CN103882222B

CN103882222B - 红土镍矿氯盐焙烧提取镍钴的方法

Info

Publication number: CN103882222B
Application number: CN201410151645.5A
Authority: CN
Inventors: 李金辉; 李洋洋; 郑顺
Original assignee: Jiangxi University of Science and Technology
Current assignee: Jiangxi University of Science and Technology
Priority date: 2014-04-16
Filing date: 2014-04-16
Publication date: 2015-11-04
Anticipated expiration: 2034-04-16
Also published as: CN103882222A

Abstract

本发明涉及有色金属火法和湿法冶金领域，特别是一种红土镍矿氯盐焙烧提取镍钴的方法。本发明包括以下步骤：用氯化剂和矿料一起研磨均匀造球，氯化剂的量为矿料质量的15～20%；将研磨好的矿样装入瓷坩埚中并盖上盖，放到管式炉中焙烧，焙烧温度600～800℃，焙烧时间2～3h；将焙烧后的矿样用pH值2～4.5的酸化水在温度为50～80℃下浸出20～40min后固液分离，真空抽滤后得到镍钴滤液。本发明以氯盐焙烧技术处理含镍量低的红土矿，实现了镍钴等有价金属与铁镁的选择性氯化，用酸化水的方法来浸出有价金属镍钴同时抑制氯化铁的水解防止沉淀造成镍钴的损失，同时保证镍浸出率达到85%以上，钴的浸出率达到70%以上。

Description

红土镍矿氯盐焙烧提取镍钴的方法

技术领域

本发明涉及有色金属火法和湿法冶金领域，特别涉及一种红土镍矿氯盐焙烧提取镍钴的方法。

背景技术

镍和钴是重要的战略储备金属，广泛应用于国防、航空航天、交通运输、石油化工、能源等领域，是生产不锈钢、高温合金和高性能特种合金、储能材料、磁性材料、电磁屏蔽材料、通讯和电池等的重要原料。全球陆地原生镍资源主要分为硫化镍矿和氧化镍矿二类，其中氧化镍矿为72%，其中也含有少量的钴资源。处理红土矿的难点在于，红土矿在冶炼之前不能通过选矿而显著富集，开采的矿石都是直接进行冶金处理。因此，投资成本、全流程处理量大、操作成本和污染比较大，经济效益差。如何有效地开发占全球镍储量约2/3的红土镍矿成了当今镍冶金的研究热点。

低品位的红土镍矿一般用湿法冶金来处理，目前主要包括加压酸浸工艺和还原焙烧氨浸工艺等。还原焙烧氨浸工艺的主要问题是：选择性还原控制不易，焙砂水淬耗水量大，对化工材料依赖性强，环境污染严重。高压酸浸的主要问题是：设备要求高、配套设施多、投资大，运行维护困难，酸耗高，镁不能开路，环保压力大，对化工材料依赖性强，铁渣难于综合利用。并且这两种工艺都对红土矿原料有特定的要求，工艺适应性较差。

发明内容

本发明的目的是提供一种红土镍矿氯盐焙烧提取镍钴的方法，它不但可以用于处理高品位红土镍矿，也可以用于处理低品位红土镍矿（含镍在1.5%以下）。其最大的优点就是避免了传统冶金工程中浸出液杂质铁含量大、处理工艺复杂、镍损失大的问题。在焙烧阶段通过选择性氯化实现镍钴与杂质金属的分离，而减少铁和镁等杂质浸出。

本发明技术方案：一种红土镍矿氯盐焙烧提取镍钴的方法，包括以下步骤：

A、用氯化剂和矿料一起研磨均匀造球，氯化剂的量为矿料质量的15～20%；

B、将研磨好的矿样装入瓷坩埚中并盖上坩埚盖，放到管式炉中焙烧，焙烧温度为600～800℃，焙烧时间为2～3h；

C、将焙烧后的矿样用pH值为2～4.5的酸化水在温度为50～80℃下浸出20～40min后固液分离，真空抽滤后得到镍钴滤液。

所述氯化剂为为带有结晶水的氯化钠、氯化镁和氯化钙，NaCl：MgCl₂：CaCl₂的质量比为0.1～0.3:0.3～0.5:0.6～0.2。

所述的矿料粒度为0.074～0.15mm。

氯化剂和矿料一起研磨均匀造球，球的直径大小为2～4cm。

焙烧从开始升温时计，需在一小时内升至预定温度。

所述的酸化水为pH值为2～4.5的稀硫酸或稀盐酸水溶液。

在焙烧过程中矿样要在密闭的坩埚内，隔绝空气防止氯化产物被氧化。

本发明采用以氯盐焙烧技术处理含镍量低的红土矿，实现了镍钴等有价金属与铁镁的选择性氯化，采用酸化水的方法来浸出有价金属镍钴同时抑制氯化铁的水解防止沉淀造成镍钴的损失，同时可以保证镍浸出率达到85%以上，钴的浸出率达到70%以上，很大程度上降低了铁的浸出。

