CN102260791A - 一种红土镍矿堆浸方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种红土镍矿改进的堆浸方法，其是在浸矿用的硫酸溶液中加入钾、钠、铵的一种或是其组合的硫酸盐，浸出液中的铁与钾、钠、铵的一价阳离子形成黄铁矾固体而得到除去，采用本发明方法可有效地抑制堆浸过程中铁杂质的浸出，从而减少了堆浸液后续处理的负担，降低操作成本，提高镍的回收率。

Description

一种红土镍矿堆浸方法
技术领域
本发明涉及一种矿石的堆浸方法，更具体的说是一种红土镍矿的堆浸方法。
背景技术
堆浸是一种以低操作成本的方式浸出矿物中有价金属的湿法冶金提取技术，系用浸矿剂渗浸置于浸出池中经过破碎的矿石，使其中有价组分转入溶液的过程。
堆浸的工艺过程是将破碎的矿石置于装有假底的池内，假底上覆盖有过滤介质，池底装有供浸出液循环用的管道、阀门等。常用于品位稍高的颗粒矿石浸出，使浸矿剂从上至下渗滤通过矿粒层。渗浸完后以清水洗涤，洗水用于配制新的浸出剂，浸出渣可用人工或挖掘斗卸料。一般采用多个渗浸池同时浸出，以保持浸液中有用组分含量的稳定。
对于低品位的红土镍矿，目前普遍采用堆浸法来提取矿石中的镍，如申请号为200510010915.1中国专利等。堆浸施液的常规做法是对某一个堆采取固定施液方式，即将浸矿液从矿石上面淋下，自上而下通过矿石层，浸出液从池底部收集，再用泵送至池顶的矿石上面，形成自循环，对于某个堆浸池，浸矿液只在该堆中循环，直至堆浸池矿石中的大部份镍被浸出为止。红土镍矿中镍的含量很低，一般只有1～2%，采用这种堆浸方式所获得的浸出液中目标金属镍的浓度往往很低，杂质含量较高。
在浸出期间，浸矿剂浓度较高，大量的杂质被浸出，尤其是矿石中的铁，铁的大量浸出给后续的处理造成麻烦，需要耗费大量的中和剂去除杂及频繁的固液分离操作，同时也不利于镍金属回收率的提高。
发明内容
本发明就是针对现有技术的不足，提供一种红土镍矿改进的堆浸方法，其目的是通过往浸矿剂中加入钾、钠、铵的盐类使浸出的铁以铁矾固体的形式沉淀，有效地抑制了堆浸过程中铁杂质的浸出，从而减少了堆浸液后续处理的负担，降低操作成本，提高镍的回收率。
上述目的是通过下述方案实现的：
一种红土镍矿堆浸方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
a)对红土镍矿矿石进行破碎、洗矿、分级；
b)将上述的矿石装入堆浸池中，构建一个或多个矿石堆；
c)以无机酸溶液浸提所述的矿石堆，其中所述的无机酸溶液含有钾、钠、铵中的一种或是多种一价阳离子；
d)从堆浸处理所得的浸出液中回收镍钴。
根据上述的堆浸方法，其特征在于，在步骤a)中先将矿石进行破碎、洗矿处理，洗去矿石中的细泥或粘土成份，再分级选出1～10mm粒径的矿石作为堆浸用。
根据上述的堆浸方法，其特征在于，所述的无机酸为硫酸，其质量百分比浓度为1～10%。
根据上述的堆浸方法，其特征在于，在所述硫酸溶液中，钾、钠、铵离子的总摩尔质量与硫酸溶液中硫酸根的总摩尔质量之比为0.05～0.5：1。
本发明的有益效果：本发明采用通过往浸矿剂中加入钾、钠、铵的盐类使浸出的铁以铁矾固体的形式沉淀，有效地抑制了堆浸过程中铁杂质的浸出，从而减少了堆浸液后续处理的负担，降低操作成本，提高镍的回收率。
具体实施方式
本发明公开的红土镍矿堆浸方法包括以下步骤： 
a)对红土镍矿矿石进行破碎、洗矿、分级；
b)将上述的矿石装入堆浸池中，构建一个或多个矿石堆；
c)以无机酸溶液浸提所述的矿石堆，其中所述的无机酸溶液含有钾、钠、铵中的一种或是多种一价阳离子；
d)从堆浸处理所得的浸出液中回收镍钴。
该方法的原理如下：
红土镍矿的堆浸多以硫酸作为浸矿剂，从矿石中浸提目标金属镍钴，浸出反应为：     NiO + H2SO4 = NiSO4 + H2O
      及CoO + H2SO4 = CoSO4 + H2O
镍钴以可溶性硫酸盐的形式进入浸出液，但浸出过程总会有一些副反应：
         Fe2O3 + 3H2SO4 = Fe2(SO4)3 + 3H2O
         FeO + H2SO4 = FeSO4 + H2O
       及MgO + H2SO4 = MgSO4 + H2O
