粉碎后的礦石以質(zhì)量比大約1 1混入濃酸中。通過(guò)向含有紅土礦和酸的混合物中加入水以啟動(dòng)金屬硫酸鹽化反應(yīng)，加入水的量占紅土礦的質(zhì)量的3-40%的比例。硫酸鹽化后的金屬浸出到水中。美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)US2006/00(^835描述了一種方法，其中紅土礦通過(guò)兩個(gè)階段浸出。 在第一個(gè)階段，紅土礦石與濃硫酸混合。在第二個(gè)階段，礦石/酸混合物通過(guò)水漿化，然后浸出，以使鎳和鈷溶解。該方法的特征是，用于預(yù)處理的硫酸用量就礦石中的非鐵金屬而言是化學(xué)計(jì)量比的，而非就鐵而言是化學(xué)計(jì)量比的。依據(jù)實(shí)施例5，酸/礦比為0.65。少量過(guò)量的酸是有利的，使得少量的鐵也溶解，因?yàn)檫@使得鎳和鈷實(shí)現(xiàn)最大的溶解。該方法的浸出階段可以在95-105 下進(jìn)行，或者在高壓釜中進(jìn)行，該高壓釜中溫度最大值為150°C，壓力相當(dāng)于飽和蒸汽壓。為改善鈷的溶解，將一些合適的還原劑加入到浸出階段，例如二氧化硫。由于在浸出處理的最初階段使用低于化學(xué)計(jì)量比的酸，只有一部分紅土礦溶解。該方法用于浸出-沉淀階段的停留時(shí)間不得不非常長(zhǎng)。該方法的有效性要求紅土礦中的易溶解腐泥土型紅土礦(saprolitic laterite)占絕大部分，從而使其在三價(jià)鐵沉淀范圍內(nèi)發(fā)揮作用。美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)US2006/00(^835中十分全面地描述了現(xiàn)有技術(shù)中從紅土礦中回收鎳和其他有價(jià)值的金屬的其他方法。由于常壓下浸出工藝產(chǎn)生非常細(xì)小并呈凝膠狀的浸出殘?jiān)?，這對(duì)于固體和溶液的分離和沖洗提出特別要求，給該方法帶來(lái)了很大的挑戰(zhàn)。盡管有很多基于常壓浸出的方法專(zhuān)利，但對(duì)于該問(wèn)題均未給予足夠的關(guān)注。固-液分離的難度也相當(dāng)程度上依賴(lài)于紅土礦的種類(lèi)。發(fā)明目的本發(fā)明的目的是消除較早的方法中出現(xiàn)的問(wèn)題，并實(shí)現(xiàn)一種浸出紅土礦的方法， 特別之處在于將固體與溶液分離不引起問(wèn)題。本發(fā)明的目的還在于通過(guò)利用反應(yīng)中生成的熱量和回收反應(yīng)中未消耗的酸來(lái)提高紅土礦處理工藝的經(jīng)濟(jì)性
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種處理鎳紅土礦石以促進(jìn)回收鎳和鈷和液-固分離的方法。根據(jù)本方法，a)利用來(lái)自后面的處理段的蒸汽對(duì)粉碎的紅土礦石進(jìn)行干燥，b)對(duì)干燥后的礦石進(jìn)行干磨，c)細(xì)礦石被送至使用濃無(wú)機(jī)酸進(jìn)行的酸處理混合段，其中將礦石均勻地混合到酸中，酸用量就礦石中所含的金屬而言至少為化學(xué)計(jì)量比，d)將礦石和酸的混合物投入在環(huán)境壓力和介于150°C和酸的沸點(diǎn)之間的溫度下進(jìn)行的酸處理反應(yīng)段，從而使所述酸與礦石彼此反應(yīng)；反應(yīng)生成的水蒸氣被回收并循環(huán)用于礦石的干燥，e)將酸處理后的紅土礦石送去進(jìn)行酸回收，其中酸處理混合段反應(yīng)中剩余的未反應(yīng)的酸通過(guò)蒸發(fā)回收，隨后酸被冷卻并循環(huán)回到所述混合段，f)將離開(kāi)酸回收的酸處理后的紅土礦石送至到金屬浸出段，該段利用水進(jìn)行。