專利名稱：：一種堆浸與高壓浸出紅土鎳礦時(shí)降低酸耗的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于有色金屬濕法冶金領(lǐng)域，具體地涉及一種紅土鎳礦的處理方法，特別地涉及采用堆浸技術(shù)與高壓浸出技術(shù)相結(jié)合處理紅土鎳礦、降低整體工藝酸耗的工藝方法。
背景技術(shù)：
：鎳在地球上是一種儲(chǔ)量比較豐富的金屬，屬于常用有色金屬范圍。據(jù)美國地質(zhì)調(diào)查局資料，2006年世界鎳儲(chǔ)量為6400萬噸，儲(chǔ)量基礎(chǔ)為14000萬噸。世界陸地查明含鎳品位1%左右資源量約13000萬噸。其中60%屬于紅土型鎳礦，伴生金屬主要是鐵和鈷，主要分布在赤道附近的古巴、新喀里多尼亞、印度尼西亞、菲律賓、巴西、哥倫比亞和多米尼加等國，這種礦石目前處理工藝比較復(fù)雜；40%屬于巖漿型銅鎳硫化物礦床，伴生金屬主要有銅、鈷、金、銀河鉑族元素，主要分布在加拿大、俄羅斯、澳大利亞、中國、南非、津巴布韋和伯茨瓦納等國，這是目前主要開采的鎳礦床。紅土礦是由鄰近或處于地球表面的含鎳的超基性巖石在熱帶環(huán)境中通過自然酸性降水的作用及經(jīng)過地質(zhì)年代原地風(fēng)化而成的。它包含多種粘土、氧化物和硅酸鹽礦物，有的富含鎳和/或鈷。風(fēng)化過程一般產(chǎn)生層狀沉積，其中在表面附近存在著完全的或最徹底的風(fēng)化產(chǎn)物，隨著深度增加漸變?yōu)槌潭容^輕的風(fēng)化產(chǎn)物，并最后在某個(gè)更深的深度處終止為未風(fēng)化的巖石。高度風(fēng)化層通常將其含有的大部分鎳細(xì)微分布在細(xì)碎的針鐵礦顆粒中。針鐵礦是一種鐵的羥基氧化物，化學(xué)式為FeOOH。該層通常稱為褐鐵礦，它一般含有高比例的鐵。鈷通常與褐鐵礦層伴生，并通常更主要地與氧化的錳礦物(含Mn(III)和/或Mn(IV)的氧化物和氫氧化物)伴生，通常稱為鈷土礦或錳土。風(fēng)化較輕的層所含的鎳一般更多地包含于各種硅酸鎂礦物中，例如蛇紋巖。蛇紋巖是一種鎂的硅酸鹽礦物，具有化學(xué)式3MgO2Si022H20。一般認(rèn)為蛇紋巖中鎳取代了一部分鎂。鎂也可被其他二價(jià)金屬取代，例如亞鐵(Fe"。不完全風(fēng)化帶中可能有很多其他含有鎳的硅酸鹽礦物。部分風(fēng)化的高含鎂帶通常稱為腐泥土。目前全球從巖漿銅鎳硫化物礦床中生產(chǎn)的鎳產(chǎn)品，多于從紅土型鎳礦床中生產(chǎn)的鎳產(chǎn)品，估計(jì)產(chǎn)量比例為55:45。但全球發(fā)現(xiàn)的銅鎳硫化物礦床多數(shù)都已開發(fā)利用，而紅土型鎳礦開發(fā)剛起步，是今后開發(fā)重點(diǎn)所在。目前處理紅土鎳礦的方法主要為火法工藝和濕法工藝，火法工藝主要有鎳鐵工藝和鎳硫工藝處理紅土鎳礦，而濕法工藝中主要有氨浸工藝、生物浸出工藝、堆浸工藝和加壓酸浸工藝。上述工藝簡要介紹如下鎳鐵工藝在鎳鐵生產(chǎn)工藝中，首先將礦石破碎到50150mm，然后送干燥窯干燥到礦石既不黏結(jié)又不太粉化，再送煅燒回轉(zhuǎn)窯，在70(TC溫度下，干燥、預(yù)熱和煅燒，產(chǎn)出焙砂；在焙砂加入電爐后，再加入1030mm的揮發(fā)性煤，經(jīng)過IOO(TC的還原熔煉，產(chǎn)出粗鎳鐵合金；粗鎳鐵合金再經(jīng)過吹煉產(chǎn)出成品鎳鐵合金。產(chǎn)出的產(chǎn)品中鎳質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20-30%，鎳回收率為9095%，但該方法不同同時(shí)回收鈷。鎳硫工藝鎳硫生產(chǎn)工藝是在生產(chǎn)鎳鐵工藝的1500160(TC熔煉過程中，加入硫磺，產(chǎn)出低鎳硫，再通過轉(zhuǎn)爐吹煉生產(chǎn)高鎳硫。