浸出液中除了目标金属镍钴外还有不希望存在的杂质Fe及Mg，需要后继的处理工序来分离这些杂质。
已知溶液中的铁可以在适当的条件下形成铁矾固体沉淀，其化学反应原理为：
A2SO4 + 3Fe2(SO4)3 +12H2O = 2A Fe3(SO4)2(OH)6 +6 H2SO4
式中A为可溶性的一价阳离子，如K+、Na+、NH4 +等，生成的A Fe3(SO4)2(OH)6固体称为黄铁矾，如K Fe3(SO4)2(OH)6、Na Fe3(SO4)2(OH)6、NH4 Fe3(SO4)2(OH)6分别称为黄钾铁矾、黄钠铁矾、黄铵铁矾。此种除铁方法已是湿法冶金中成熟的技术并获得了广范的应用。
从上述的反应式可知，可溶性的铁盐在形成黄铁矾的过程会放出硫酸，阻碍黄铁矾的继续形成，需要碱性物质来中和这部份硫酸，而红土镍矿中氧化镁则恰好可以充当此角色，因此只需往浸矿剂硫酸溶液中增加少量的一价K+、Na+、NH4 +就可将浸出的铁又转化成固体除去。
基于上述的事实，本发明将此原理应用于红土镍矿的堆浸过程，以此来抑制矿石中铁的浸出，从而达到减少浸出液中铁含量的目的。
实施例1
一种过渡型红土镍矿，经过洗矿、破碎、分级处理，除去矿中细颗粒的和粘土质的成份，保留粒径为1～10mm的矿石部份，经化验分析矿石中含有：Ni 1.65%，Co 0.06%Fe 12% , Mg 18% ,矿石装入堆浸池中，配好质量百分比浓度为5%H2SO4其中含有12g/L的 Na2SO4的溶液以喷淋或滴灌的方式从堆浸池顶部向矿石层施液，收集堆浸池底部流出的浸出液循环加到矿石层，浸提其中的镍钴，60天后，经取样分析化验，矿石中的Ni含量降到了0.36%，浸出液中含Ni 3.5g/L，Co 0.045g/L而Fe含量仅为2.89g/L。
实施例2
矿石的处理方法和成份同实施例1，操作步骤也相同，浸矿液为质量百分比浓度10% H2SO4的硫酸溶液，其中含有33g/L的K2SO4，将溶液以喷淋或滴灌的方式从堆浸池顶部向矿石层施液，收集堆浸池底部流出的浸出液循环加到矿石层，浸提其中的镍钴，48天后，经取样分析化验，矿石中的Ni含量降到了0.28%，浸出液中含Ni 3.8g/L，Co 0.05g/L而Fe含量仅为5.1g/L。
实施例3
矿石的处理方法和成份同实施例1，操作步骤也相同，浸矿液为质量百分比浓度1% H2SO4的硫酸溶液，其中含有0.5g/L的(NH4)2SO4，将溶液以喷淋或滴灌的方式从堆浸池顶部向矿石层施液，收集堆浸池底部流出的浸出液循环加到矿石层，浸提其中的镍钴，90天后，经取样分析化验，矿石中的Ni含量降到了0.45%，浸出液中含Ni 2.6g/L，Co 0.03g/L而Fe含量仅为1.5g/L。
实施例4
矿石的处理方法和成份同实施例1，操作步骤也相同，浸矿液为质量百分比浓度3% H2SO4的硫酸溶液，其中含有6g/L的Na2SO4 和5g/L的(NH4)2SO4，将溶液以喷淋或滴灌的方式从堆浸池顶部向矿石层施液，收集堆浸池底部流出的浸出液循环加到矿石层，浸提其中的镍钴，60天后，经取样分析化验，矿石中的Ni含量降到了0.36%，浸出液中含Ni 3.2g/L，Co 0.05g/L而Fe含量仅为2.5g/L。
从上述的实施例可见，本发明方法在减少铁的浸出方面有显著效果。

Claims (4)

1.一种红土镍矿堆浸方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
a)对红土镍矿矿石进行破碎、洗矿、分级；
b)将上述的矿石装入堆浸池中，构建一个或多个矿石堆；
c)以无机酸溶液浸提所述的矿石堆，其中所述的无机酸溶液含有钾、钠、铵中的一种或是多种一价阳离子；
d)从堆浸处理所得的浸出液中回收镍钴。
2.根据权利要求1所述的堆浸方法，其特征在于，在步骤a)中先将矿石进行破碎、洗矿处理，洗去矿石中的细泥或粘土成份，再分级选出1～10mm粒径的矿石作为堆浸用。
3.根据权利要求1所述的堆浸方法，其特征在于，所述的无机酸为硫酸，其质量百分比浓度为1～10%。
4.根据权利要求3所述的堆浸方法，其特征在于，在所述硫酸溶液中，钾、钠、铵离子的总摩尔质量与硫酸溶液中硫酸根的总摩尔质量之比为0.05～0.5：1。
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