CN101104885A - 一种处理低铁氧化镍矿的常压浸出方法 - Google Patents

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Abstract

一种处理低铁氧化镍矿的常压浸出方法，工艺流程为：首先将氧化镍矿湿磨，要求粒度≤0.8mm，然后进行液固分离，要求滤渣含水率为20％～35％；向滤渣中加入浓硫酸，加入量为干矿量的70～90％，酸解干燥后将物料存放1～5天，用水进行浸出沉铁，要求向水中的加料速度＜5克/升·分，液固比2～4，溶液温度90～100℃，浸出时间2～3小时；中和剂加入量为干矿量的10～14％，控制溶液pH值2.5～3.5；然后按常规方法进行液固分离得到浸出液和浸出沉铁渣。本发明方法改变了氧化镍矿浸出沉铁过程的机理，因而在相同硫酸消耗的条件下，金属镍的回收率提高5％左右，浸出沉铁矿浆过滤速度提高5倍以上。

Description

一种处理低铁氧化镍矿的常压浸出方法
技术领域
本发明属于有色金属湿法冶金技术领域，具体涉及一种处理低铁氧化镍矿的常压浸出方法。
背景技术
一个世纪以来，低铁氧化镍矿，特别是腐泥型镍红土矿(Saprolite ore)，一直采用火法冶金方法加以处理，生产镍铁或镍锍。这种火法冶金方法工艺流程长，能耗高，易造成环境污染，且矿石中价值较高的钴很难回收。
半个多世纪前，人们开发了一种火法-湿法联合处理氧化镍矿的Caron方法，即通常所说的还原焙烧-氨浸方法。工业实践已经证明，采用这种火法-湿法联合工艺处理氧化镍矿的最大问题是金属回收率太低，镍的回收率为75％左右，钴的回收率仅为40％左右。
20世纪50年代发展起来的处理氧化镍矿的湿法冶金工艺是以古巴毛湾过程(MaO BayProcess)为代表的加压或高压浸出方法。加压或高压浸出技术的最大优点是浸出的选择性好，只浸出镍、钴和镁，而大部分铁被留在渣中；金属浸出率高，镍钴浸出率均能达到95％以上。这种加压或高压浸出技术适合于处理高铁低镁镍氧化镍矿，例如褐铁矿型镍红土矿(Limonite ore)。这种浸出方法虽然具有金属回收率高的优点，但它的技术复杂，投资太大和操作成本高等不足，在很大程度上限制了它的应用。针对这一问题，近年来人们一直在寻求和研究处理氧化镍矿的常压浸出技术。
与高压浸出相比，常压浸出技术的选择性较差，在镍钴被浸出的同时，物料中的铁也会有大部分被浸出来，给后续工序造成困难。因此，氧化镍矿常压浸出技术通常适于处理像腐泥型红土矿(Saprolite ore)这样的低铁氧化镍矿。尽管目前开发的各种氧化镍矿常压浸出方法不完全相同，但其基本步骤都是相同的(图1)。
常压浸出的工艺和设备简单，操作容易掌握，投资费较低。目前，氧化镍矿常压浸出技术已经发展到应用阶段，有些企业已开始在工业上采用。为了取得较好的浸出结果，磨矿粒度要求：最大粒径小于0.2mm；浸出矿浆浓度为20％～40％，酸料比为0.6～0.9，浸出温度95～100℃，浸出沉铁时间3～5小时，终点pH值2.5～4.5。现有的常压浸出技术存在的不足是镍浸出率较低80％～85％，浸出沉铁矿浆的沉降和过滤速度较慢，在工业上应用有一定困难。
发明内容
针对现有低铁氧化镍矿的浸出方法的不足之处，本发明提供一种处理低铁氧化镍矿的常压浸出方法。
本发明的主要内容是在现有常压浸出方法中的磨矿和浸出沉铁两个工序之间增加两个工序，一是将磨好的矿浆进行液固分离，二是将固液分离得到的湿矿用硫酸进行“酸解干燥”，并要求将酸解干燥好的物料以干式进料的方式加到浸出沉铁槽内，要求加料速度、溶液温度和酸度保持稳定。
本发明适合处理低铁氧化镍矿，特别是腐泥型镍红土矿(Saprolite ore)，对氧化镍矿的化学成分要求如下：
成分 SiO2 MgO Al2O3 Ni Cr2O3 Co Fe Mn
含量要求(重量％) 不限 ＜30 ＜2 ＞1 ＜0.5 不限 ＜15 ＜0.5