依據(jù)本發(fā)明的方法的特點(diǎn)是，粉碎后的紅土礦石的粒徑為小于IOmm的占90%。在干磨階段，將礦石磨至90%的粒徑小于500 μ m是有利的，優(yōu)選90%小于150 μ m。依據(jù)該方法，在金屬與酸尚未大量反應(yīng)的溫度下，將酸和紅土礦混合成均勻混合物。在依據(jù)該方法的酸處理中，該酸處理包括酸與礦石的混合段和反應(yīng)段，紅土礦石中的金屬形成該無(wú)機(jī)酸的水溶性鹽。無(wú)機(jī)酸是以下的至少一種硫酸，硝酸，或鹽酸，或它們的至少兩者的混合物。無(wú)機(jī)酸的濃度優(yōu)選為70-98wt%。當(dāng)無(wú)機(jī)酸為硫酸時(shí)，反應(yīng)段為硫酸鹽化處理。依據(jù)本發(fā)明的方法的特點(diǎn)是，將投入反應(yīng)段的酸和礦石的混合物在該段前部加熱。該方法中，酸回收段的特點(diǎn)是將未反應(yīng)的酸從酸處理后的紅土礦中蒸發(fā)。蒸發(fā)通過(guò)例如將酸處理后的紅土礦在常壓下加熱到酸的沸點(diǎn)來(lái)進(jìn)行或使用負(fù)壓來(lái)進(jìn)行。依據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，將離開(kāi)水浸段的漿料送至中和段，在中和段通過(guò)中和漿料使鐵沉淀。依據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案，水浸出中形成的漿料直接被送至離子交換處理， 其中離子交換樹(shù)脂是針對(duì)鎳和鈷有選擇性的。離子交換處理后，廢漿料被送去中和，以使其他金屬沉淀。依據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施方案，水浸出中形成的漿料被送至置換沉淀 (cementation)段，在該段有價(jià)值的金屬鎳和鈷通過(guò)鐵粉從溶液中置換沉淀。在對(duì)有價(jià)值的金屬置換沉淀和磁分離后，廢漿料被送去中和，以使其他金屬沉淀。依據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施方案，將中和劑投入酸處理后的物料的水浸出段中，使得鐵以氫氧化物的形式沉淀，而鎳和鈷仍然以水溶鹽形式存在。中和劑優(yōu)選為石灰和/或石灰乳。在浸出和鐵沉淀段之后，以氫氧化物、硫化物或碳酸鹽的形式將鎳和鈷沉淀。根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施方案，所用的無(wú)機(jī)酸是硫酸，并且至少一些酸處理后的物料被送至熱處理，在熱處理中鐵硫酸鹽分解為硫的氧化物和赤鐵礦。硫的氧化物被送至制酸裝置制備硫酸，該硫酸用于紅土礦石的酸處理。含有赤鐵礦和水溶性金屬鹽的離開(kāi)熱處理的物料被送去水浸。附圖列表


圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案的流程圖，以及圖2-5是本發(fā)明的其他實(shí)施方案的流程圖。發(fā)明詳述依據(jù)本發(fā)明的方法中，所有不同類(lèi)型的鎳紅土礦，例如褐鐵礦，腐泥土礦和綠脫石，或它們的混合物，一起通過(guò)濃無(wú)機(jī)酸(70-98% )處理，以使紅土礦中所含的金屬形成無(wú)機(jī)酸的水溶性鹽。即使待處理的紅土礦以幾個(gè)不同類(lèi)型的紅土礦存在，依據(jù)本發(fā)明的方法， 仍然不需要將它們彼此分離。紅土礦中所含的金屬主要是鎳、鈷、錳、鎂、鋁、鉻和鐵，其中鎳和鈷被主要認(rèn)為是有價(jià)值的金屬。無(wú)機(jī)酸主要是指硫酸、鹽酸或硝酸，或它們的混合物。下文為了簡(jiǎn)化起見(jiàn)，我們提及硫酸，但該方法同樣適用于其他無(wú)機(jī)酸。同樣為了簡(jiǎn)化起見(jiàn)，使用了術(shù)語(yǔ)硫酸鹽化處理和硫酸鹽化的紅土礦，但這些術(shù)語(yǔ)并不意味依據(jù)本發(fā)明的方法限制其他酸的使用。通常，在紅土礦的常壓浸出中液-固分離已經(jīng)被證實(shí)為存在問(wèn)題。本發(fā)明的目的是實(shí)現(xiàn)一種方法，從而使液/固分離特性良好，并因此有可能使得該方法成為經(jīng)濟(jì)的方法。該工藝特別重要的是，酸和紅土礦的混合可以在最適宜的條件下進(jìn)行。在這種情況下，要點(diǎn)是紅土礦是干燥的并具有足夠細(xì)的粒徑。然而，正常的濃縮物粗度足以滿足紅土礦的粉碎程度，換句話說(shuō)，該方法不需要實(shí)際的細(xì)磨。如果粒徑過(guò)粗，酸無(wú)法穿透到紅土礦顆粒的內(nèi)部，并且結(jié)果是生成水溶性鹽，即在硫酸的硫酸鹽化處理的情況中，將會(huì)變慢并經(jīng)常無(wú)法完成。在另一方面，由于酸的溶解熱，使用潮濕的紅土礦會(huì)導(dǎo)致硫酸鹽化反應(yīng)的活化，其將阻礙紅土礦與酸混合在一起。依據(jù)本發(fā)明的方法在附圖1中通過(guò)流程圖進(jìn)行描述。依據(jù)該方法，紅土礦石被粉碎到90%的粒徑小于10mm。粉碎的礦石在干燥段1用水蒸氣干燥，該水蒸氣是在隨后的反應(yīng)段4中的硫酸鹽化反應(yīng)中產(chǎn)生的。干燥后的紅土礦石被送至干磨段2，在那里通過(guò)使用例如球磨機(jī)將其典型地磨至90%的粒徑小于500 μ m，優(yōu)選90%小于150 μ m。在干燥和研磨之后，紅土礦被送至酸處理混合段3，其中紅土礦石和濃硫酸在合適的設(shè)備中彼此均勻混合，所述設(shè)備例如是螺旋混合器，鼓式反應(yīng)器，或其他種類(lèi)的反應(yīng)器。 酸的加入量就紅土礦中的金屬而言至少是化學(xué)計(jì)量比的。將混合段的溫度調(diào)整到優(yōu)選低于 100°c，使得產(chǎn)生的混合物不硬化，并易于進(jìn)一步處理。其目的是在尚未發(fā)生硫酸鹽化的溫度下進(jìn)行操作。在混合階段之后，將混合物傳遞到反應(yīng)段4，其中首先通過(guò)外部加熱提高工藝溫度，此后紅土礦和酸之間的反應(yīng)開(kāi)始生成熱量，工藝在很大程度上變成自熱式。反應(yīng)段在常壓和大約在150-300°C的溫度下進(jìn)行。在工藝初段可以例如通過(guò)內(nèi)部或外部加熱例如燃燒器來(lái)加入熱量，以使所需的化學(xué)反應(yīng)最優(yōu)化。工藝溫度最大可以為酸的沸點(diǎn)，即，當(dāng)選用硫酸時(shí)，工作溫度低于339°C。紅土礦通常含有很多結(jié)晶水，另外，例如在硫酸鹽化處理反應(yīng)中會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)多的水，這些水在加熱過(guò)程中蒸發(fā)。產(chǎn)生的水蒸氣被回收并被用于干燥紅土礦， 如前所述。