高鎳硫產(chǎn)品一般鎳質(zhì)量分?jǐn)?shù)為79%，硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)為19.5%，全流程鎳回收率約70%。雖然火法工藝在目前處理紅土鎳礦的工藝較成熟，目前約70%左右的紅土鎳采用了火法技術(shù)，但是隨著各國對環(huán)保的重視和節(jié)能減排的需要，這種高能耗的工藝其適用范圍越來越窄。氨浸工藝氨浸工藝最早在古巴尼加羅冶煉廠得到應(yīng)用。該工藝將紅土鎳礦干燥、磨碎，在60070(TC溫度下還原焙燒，使鎳、鈷和部分鐵還原成合金，然后再4級逆流氨浸，利用鎳和鈷可與氨形成配和物的特性，使鎳、鈷等有價(jià)金屬進(jìn)入浸出液。浸出液經(jīng)硫化沉淀，沉淀母液再除鐵、蒸氨，產(chǎn)出堿式硫酸鎳，堿式硫酸鎳再經(jīng)煅燒轉(zhuǎn)化成氧化鎳，也可以經(jīng)還原生產(chǎn)鎳粉。一般生產(chǎn)的鎳塊中鎳質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)90%，全流程鎳的回收率達(dá)到7580%。與火法冶煉流程相比，鈷可以部分回收，回收率約4050%。另外，該工藝鎳、鈷回收率較低，只適用于褐鐵型紅土鎳礦，干燥、焙燒過程需要較大的能耗。生物浸出工藝生物浸出工藝是借助微生物對金屬離子的催化作用，使礦石中金屬溶解浸出。微生物在其生長繁殖過程中能衍生出有機(jī)酸，如檸檬酸、草酸、酒石酸、氨基酸等。在氧化礦中金屬常以氧化物形態(tài)存在，因此，凡能與這些有機(jī)酸生成絡(luò)合物的金屬均能被這些微生物浸出。目前，在富礦、易處理礦資源日漸減少、環(huán)保要求不斷提高、現(xiàn)代工業(yè)和科技發(fā)展對有色金屬需求與日倶增的條件下，生物浸出更顯示出其特有的優(yōu)越性。但是，生物浸出對溫度要求苛刻，浸出周期長，對菌種的選擇比較繁瑣；目前，還未有大規(guī)模的應(yīng)用。Castro等研究了異養(yǎng)微生物從硅鎂鎳礦中浸出鎳。其研究的礦樣化學(xué)成分含43.2%Si02，0.90XNi，磨至-100目。浸礦采用了五種厭氧微生物，其浸出條件為取預(yù)先在12rC下滅菌20min的礦樣5g，含微生物的培養(yǎng)基100ml，在溫度3(TC，搖瓶速率200r/min的條件下，鎳的浸出率大于80%。Sukla研究發(fā)現(xiàn)，某些真菌的衍生物，如黑曲霉菌能浸溶出紅土鎳礦中的鎳。在溫度37t:，礦槳濃度50g/L，轉(zhuǎn)速120r/min條件下，鎳的浸出率大于90%。堆浸工藝堆浸是低品位礦石中提取有價(jià)金屬的比較經(jīng)濟(jì)的一種方法。堆浸在金、銀、銅等金屬的濕法冶金過程中已經(jīng)有了廣泛的應(yīng)用，目前也開始在紅土鎳礦中的應(yīng)用。通常是將直接來自礦床的原料堆成高度不同的堆攤，然后通過堆攤的頂部引入浸出液，通過滲透作用，在堆攤底部收集浸出液，然后對浸出液進(jìn)行金屬的回收后處理。堆浸工藝可在常溫常壓條件下，處理低品位紅土鎳礦，鎳鈷浸出率高，生產(chǎn)規(guī)模可大可小，工藝簡單，流程短，投資少，見效快，運(yùn)行費(fèi)用低廉，環(huán)境友好。加壓酸浸工藝加壓酸浸技術(shù)(PressureacidLeach)，簡稱PAL法，即在250270°C，45MPa的高溫高壓條件下，在這一溫度下，礦石中含鎳的礦物幾乎完全溶解，用硫酸將鎳、鈷等有價(jià)金屬與鐵、鋁礦物一起溶解，在隨后的反應(yīng)中，通過調(diào)節(jié)PH值等條件，使鐵、鋁和硅等雜質(zhì)元素水解進(jìn)入渣中，鎳、鈷選擇性進(jìn)入溶液。