首先将氧化镍矿湿磨，要求粒度≤0.8mm，然后进行液固分离，要求滤渣含水率以质量百分比计为20％～35％，滤液返回湿磨步骤；向滤渣中加入98％(质量百分比)浓硫酸，加入量按质量百分比计为干矿量的70～90％，酸解干燥后将物料存放1～5天，用水进行浸出沉铁，要求向水中的加料速度＜5克/升·分，液固比2～4，溶液温度90～100℃，浸出时间2～3小时；中和剂加入量按质量百分比计为干矿量的10～14％，中和剂选用生石灰，控制溶液pH值2.5～3.5；然后按常规方法进行液固分离得到浸出液和浸出沉铁渣，浸出液回收镍钴镁，浸出沉铁渣洗涤后排放。
本发明的技术方案比现有常压浸出方法多了两个工艺步骤，改变了氧化镍矿浸出沉铁过程的机理，因而能在相同硫酸消耗的条件下，金属镍的回收率提高5％左右，浸出沉铁矿浆过滤速度提高5倍以上。采用本发明的技术方案处理低铁氧化镍矿可以很容易在工业上实现。
附图说明
图1为现有低铁氧化镍矿常压浸出工艺流程示意图；
图2为本发明采用的工艺流程示意图。
具体实施方式
实施例1
所采用的低铁氧化镍矿主要成分如下：
成分 SiO2 MgO Al2O3 Ni Cr2O3 Co Fe Mn
含量(重量％) 37.95 20.04 1.608 1.690 0.23 0.029 7.92 0.101
首先将氧化镍矿湿磨，要求粒度≤0.8mm；然后进行液固分离，要求滤渣含水率以质量百分比计为25％，滤液返回湿磨步骤；向滤渣中加入98％(质量百分比)浓硫酸，加入量按质量百分比计为干矿量的80％，酸解干燥后将物料存放3天，用水进行浸出沉铁，要求向水中的加料速度3.5克/升·分，液固比3，溶液温度95℃，浸出时间2小时；中和剂加入量按质量百分比计为干矿量的12％，中和剂选用生石灰，控制溶液pH值3；然后按常规方法进行液固分离得到浸出液和浸出沉铁渣，浸出液回收镍钴镁，浸出沉铁渣洗涤后排放。采用该工艺，矿浆过滤时间5.8分钟，渣含镍按质量百分比为0.21％，镍浸出率达到91.27％。
实施例2
所采用的低铁氧化镍矿主要成分如下：
成分 SiO2 MgO Al2O3 Ni Cr2O3 Co Fe Mn
含量(重量％) 35.85 22.84 1.625 1.890 0.33 0.046 6.99 0.153
首先将氧化镍矿湿磨，要求粒度≤0.8mm，然后进行液固分离，要求滤渣含水率以质量百分比计为35％，滤液返回湿磨步骤；向滤渣中加入98％(质量百分比)浓硫酸，加入量按质量百分比计为干矿量的82％，酸解干燥后将物料存放5天，用水进行浸出沉铁，要求向水中的加料速度4.0克/升·分，液固比3，溶液温度95℃，浸出时间2小时；中和剂加入量按质量百分比计为干矿量的12.5％，中和剂选用生石灰，控制溶液pH值3.5；然后按常规方法进行液固分离得到浸出液和浸出沉铁渣，浸出液回收镍钴镁，浸出沉铁渣洗涤后排放。采用该工艺，矿浆过滤时间5.6分钟，渣含镍按质量百分比为0.23％，镍浸出率达到90.40％。
实施例3
所采用的低铁氧化镍矿主要成分如下：
成分 SiO2 MgO Al2O3 Ni Cr2O3 Co Fe Mn
含量(重量％) 39.15 21.94 1.677 2.10 0.32 0.037 10.02 0.243
首先将氧化镍矿湿磨，要求粒度≤0.8mm，然后进行液固分离，要求滤渣含水率以质量百分比计为15％，滤液返回湿磨步骤；向滤渣中加入98％(质量百分比)浓硫酸，加入量按质量百分比计为干矿量的80％，酸解干燥后将物料存放1天，用水进行浸出沉铁，要求向水中的加料速度3克/升·分，液固比2，溶液温度95℃，浸出时间2小时；中和剂加入量按质量百分比计为干矿量的12％，中和剂选用生石灰，控制溶液pH值2.5；然后按常规方法进行液固分离得到浸出液和浸出沉铁渣，浸出液回收镍钴镁，浸出沉铁渣洗涤后排放。采用该工艺，矿浆过滤时间5.2分钟，渣含镍按质量百分比为0.20％，镍浸出率达到91.38％。
实施例4
所采用的低铁氧化镍矿主要成分如下：
成分 SiO2 MgO Al2O3 Ni Cr2O3 Co Fe Mn