依據(jù)美國(guó)專(zhuān)利US4125588中的方法，在硫酸鹽化處理階段加入水，但是依據(jù)本發(fā)明的方法，在該反應(yīng)段不添加水?；旌隙魏头磻?yīng)段與之后的浸出段一樣，都發(fā)生在環(huán)境壓力下，也就是說(shuō)系統(tǒng)是在常壓下的。離開(kāi)酸處理的物料是固體并且實(shí)際上為粉體，因此便于處理。使用就紅土礦中所含的金屬而言過(guò)量的酸可以改進(jìn)金屬向水溶性鹽(硫酸鹽化處理)的轉(zhuǎn)變，并因此改善金屬的回收程度。這種情況下的缺點(diǎn)是增加了酸和中和的成本。 通過(guò)使用未反應(yīng)的殘留酸的循環(huán)來(lái)降低工藝中的酸耗。殘留酸在酸回收段5中從酸處理后的紅土礦中蒸發(fā)。例如通過(guò)加熱酸處理后的紅土礦到酸的沸點(diǎn)339°C來(lái)進(jìn)行蒸發(fā)。另一種方式是使用負(fù)壓，使得酸的沸點(diǎn)降低。在蒸發(fā)之后，酸被冷卻并冷凝成液體，并被循環(huán)回到
混合段3O
當(dāng)紅土礦例如與硫酸反應(yīng)時(shí)，可通過(guò)下面簡(jiǎn)化的反應(yīng)方程式來(lái)描述
2Fe00H+3H2S04 = > Fe2 (SO4) 3+4H20(1)
Ni0+H2S04 => NiS04+H20(2)
2Co00H+3H2S04 = > Co2 (SO4) 3+4H20(3)
A1203+3H2S04 = > Al2 (SO4) 3+3H20(4)
Mg0+H2S04 = > MgS04+H20(5)
M2CHH2SO4 = > M2S04+H20 (M = Na, K)(6)
依據(jù)本發(fā)明的方法，利用以下現(xiàn)象，根據(jù)該現(xiàn)象，紅土礦中所含的硅酸鹽在濃酸處
理過(guò)程中會(huì)部分脫水，并且這種現(xiàn)象也可能在于更高溫度下進(jìn)行的各段中發(fā)生。同時(shí)，硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)以一種利于隨后液-固分離的方式發(fā)生部分變化。根據(jù)圖1，在酸處理和酸回收段之后，含有該酸的水溶性鹽的固體細(xì)料被送至實(shí)際的浸出段6，在該段將水送至固體中。水浸出段在大氣條件下進(jìn)行，即，在80-105°C的溫度和環(huán)境壓力下。該浸出段的持續(xù)時(shí)間取決于粒徑和紅土礦石的組成，通常在1- 之間。在酸處理后的紅土礦的浸出段6，紅土礦中所含的所有硫酸鹽化的金屬溶解。根據(jù)圖1的備選方案，通過(guò)在中和段7中用一些適當(dāng)?shù)闹泻蛣┲泻腿芤?，主要以三價(jià)存在的鐵從含金屬的溶液中分離，以使得鐵被沉淀而鎳鹽和鈷鹽仍然是水溶性的。優(yōu)選的中和劑是石灰石和/或石灰乳，從而使鐵以氫氧化物的形式沉淀。如果希望鐵以例如黃鉀鐵礬的形式沉淀，還可以使用其它已知的沉淀劑，例如硫酸鈉。鋁和大部分的鉻與鐵同時(shí)沉淀，從而使它們進(jìn)入浸出殘?jiān)?。在水浸出?和中和7之后，進(jìn)行固體分離8，使用常規(guī)的分離方法使固體與液體分離，例如濃縮和/或過(guò)濾，從而使留在固體中的物質(zhì)，例如鐵和硅酸鹽，與溶液分離。所有溶解的金屬，特別是包含有價(jià)值的金屬的溶液(PLS)，被送至隨后的段以對(duì)該溶液做進(jìn)一步處理，在那里溶解的離子被有效地分離，并被送到下一個(gè)處理段(在圖表中未詳細(xì)描述)。 