浸出液用堿或硫化氫還原中和、沉淀，產(chǎn)出高質(zhì)量的鎳鈷氫氧化物或硫化物。該技術(shù)始于50年代，首次用于古巴MoaBay礦，稱AMAX-PAL技術(shù)。此后，70年代澳洲QNI公司建成Yabula鎳廠，酸浸處理新喀里東尼亞、印尼及澳州昆士蘭州的紅土型鎳礦，而加拿大Sherritt公司濕法處理紅土型鎳礦的技術(shù)已獲公認(rèn)。PAL工藝的一大缺點(diǎn)是它需要復(fù)雜的高溫高壓釜以及相關(guān)的設(shè)備，其安裝與維護(hù)都比較昂貴。此外，PAL工藝消耗的硫酸比按化學(xué)計(jì)量溶解礦石中的非鐵金屬成分所需的硫酸更多，因?yàn)樵诟邷叵露鄶?shù)由硫酸提供的硫酸根離子停留在硫酸氫根離子(HS4—)的形式。即硫酸(H2S04)在高溫下只離解釋放出一個(gè)氫離子(H+)。在浸出液冷卻及中和時(shí)，硫酸氫根離子分解成硫酸根(S042—)和另一個(gè)氫離子。因此后一個(gè)氫離子沒有充分用于浸出，并導(dǎo)致產(chǎn)生過量的必須要進(jìn)行中和的硫酸，需要另外消耗石灰石進(jìn)行中和。PAL工藝的另一個(gè)缺點(diǎn)是它處理腐泥土?xí)r，由于腐泥土中鎂的浸出，導(dǎo)致硫酸大量不經(jīng)濟(jì)的消耗。這種情況由于上述高溫下的硫酸氫根"轉(zhuǎn)變"問題而更加惡化。US4097575描述了對PAL工藝的改進(jìn)，在約820°C以下焙燒腐泥土礦以使礦石與硫酸的反應(yīng)活性更強(qiáng)，然后使用焙燒爐的焙砂中和高壓釜的排放物中過量的酸，在所述高壓釜中發(fā)生褐鐵礦的高壓浸出。在這一中和過程中腐泥土礦中含有的鎳大量溶解。據(jù)稱這一工藝的優(yōu)點(diǎn)為它在褐鐵礦高壓浸出過程中更好地利用添加的硫酸，減少了用于處理高壓釜排放液體的石灰石或其他昂貴的中和試劑的消耗，并且獲得了對典型的鎳紅土礦體中的褐鐵礦成分和腐泥土成分進(jìn)行處理的能力。這一工藝的缺點(diǎn)是它仍需要使用昂貴的高壓釜用于褐鐵礦的浸出，而且需要對腐泥土礦進(jìn)行焙燒處理，該處理在資金投入和操作成本上都很昂貴。中國專利200710163443.2描述了一種涉及使用兩段高壓浸出工藝浸出褐鐵礦型紅土鎳礦的浸出方法。其浸出其過程為二段浸出，首先將褐鐵礦型紅土鎳礦漿進(jìn)行一段高壓浸出后，再加入腐植土礦漿，進(jìn)行二段加氧高壓浸出。該方法的優(yōu)點(diǎn)是能夠處理高含鎂的腐植土，使用腐植土中的耗酸元素中和高壓浸出礦漿中的殘酸，減少后續(xù)的中和劑使用量。中和后的礦漿沉降性能好，易于液固分離。但該方法的鎳、鈷浸出率較低，僅為70%。中國專利200580026260.5描述了一種大氣壓浸出和中等壓力浸出的結(jié)合從含有褐鐵礦和腐泥土的紅土礦中回收鎳和鈷的方法。該工藝先向褐鐵礦漿中加入足夠的無機(jī)酸并在大氣壓下浸出以溶解大部分的可溶性非鐵金屬和可溶性鐵。再加入腐泥土后將漿料進(jìn)一步在高于標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)的溫度下、高于大氣壓的壓力下浸出一段時(shí)間，浸出腐泥土中所含的大部分鎳并沉淀出溶液中大部分鐵。該工藝分別對褐鐵礦和腐泥土的紅土礦進(jìn)行浸出，浸出效率高。澳大利亞專利2004256147介紹了一種對紅土鎳礦礦石進(jìn)行分級并分別進(jìn)行浸出的工藝。該工藝對礦石進(jìn)行分級的預(yù)處理工作，將礦石分為品位較高粒級較精細(xì)的粘土礦部分和粒級較粗品位較低的硅酸鹽質(zhì)部分，其中品位較高部分采用高壓酸浸PAL的方法進(jìn)行鎳鈷回收的工序，低品位部分采用酸液噴淋進(jìn)行堆浸，堆浸濾液進(jìn)入進(jìn)一步的鎳鈷回收工序。