与现有其他技术相比，以固体氯化物作为氯化剂与矿料混在一起加热焙烧，由于是固固相接触直接混合，操作工艺简单；氯化剂选择种类多，氯离子利用率高且可以尾端收集形成闭路循环，经济环保；采用酸化水浸出在保证浸出率的同时可以减少浸出过程中对酸的用量。本发明为低品位红土镍矿的开发利用提供了极为有效且经济实用的途径。

本发明采用氯化冶金的方法处理红土矿，采用合适的氯盐或氯盐组合作为用氯化剂与红土镍矿进行氯化焙烧来实现红土镍矿中有价金属镍和钴的氯化，而铁和镁两种主要杂质金属的氯化得到显著的抑制。本发明具有镍、钴收率高，原料适应强，工艺简单，投资风险低，氯循环利用，材料消耗极低，对环境影响极少，能耗低等优点。

附图说明

附图为本发明的工艺流程图。

具体实施方式

以下为本发明的部分实施例，这些实施例的给出是对本发明的进一步详细说明，而不意味着对本发明的限制。本发明真空抽滤后得到的镍钴滤液按现有技术提取镍钴。

实施例1

将50g粒度为0.074～0.15mm红土镍矿矿料与10gNaCl：MgCl₂：CaCl₂（0.1:0.3:0.6）的氯化剂研磨均匀后放置在瓷坩埚内，加水混合均匀造球（直径4cm），盖上瓷坩埚盖后将坩埚放置到升到800℃的马弗炉内焙烧2h，取出后用pH＝4.5的酸化水在80℃下浸出20min，然后测定浸出液中Ni、Co、Mn、Fe浸出率和Ni/Fe、Ni/Mg比。通过以上条件控制，低品位红土镍矿中镍的浸出率达到86%，钴的浸出率达到67%。镍铁比由原矿的0.0581上升至1.544，Ni/Mg比从原矿中的0.0123升至0.487，分别提高了30倍和40倍，显著降低了后续净化除杂工序的处理量。

实施例2

将50g粒度为0.074～0.15mm红土镍矿矿料与8gNaCl：MgCl₂：CaCl₂（0.2:0.5:0.3）的氯化剂研磨均匀后放置在瓷坩埚内，加水混合均匀造球（直径3cm），盖上瓷坩埚盖后将坩埚放置到升到700℃的马弗炉内焙烧2.5h，取出后用pH＝3.2的酸化水在60℃下浸出40min，然后测定浸出液中Ni、Co、Mn、Fe浸出率和Ni/Fe、Ni/Mg比。通过以上条件控制，低品位红土镍矿中镍的浸出率达到83%，钴的浸出率达到65%。镍铁比由原矿的0.0581上升至1.144，Ni/Mg比从原矿中的0.0123升至0.387。显著降低了后续净化除杂工序的处理量。

实施例3

将50g粒度为0.074～0.15mm红土镍矿矿料与9gNaCl：MgCl₂：CaCl₂（0.3:0.1:0.6）复配氯化剂一起研磨均匀后放置在瓷坩埚内，加水混合均匀造球（直径2cm），盖上瓷坩埚盖后将坩埚放置到升到600℃的马弗炉内焙烧3h，取出后用pH＝2的酸化水在50℃下浸出30min，然后测定浸出液中Ni、Co、Mn、Fe浸出率和Ni/Fe、Ni/Mg比。通过以上条件控制，低品位红土镍矿中镍的浸出率达到85%，钴的浸出率达到64%。镍铁比由原矿的0.0581上升至1.344，Ni/Mg比从原矿中的0.0123升至0.417。显著降低了后续净化除杂工序的处理量。

Claims

1.一种红土镍矿氯盐焙烧提取镍钴的方法，包括以下步骤：

A、用氯化剂和矿料一起研磨均匀造球，氯化剂的量为矿料质量的15～20％；

C、将焙烧后的矿样用pH值为2～4.5的酸化水在温度为50～80℃下浸出20～40min后固液分离，真空抽滤后得到镍钴滤液；

所述氯化剂为为带有结晶水的氯化钠、氯化镁和氯化钙，NaCl：MgCl₂：CaCl₂的质量比为0.1～0.3:0.3～0.5:0.6～0.2；

所述的矿料粒度为0.074～0.15mm；

氯化剂和矿料一起研磨均匀造球，球的直径大小为2～4cm；

焙烧从开始升温时计，需在一小时内升至预定温度；

所述的酸化水为pH值为2～4.5的稀硫酸或稀盐酸水溶液。