如上所述，在依據(jù)本發(fā)明的對(duì)紅土礦的處理中，硅酸鹽的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，以使得溶液-固體分離不引起凝膠化并且因此易于進(jìn)行。該方法的特點(diǎn)是，由于浸出殘?jiān)男再|(zhì)，與直接進(jìn)行酸浸之后相比，溶液的濃縮和洗滌可以在相對(duì)小得多的設(shè)備中進(jìn)行。同時(shí)，相對(duì)于已知方法，最終廢物里剩余的有價(jià)值的金屬的比例也明顯小很多。從溶液中回收所需的有價(jià)值的金屬如鎳和鈷按已知方法進(jìn)行，在鐵沉淀后將它們以氫氧化物，硫化物或碳酸鹽形式沉淀，這在圖表中也未詳細(xì)描述。在沉淀過(guò)程中使用通常的化學(xué)品，例如硫化氫，硫酸氫鈉，石灰，氫氧化鎂或碳酸鈉。使用石灰或一種相應(yīng)中和劑，在高pH值下(通常范圍為9-11)從溶液中去除鎂和錳，從而使Mg和Mn主要以氫氧化物的形式沉淀。圖2介紹了第二種備選實(shí)施方案，用于處理離開(kāi)水浸段6的剩余物質(zhì)。該方法的初始各段如上所述進(jìn)行。該備選方案的特點(diǎn)是，在浸出之后根本不進(jìn)行液-固分離，而是將
7全部漿料送至離子交換處理9，在那里有價(jià)值的金屬例如鎳和鈷通過(guò)離子交換樹(shù)脂根據(jù)被稱(chēng)為“樹(shù)脂在礦漿中”的概念直接從漿料中回收。在離子交換樹(shù)脂吸附之后，樹(shù)脂被送至洗脫段10，在那里用酸或等效洗脫劑進(jìn)行洗脫，含有有價(jià)值的金屬的洗脫溶液被送去進(jìn)一步處理。樹(shù)脂循環(huán)回到離子交換段9。從洗脫溶液中回收有價(jià)值的金屬可以例如通過(guò)硫化物沉淀或液-液萃取來(lái)進(jìn)行，此處不詳細(xì)描述。離開(kāi)離子交換段的含有鐵和硅酸鹽的廢渣，被送至中和段，在中和段，鐵，鋁，錳和鎂等，從溶液中沉淀出來(lái)。圖3示出了本發(fā)明的第三種備選實(shí)施方案，用于處理離開(kāi)水浸出6的剩余物質(zhì)。在置換沉淀段11通過(guò)用合適粗度的鐵粉將所希望的有價(jià)值的金屬，如鎳和鈷，置換沉淀，從而從離開(kāi)浸出段6的漿料中回收它們，而有價(jià)值的金屬留在了鐵粉中。這種情況下，在回收有價(jià)值的金屬之前漿料也不進(jìn)行液-固分離。鐵粉在磁分離段12中例如通過(guò)弱磁分離器從漿料中分離出來(lái)。鐵粉和有價(jià)值的金屬的混合物被送至有價(jià)值的金屬浸出段13，在那里混合物被酸浸，溶液被送至隨后處理段以回收鎳和鈷。在置換沉淀有價(jià)值的金屬時(shí)產(chǎn)生的含有鐵和硅酸鹽的廢渣被送至中和段，在該段鐵，鋁，錳和鎂等從溶液中沉淀出來(lái)。圖1中公開(kāi)的依據(jù)本發(fā)明的工藝也可依據(jù)圖4進(jìn)行修改，其中顯示，酸處理之后的水浸出段6也可以作為聯(lián)合浸出段14來(lái)進(jìn)行，在那里，酸處理后的紅土礦石可以通過(guò)加入水相所需量的石灰石來(lái)用中和液直接進(jìn)行處理。這樣，紅土礦中水溶性鹽的浸出、溶液中和以及所得到的鐵的沉淀全部在同一段進(jìn)行。在該備選方案中只需要一個(gè)固液分離段15，在此處，所形成的浸出殘?jiān)?、石膏和鐵的沉淀物與溶液分離。含有鎳和鈷的PLS溶液去往隨后的處理，例如硫化物沉淀段16，和最終溶液去往鎂和錳的去除段17，在此處通過(guò)中和使金屬?gòu)娜芤褐谐恋怼Ｗ罱K的溶液主要是水，其可以循環(huán)回到浸出段(在圖中沒(méi)有詳細(xì)示出)。