該工藝針對紅土礦中褐鐵礦、腐泥土礦的不同性質(zhì)分別進(jìn)行回收，有效地提高了各部分的鎳、鈷回收率，總酸耗量也有所降低，但粗粒堆浸濾液中有大量殘余硫酸仍未利用，并且增加了后續(xù)中和法提取鎳、鈷的成本。美國專利639712描述了一種對紅土鎳礦有效浸出優(yōu)化后的工藝。該工藝對原礦進(jìn)行剝離除去品位低粗粒部分，得到的細(xì)粒高含鎳部分提供用于硫酸溶液的高壓浸出進(jìn)行鎳、鈷的回收。由于該工藝舍棄了鎳品味較低的粗粒褐鐵礦部分，僅對鎳、鈷品味較高的細(xì)粒腐泥土部分進(jìn)行高壓酸浸PAL工藝回收鎳、鈷，其硫酸利用率較高，但被舍棄的粗粒部分中也包含了相當(dāng)多的鎳金屬量未被回收，影響了整個(gè)工藝的經(jīng)濟(jì)效益。上述的高壓酸浸工藝解決了含褐鐵礦和腐泥土的紅土鎳礦中鎳、鈷回收的問題，但均存在一些弱點(diǎn)，如全部采用高壓酸浸時(shí)礦石處理量大，設(shè)備成本高，處理成本高，酸耗量過大等；對褐鐵礦和腐泥土礦分別處理時(shí)，鎳、鈷回收率低，紅土鎳礦中有價(jià)值金屬不能充分回收，浸出過程中的酸不能充分利用等等。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種堆浸與高壓浸出紅土鎳礦時(shí)降低酸耗的方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題。該方法聯(lián)合應(yīng)用堆浸與高壓浸出技術(shù)降低紅土鎳礦處理時(shí)的酸耗，充分利用褐鐵礦堆粗粒部分浸液中的殘余硫酸，并通過在高壓浸出階段加入硫酸鈉，使其在形成黃鈉鐵礬的同時(shí)產(chǎn)生硫酸，進(jìn)一步降低高壓浸出階段的硫酸耗量。本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下—種堆浸與高壓浸出紅土鎳礦時(shí)降低酸耗的方法，其特征在于，包括以下步驟a、將紅土鎳礦礦石進(jìn)行破碎、洗礦、螺旋分級，以得到礦石粗粒部分和細(xì)泥部分；b、利用硫酸對步驟a得到的礦石粗粒部分進(jìn)行堆浸，采用循環(huán)噴淋的堆浸方式得到堆浸貴液，循環(huán)次數(shù)足以使鎳、鈷浸出率均不低于85%;c、步驟a得到的細(xì)泥部分經(jīng)過再磨礦后和步驟b得到的堆浸貴液混合，加入硫酸和硫酸鈉，置于高壓釜內(nèi)，在高壓下保持一定溫度進(jìn)行浸出，浸出時(shí)間足以使鎳和鈷中的至少一種大量溶解到高壓浸出溶液中；d、通過常規(guī)方法對步驟c得到的含鎳鈷浸出溶液進(jìn)行鎳鈷的回收。將紅土鎳礦礦石進(jìn)行破碎、洗礦，通過螺旋分級機(jī)按礦石顆粒粒徑分為粗粒部分與細(xì)泥部分，粗粒部分鎳品位相對較低，主要為褐鐵礦，細(xì)泥部分鎳、鈷品味相對較高，主要為腐泥土礦。本方法針對褐鐵礦和腐泥土紅土鎳礦的礦石特性，分別進(jìn)行常壓硫酸堆浸和高壓酸浸的工序進(jìn)行浸出，其中粗粒部分褐鐵礦堆浸鎳、鈷浸出率均可達(dá)到85%以上，堆浸貴液中的殘余硫酸用于細(xì)泥部分腐泥土礦的高壓酸浸工序，高壓酸浸鎳、鈷浸出率均可達(dá)到95%以上。本發(fā)明通過充分利用褐鐵礦堆粗粒部分浸液中的殘余硫酸，降低了總工藝的酸耗量，酸耗量較同等浸出率的高壓浸出過程大大降低。在高壓釜內(nèi)加入硫酸和硫酸鈉后，可形成黃鈉鐵礬并產(chǎn)生硫酸，進(jìn)一步降低了總工藝的酸耗量。黃鈉鐵礬形成的過程及其復(fù)雜，影響黃鉀鐵礬法沉鐵的因素很多，發(fā)生該反應(yīng)要求溶液保持一定酸度，并有足夠的Na+離子，其反應(yīng)過程為3Fe2(S04)2+6H20=6Fe(OH)S04+3H2S044Fe(OH)S04+4H20=2Fe2(OH)4S04+2H2S042Fe(OH)S04+2Fe2(OH)4S04+Na2S04+2H20=Na2(Fe6(S04)4(OH)12)+H2S04總反應(yīng)式3Fe2(S04)3+Na2S04+12H20=Na2(Fe6(S04)4(OH)12)+6H2S046由反應(yīng)式可知，在黃鈉鐵礬的形成過程中，重新產(chǎn)生了硫酸，新產(chǎn)的硫酸在浸出過程中又參與了鎳、鈷等金屬的浸出，從而降低了高壓浸出階段的硫酸耗量。