含量(重量％) 38.76 15.26 1.53 1.58 0.41 0.031 14.20 0.31
首先将氧化镍矿湿磨，要求粒度≤0.8mm，然后进行液固分离，要求滤渣含水率以质量百分比计为25％，滤液返回湿磨步骤；向滤渣中加入98％(质量百分比)浓硫酸，加入量按质量百分比计为干矿量的70％，酸解干燥后将物料存放4天，用水进行浸出沉铁，要求向水中的加料速度2克/升·分，液固比4，溶液温度90℃，浸出时间1小时；中和剂加入量按质量百分比计为干矿量的10％，中和剂选用生石灰，控制溶液pH值2.8；然后按常规方法进行液固分离得到浸出液和浸出沉铁渣，浸出液回收镍钴镁，浸出沉铁渣洗涤后排放。采用该工艺，矿浆过滤时间5.3分钟，渣含镍按质量百分比为0.28％，镍浸出率达到89.83％。
实施例5
所采用的低铁氧化镍矿主要成分如下：
成分 SiO2 MgO Al2O3 Ni Cr2O3 Co Fe Mn
含量(重量％) 32.61 27.20 1.51 1.73 0.23 0.04 13.70 0.32
首先将氧化镍矿湿磨，要求粒度≤0.8mm，然后进行液固分离，要求滤渣含水率以质量百分比计为20％，滤液返回湿磨步骤；向滤渣中加入98％(质量百分比)浓硫酸，加入量按质量百分比计为干矿量的90％，酸解干燥后将物料存放5天，用水进行浸出沉铁，要求向水中的加料速度4.5克/升·分，液固比3，溶液温度100℃，浸出时间3小时；中和剂加入量按质量百分比计为干矿量的14％，中和剂选用生石灰，控制溶液pH值3；然后按常规方法进行液固分离得到浸出液和浸出沉铁渣，浸出液回收镍钴镁，浸出沉铁渣洗涤后排放。采用该工艺，矿浆过滤时间5.8分钟，渣含镍按质量百分比为0.27％，镍浸出率达到92.28％。
表1给出了100克低铁氧化镍矿常压浸出实施结果。其中1、2、3号实施是按现有常压浸出方法进行的；4、5、6号实施是按本发明的常压浸出方法(分别为实施例1、2、3)进行的。
表1  氧化镍矿常压浸出实施工艺参数及结果
序号 磨矿粒度(mm) 硫酸加入量(克) 中和剂量(克) 浸出温度(℃) 浸出时间(小时) 矿浆过滤时间(分钟) 渣含镍(％) 镍浸出率(％)
1  -0.2 85 13 95 3 38 0.31 84.91
2  -0.2 85 14 95 3 32 0.33 84.76
3  -0.2 85 14 95 3 36 0.29 85.13
4  -0.8 80 12 95 2 5.8 0.21 91.27
5  -0.8 82 12.5 95 2 5.6 0.23 90.40
6  -0.8 80 12 95 2 5.2 0.20 91.38
从表1中的数据可以看出，与现有的常压浸出技术相比，本发明的常压浸出技术在磨矿成本、硫酸和中和剂的消耗及浸出时间等方面都具有明显的优势；从浸出效果看，矿浆过滤速率提高5％以上，而镍浸出率提高了5％左右。

Claims (2)

1.一种处理低铁氧化镍矿的常压浸出方法，其特征在于首先将氧化镍矿湿磨，要求粒度≤0.8mm，然后进行液固分离，要求滤渣含水率以质量百分比计为20％～35％，滤液返回湿磨步骤；向滤渣中加入98％浓硫酸，加入量按质量百分比计为干矿量的70～90％，酸解干燥后将物料存放1～5天，用水进行浸出沉铁，要求向水中的加料速度＜5克/升·分，液固比2～4，溶液温度90～100℃，浸出时间2～3小时；中和剂加入量按质量百分比计为干矿量的10～14％，中和剂选用生石灰，控制溶液pH值2.5～3.5；然后按常规方法进行液固分离得到浸出液和浸出沉铁渣，浸出液回收镍钴镁，浸出沉铁渣洗涤后排放。
2.按照权利要求1所述的处理低铁氧化镍矿的常压浸出方法，其特征在于所采用的低铁氧化镍矿化学成分按重量百分比要求为：MgO＜30％，Al2O3＜2％，Ni＞1％，Cr2O3＜0.5％，Fe＜15％，Mn＜0.5％。
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