圖5揭示了本發(fā)明的另一個(gè)備選實(shí)施方案，用于對(duì)酸處理后紅土礦的進(jìn)一步處理。離開(kāi)混合和反應(yīng)段的物料在酸回收段5之后被全部或部分投入熱處理段18，該段在鼓形爐或流化床爐中進(jìn)行。在熱處理段所需的熱能可以通過(guò)例如燃燒煤獲得。當(dāng)所用酸為硫酸時(shí)，在酸處理段紅土礦中的鐵反應(yīng)生成鐵硫酸鹽，該鐵硫酸鹽在熱處理段分解成為赤鐵礦和硫的氧化物。硫的氧化物氣體(SO2和SO3)被送至制酸裝置19，從該制酸裝置中生產(chǎn)的酸被循環(huán)到酸處理段3。含赤鐵礦的物料被送去水浸出6，在此處，鎳、鈷和鎂溶解并通過(guò)上面描述的方法回收。在熱分解之前，酸處理后的紅土礦中殘留的游離酸可通過(guò)之前描述的方法被蒸發(fā)。該工藝的優(yōu)點(diǎn)是廢料易于處理，并且降低酸的消耗。
實(shí)施例通過(guò)以下實(shí)施例來(lái)說(shuō)明操作方法。本實(shí)施例中用的紅土礦石是綠脫石，它的組成列在表1中。在實(shí)驗(yàn)前，干燥礦石，并粉碎至粒徑100%小于1mm。表1.鎳紅土礦的組成
權(quán)利要求
1.一種處理鎳紅土礦石以回收鎳和鈷并促進(jìn)液-固分離的方法，其特征在于根據(jù)本方法，a)利用來(lái)自后面的處理段的蒸汽對(duì)粉碎的紅土礦石進(jìn)行干燥(1)，b)對(duì)干燥后的礦石進(jìn)行干磨0)，c)細(xì)礦石被送至使用濃無(wú)機(jī)酸的酸處理混合段(3)，其中將礦石均勻地混合到酸中， 酸用量就礦石中所含的金屬而言至少為化學(xué)計(jì)量比，d)將礦石和酸的混合物投入在環(huán)境壓力和介于150°C和所述酸的沸點(diǎn)之間的溫度下進(jìn)行的酸處理反應(yīng)段G)，以使得所述酸與礦石彼此反應(yīng)；反應(yīng)中生成的水蒸氣被回收并循環(huán)用于礦石的干燥(1)，e)將酸處理后的紅土礦石送去進(jìn)行酸回收(5)，其中未反應(yīng)的酸通過(guò)蒸發(fā)回收，隨后該酸被冷卻并循環(huán)回到混合段(3)，f)將離開(kāi)酸回收的酸處理后的紅土礦石送至金屬浸出段(6)，該段利用水進(jìn)行。
2.依據(jù)權(quán)利要求1的方法，特征在于粉碎的紅土礦石的粒徑為小于IOmm的占90%。
3.依據(jù)權(quán)利要求1的方法，特征在于在干磨階段O)中將礦石粉碎到90%的粒徑小于 500 μ m0
4.依據(jù)權(quán)利要求3的方法，特征在于在干磨階段O)中將礦石粉碎到90%的粒徑小于 150 μ m0
5.依據(jù)權(quán)利要求1的方法，特征在于在金屬尚未與所述酸反應(yīng)的溫度下，將所述酸和紅土礦混合成均勻的混合物。
6.依據(jù)權(quán)利要求1的方法，特征在于紅土礦石中的金屬在酸處理(3，4)中形成所述無(wú)機(jī)酸的水溶性鹽。
7.依據(jù)權(quán)利要求1的方法，特征在于所述無(wú)機(jī)酸是以下的至少一種硫酸，硝酸或鹽酸，或這些中至少兩種的混合物。
8.依據(jù)權(quán)利要求1的方法，特征在于所述無(wú)機(jī)酸的濃度為70-98%。
9.依據(jù)權(quán)利要求1和7的方法，特征在于所述無(wú)機(jī)酸是硫酸，并且反應(yīng)段(4)是硫酸鹽化處理。
10.依據(jù)權(quán)利要求1的方法，特征在于將投入反應(yīng)段(4)的酸和礦石的混合物在該段的初始部分加熱。