同時(shí)，黃鈉鐵礬的形成降低了高壓浸出溶液中鐵離子的含量，有利于后續(xù)中和回收鎳、鈷工序的進(jìn)行。前述堆浸與高壓浸出紅土鎳礦時(shí)降低酸耗的方法中，步驟b堆浸過程中，噴淋酸度為1028%，噴淋強(qiáng)度4060L/m2h。前述堆浸與高壓浸出紅土鎳礦時(shí)降低酸耗的方法中，步驟c中使用的硫酸濃度為98.3%，其使用量與礦石比為300500kg/t礦，使用硫酸鈉與礦石的重量比為1%10%，浸出礦槳濃度控制在20%40%范圍內(nèi)，浸出時(shí)的氧分壓控制在0.40.8MPa(表壓)，浸出過程中攪拌強(qiáng)度控制在450600rpm，浸出時(shí)間為30min2h，浸出溫度為200270°C。當(dāng)然，也可以將上述濃硫酸稀釋成各種濃度的硫酸溶液后再應(yīng)用于高壓浸出過程。前述堆浸與高壓浸出紅土鎳礦時(shí)降低酸耗的方法中，步驟c中使用酸量與礦石比為300kg/t礦，使用硫酸鈉量與礦石的重量比為5%，浸出礦漿濃度為22.22%，浸出氧分壓為0.6MPa，攪拌強(qiáng)度為600rpm，浸出時(shí)間為lh，浸出溫度為260°C。前述堆浸與高壓浸出紅土鎳礦時(shí)降低酸耗的方法中，步驟c中經(jīng)過再磨礦后的細(xì)泥部分、堆浸貴液、硫酸和硫酸鈉的混合礦漿泵至一級預(yù)熱器，與低壓閃蒸蒸汽直接混合后，進(jìn)行預(yù)熱；一級預(yù)熱后礦漿泵至二級礦漿預(yù)熱器，利用中壓閃蒸蒸汽直接進(jìn)行加熱；二級預(yù)熱后礦漿泵至三級礦漿預(yù)熱器，經(jīng)高壓閃蒸蒸汽加熱后送入高壓釜內(nèi)。前述堆浸與高壓浸出紅土鎳礦時(shí)降低酸耗的方法中，高壓浸出后的礦漿經(jīng)過三級閃蒸，礦漿溫度降至103t:以下，直接進(jìn)入后續(xù)中和回收鎳、鈷工序，閃蒸熱蒸汽用于高壓浸出前段礦漿預(yù)熱工序，充分利用熱能，節(jié)省加熱成本。前述堆浸與高壓浸出紅土鎳礦時(shí)降低酸耗的方法中，步驟b所得的堆浸貴液總量由螺旋分級過程所得到的粗粒部分與細(xì)泥部分的比例、堆浸過程所用水量、高壓浸出過程所使用酸量、堆浸貴液中殘余酸量、高壓浸出過程浸出濃度及高壓浸出過程中所用水量決定。前述堆浸與高壓浸出紅土鎳礦時(shí)降低酸耗的方法中，高壓浸出過程可分兩個(gè)階段進(jìn)行，第一階段由細(xì)泥部分礦石與硫酸混合進(jìn)行，第二階段再添加細(xì)泥部分與堆浸貴液進(jìn)行浸出。前述堆浸與高壓浸出紅土鎳礦時(shí)降低酸耗的方法中，步驟a中礦石破碎時(shí)，控制礦石最大粒度在小20mm小30mm范圍內(nèi)，洗礦液固比控制在1.53:l，洗礦時(shí)間控制在lh3h，螺旋分級時(shí)，粗粒部分和細(xì)泥部分分級粒級控制在小0.15mm0.3mm范圍內(nèi)。如此，洗礦后粗粒部分堆浸最大滲透速率可達(dá)到6080L/m2h。前述堆浸與高壓浸出紅土鎳礦時(shí)降低酸耗的方法中，步驟a中礦石破碎時(shí)，優(yōu)選控制礦石最大粒度為小20mm，洗礦液固比為2:1，洗礦時(shí)間控制在lh，螺旋分級時(shí)，粗粒部分和細(xì)泥部分分級粒級控制在小O.22mm。除非特別指名，這里所使用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語的含義與本發(fā)明所屬
技術(shù)領(lǐng)域：
一般技術(shù)人員通常所理解的含義相同。同樣，所有在此提及的出版物、專利申請、專利及其他參考資料均可以弓I入本發(fā)明作為參考。綜上，本發(fā)明創(chuàng)造性地提供了一種堆浸與高壓浸出紅土鎳礦時(shí)降低酸耗的方法，可大大降低紅土鎳礦處理時(shí)的酸耗，充分利用褐鐵礦堆粗粒部分浸液中的殘余硫酸，并通過在高壓浸出階段加入硫酸鈉，使其在形成黃鈉鐵礬的同時(shí)產(chǎn)生硫酸，進(jìn)一步降低高壓浸出階段的硫酸耗量。高壓浸出后的礦漿經(jīng)過三級閃蒸后的閃蒸熱蒸汽用于高壓浸出前段礦漿預(yù)熱工序，充分利用熱能，節(jié)省加熱成本。圖1為堆浸與高壓浸出紅土鎳礦時(shí)降低酸耗的方法工藝流程圖。具體實(shí)施方式實(shí)施例1參見圖l，首先進(jìn)行礦石預(yù)先篩分。原礦由采場用汽車運(yùn)至洗礦車間原礦倉(或原礦堆場堆存，再由前裝機(jī)給入原礦倉)，最大塊度小1000mm。經(jīng)原礦倉頂部的條篩隔住300mm以上的大塊，條篩的篩下物料進(jìn)入洗礦作業(yè)，篩上大塊用移動(dòng)液壓碎石機(jī)將大塊扒出或打碎，然后由運(yùn)礦卡車將之運(yùn)回采場回填或作為筑路石料。然后進(jìn)行洗礦、磨礦、濃縮。經(jīng)過原礦倉頂部的條篩篩下物料進(jìn)入原礦倉后再經(jīng)鐵板給料機(jī)給入圓筒洗礦機(jī)，經(jīng)洗礦后，小+20mm物料經(jīng)碎礦至小-20mm全部小-20mm礦石經(jīng)槽式擦洗機(jī)螺旋分級機(jī)或者細(xì)篩組合，得到小-20+0.22mm砂送堆浸。小-0.22mm自流到閉路磨礦回路中的旋流器組的給礦泵泵池。該泵池中的礦漿由渣漿泵泵入由球磨機(jī)和旋流器組組成的閉路磨礦分級系統(tǒng)。經(jīng)分級后物料粒度小于小O.147mm的礦漿進(jìn)入到礦漿濃縮車間。來自洗礦車間的礦漿經(jīng)除渣后分配給濃縮機(jī)濃縮，濃縮機(jī)溢流水作為回水返回洗礦車間，而小-147ym的合格產(chǎn)品濃縮至規(guī)定濃度(物料準(zhǔn)備工序的最終產(chǎn)品)，用渣漿泵輸送至冶煉廠。接著對礦石準(zhǔn)備工序得到小-20+0.22mm粗粒部分礦砂進(jìn)行堆浸。采用分段加酸循環(huán)，得到的堆浸貴液送高壓浸出工序。堆浸過程中，噴淋酸度為1028%，噴淋強(qiáng)度4060L/m2h，使鎳、鈷浸出率均不低于85%。以四段逆流洗滌方式，得到的洗液加入硫酸后，再浸出原礦砂，尾渣經(jīng)過凈化處理后排放。然后對礦石準(zhǔn)備工序得到的小-0.22mm細(xì)泥部分礦石、粗粒部分礦砂堆浸貴液混合的礦漿中加入硫酸鈉后進(jìn)行高壓酸浸。高壓酸浸系統(tǒng)分為二個(gè)系列。每系列包括高壓酸浸給料槽、礦漿預(yù)熱器給料泵、三級礦漿預(yù)熱器、高壓釜給料泵、高壓釜、三級閃蒸槽和閃蒸密封槽等。高壓酸浸系統(tǒng)采用三級預(yù)熱、三級閃蒸方式以綜合回收系統(tǒng)中的熱量。高壓酸浸給料槽中礦漿泵至一級預(yù)熱器，與低壓閃蒸蒸汽直接混合后，進(jìn)行預(yù)熱；一級預(yù)熱后礦漿泵至二級礦漿預(yù)熱器，利用中壓閃蒸蒸汽直接進(jìn)行加熱；二級預(yù)熱后礦漿泵至三級礦漿預(yù)熱器，經(jīng)高壓閃蒸蒸汽加熱后送入高壓釜內(nèi)。高壓浸出中使用濃度為98.3%的濃硫酸，其使用量與礦石比為300500kg/t礦，使用硫酸鈉與礦石的重量比為1%10%，浸出礦槳濃度控制在20%40%范圍內(nèi)，浸出時(shí)的氧分壓控制在0.40.8MPa，浸出過程中攪拌強(qiáng)度控制在450600rpm，浸出時(shí)間為30min2h，浸出溫度為200270°C。礦漿在高溫高壓與硫酸反應(yīng)，使礦石中的Ni、Co、Mg、Al、Mn等進(jìn)入溶液中。浸出后的礦漿再經(jīng)三級閃蒸降溫。