11.依據(jù)權(quán)利更求1的方法，特征在于通過(guò)在常壓下加熱酸處理后的紅土礦至所述酸的沸點(diǎn)使酸回收段(5)中未反應(yīng)的酸蒸發(fā)。
12.依據(jù)權(quán)利要求1的方法，特征在于利用負(fù)壓使酸回收段(5)中的未反應(yīng)的酸蒸發(fā)。
13.依據(jù)權(quán)利要求1的方法，特征在于將離開(kāi)水浸出段(6)的漿料送至中和段(7)，在這里通過(guò)中和所述漿料使鐵沉淀。
14.依據(jù)權(quán)利要求1的方法，特征在于將在水浸出段(6)中形成的漿料直接送去進(jìn)行離子交換處理(9)，其中離子交換樹(shù)脂是針對(duì)鎳和鈷有選擇性的。
15.依據(jù)權(quán)利要求14的方法，特征在于將來(lái)自離子交換處理(9)的廢渣送去中和以使其他金屬沉淀。
16.依據(jù)權(quán)利要求1的方法，特征在于將在水浸出(6)中形成的漿料送至置換沉淀段 (11)，在該段中，有價(jià)值的金屬鎳和鈷通過(guò)鐵粉從溶液中置換沉淀，并通過(guò)磁分離(12)從漿料中分離出來(lái)。
17.依據(jù)權(quán)利要求16的方法，特征在于在對(duì)有價(jià)值的金屬進(jìn)行置換沉淀(11)和磁分離 (12)之后，所述廢渣被送去中和以使其他金屬沉淀。
18.依據(jù)權(quán)利要求1的方法，特征在于向酸處理后的物料的水浸出段(14)中投入中和劑以使鐵以氫氧化物的形式沉淀，而鎳和鈷仍然為水溶性鹽。
19.依據(jù)權(quán)利要求18的方法，特征在于中和劑是石灰石和/或石灰乳。
20.依據(jù)權(quán)利要求1和18，特征在于在浸出和鐵沉淀段(14)之后，從溶液中以氫氧化物，硫化物或碳酸鹽的形式進(jìn)行鎳和鈷的沉淀(16)。
21.依據(jù)權(quán)利要求1的方法，特征在于使用的無(wú)機(jī)酸是硫酸，并且將至少一部分酸處理后的物料送去進(jìn)行熱處理(18)，在該熱處理中鐵硫酸鹽分解為硫的氧化物和赤鐵礦。
22.依據(jù)權(quán)利要求21的方法，特征在于將硫的氧化物送至硫酸裝置(19)以制造硫酸， 該硫酸用于對(duì)紅土礦石進(jìn)行酸處理。
23.依據(jù)權(quán)利要求21的方法，特征在于將離開(kāi)熱處理(18)的由赤鐵礦和水溶性金屬鹽組成的物料送至水浸出(6)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種處理紅土礦的方法，以便將紅土礦中所含的金屬轉(zhuǎn)化為水溶性的形式以便回收有價(jià)值的金屬，例如鎳和鈷。不同類(lèi)型的鎳紅土礦可以同時(shí)處理，而不用根據(jù)其中鐵和/或鎂的含量而將其分離。當(dāng)使用濃的無(wú)機(jī)酸對(duì)紅土礦進(jìn)行預(yù)處理以使得紅土礦中所含的金屬反應(yīng)形成水溶性鹽時(shí)，紅土礦中所含的硅酸鹽被部分分解，后浸出中液-固分離變得比此前更加容易。依據(jù)該方法，將礦石和酸的反應(yīng)段中產(chǎn)生的水蒸氣用于礦石的干燥，未反應(yīng)的無(wú)機(jī)酸循環(huán)到工藝的前端。
文檔編號(hào)C22B23/00GK102203307SQ200980143876
公開(kāi)日2011年9月28日 申請(qǐng)日期2009年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月3日
發(fā)明者B·尼曼, J·萊皮寧, M·羅納拉, T·瑞?，敿? V·米蒂寧 申請(qǐng)人:奧圖泰有限公司