低壓、中壓和高壓閃蒸排放出的蒸汽分別進(jìn)入一級礦漿預(yù)熱器、二級礦漿預(yù)熱器和三級礦漿預(yù)熱器，閃蒸后礦漿送礦漿中和系統(tǒng)。最后對高壓浸出礦漿通過已有的常規(guī)方法進(jìn)行中和鎳、鈷回收，得到鎳、鈷產(chǎn)品。實(shí)施例2實(shí)施例2中使用的礦石來自緬甸莫葦塘紅土鎳礦床，礦石分級后的粗粒部分褐鐵礦和細(xì)泥部分腐泥土成分具有表1中給出的組成。表1礦石分級后的粗粒部分褐鐵礦和細(xì)泥部分腐泥土成分組成粒級/mm產(chǎn)率/%品位Ni/%品位Co/%品位Fe/%品位Mg/%47.471.000.0167.4917,4952.531.800.03918.4710.16100.001.420.02813.2513.64將268.35g腐泥土、402.53ml水與463.30ml粗粒礦石堆浸貴液調(diào)成礦漿置于高壓釜內(nèi)，加入一定量硫酸進(jìn)行高壓酸浸試驗(yàn)。固定浸出條件如下，浸出溫度為250°C，浸出氧分壓為0.6MPa，浸出時(shí)間為lh，攪拌強(qiáng)度為600rpm?？疾旒铀崃颗c鎳浸出率的關(guān)系。浸出結(jié)束后，利用抽濾裝置對浸出礦漿進(jìn)行過濾，并用pH值為2的加熱酸水1000ml進(jìn)行4段淋洗，得到浸出濾液貴液、洗液分別送檢。檢測結(jié)果如表2所示表2細(xì)泥部分腐泥土礦與粗粒部分堆浸貴液混合高壓浸出結(jié)果酸用量/[kg/t礦]300400500渣量/g226.1217.7209.8貴液量M645700720洗液量/ml990985990渣品位Ni/%0.220.10.05渣品位Co/%0.002150.00120.00125貴液M/[g/L]6.736.676.535貴液Co/[g/L]0.14830.14050.1355洗液Ni/[g/L]1.471.391.37洗液Co/[g/L]0.031210.027640.02673Ni浸出率/%89.6195,4297.75Co浸出率A95.5597.5497.49實(shí)施例2表明，通過在細(xì)泥部分腐泥土礦進(jìn)行高壓酸浸過程中加入粗粒礦石堆浸貴液，在同等的鎳、鈷浸出率要求下，硫酸的使用量大大降低，即充分利用了粗粒部分堆浸過程所加入的硫酸，在保持高浸出率的同時(shí)降低了整體工藝的酸耗量。實(shí)施例3實(shí)施例3使用的礦石與實(shí)施例2的相同，均來自緬甸莫葦塘紅土鎳礦床，礦石分級后的粗粒部分褐鐵礦和細(xì)泥部分腐泥土成分同樣具有表1中給出的組成。9將268.35g腐泥土、402.53ml水、13g硫酸鈉與463.30ml粗粒礦石堆浸貴液調(diào)成礦漿置于高壓釜內(nèi)，加入43.8ml硫酸進(jìn)行高壓酸浸試驗(yàn)。固定浸出條件如下，硫酸用量300kg/t礦，浸出溫度為25(TC，浸出氧分壓為0.6MPa，浸出時(shí)間為lh，攪拌強(qiáng)度為600rpm?？疾戽?、鈷等金屬浸出率。浸出結(jié)束后，利用抽濾裝置對浸出礦漿進(jìn)行過濾，并用pH值為2的加熱酸水1000ml進(jìn)行4段淋洗，得到浸出濾液貴液、洗液分別送檢。檢測結(jié)果如表3所示。表3細(xì)泥部分腐泥土礦高壓浸出結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>實(shí)施例3表明，在實(shí)施例2充分利用了粗粒部分堆浸過程所加入硫酸，降低整體工藝的酸耗量的基礎(chǔ)上，在高壓浸出階段加入硫酸鈉生成黃鈉鐵礬產(chǎn)生硫酸，在保證鎳、鈷高浸出率的同時(shí)，進(jìn)一步降低了整體工藝酸耗量。比較例比較例中使用的礦石與實(shí)施例2的相同，均來自緬甸莫葦塘紅土鎳礦床，礦石分級后的粗粒部分褐鐵礦和細(xì)泥部分腐泥土成分同樣具有表1中給出的組成。將250g腐泥土按液固比3.5:1調(diào)成礦漿置于高壓釜內(nèi)，加入一定量硫酸進(jìn)行高壓酸浸試驗(yàn)。固定浸出條件如下，浸出溫度為26(TC，浸出氧分壓為0.6MPa，浸出時(shí)間為lh，攪拌強(qiáng)度為600rpm，以考察加酸量與鎳浸出率的關(guān)系。浸出結(jié)束后，利用抽濾裝置對浸出礦漿進(jìn)行過濾，并用pH值為2的加熱酸水1000ml進(jìn)行4段淋洗，得到浸出濾液送檢。檢測結(jié)果如表4所示。表4細(xì)泥部分腐泥土礦高壓浸出結(jié)果10<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>比較例表明單獨(dú)對分級后細(xì)泥部分腐泥土礦進(jìn)行高壓酸浸，硫酸用量需達(dá)到600kg/t礦才能滿足高壓浸出鎳、鈷浸出率95%以上的要求。上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。權(quán)利要求一種堆浸與高壓浸出紅土鎳礦時(shí)降低酸耗的方法，其特征在于，包括以下步驟a、將紅土鎳礦礦石進(jìn)行破碎、洗礦、螺旋分級，以得到礦石粗粒部分和細(xì)泥部分；b、利用硫酸對步驟a得到的礦石粗粒部分進(jìn)行堆浸，采用循環(huán)噴淋的堆浸方式得到堆浸貴液，循環(huán)次數(shù)足以使鎳、鈷浸出率均不低于85％；c、步驟a得到的細(xì)泥部分經(jīng)過再磨礦后和步驟b得到的堆浸貴液混合，加入硫酸和硫酸鈉，置于高壓釜內(nèi)，在高壓下保持一定溫度進(jìn)行浸出，使鎳和鈷中的至少一種大量溶解到高壓浸出溶液中；d、通過常規(guī)方法對步驟c得到的含鎳鈷浸出溶液進(jìn)行鎳鈷的回收。2.根據(jù)權(quán)利要求l中所述的堆浸與高壓浸出紅土鎳礦時(shí)降低酸耗的方法，其特征在于步驟b堆浸過程中，噴淋酸度為1028%，噴淋強(qiáng)度4060L/m2h。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2中所述的堆浸與高壓浸出紅土鎳礦時(shí)降低酸耗的方法，其特征在于步驟c中使用的硫酸濃度為98.3%，其使用量與礦石比為300500kg/t礦，使用硫酸鈉與礦石的重量比為1%10%，浸出礦漿濃度控制在20%40%范圍內(nèi)，浸出時(shí)的氧分壓控制在0.40.8MPa，浸出過程中攪拌強(qiáng)度控制在450600rpm，浸出時(shí)間為30min2h，浸出溫度為200270°C。4.根據(jù)權(quán)利要求3中所述的堆浸與高壓浸出紅土鎳礦時(shí)降低酸耗的方法，其特征在于步驟c中使用酸量與礦石比為300kg/t礦，使用硫酸鈉量與礦石的重量比為5%，浸出礦漿濃度為22.22%，浸出氧分壓為0.6MPa，攪拌強(qiáng)度為600rpm，浸出時(shí)間為lh，浸出溫度為260°C。5.根據(jù)權(quán)利要求3中所述的堆浸與高壓浸出紅土鎳礦時(shí)降低酸耗的方法，其特征在于步驟c中經(jīng)過再磨礦后的細(xì)泥部分、堆浸貴液、硫酸和硫酸鈉的混合礦漿泵至一級預(yù)熱器，與低壓閃蒸蒸汽直接混合后，進(jìn)行預(yù)熱；一級預(yù)熱后礦漿泵至二級礦漿預(yù)熱器，利用中壓閃蒸蒸汽直接進(jìn)行加熱；二級預(yù)熱后礦漿泵至三級礦漿預(yù)熱器，經(jīng)高壓閃蒸蒸汽加熱后送入高壓釜內(nèi)。6.根據(jù)權(quán)利要求5中所述的堆浸與高壓浸出紅土鎳礦時(shí)降低酸耗的方法，其特征在于高壓浸出后的礦漿經(jīng)過三級閃蒸，礦漿溫度降至103t:以下，直接進(jìn)入后續(xù)中和回收鎳、鈷工序，閃蒸熱蒸汽用于高壓浸出前段礦漿預(yù)熱工序。7.根據(jù)權(quán)利要求6中所述的堆浸與高壓浸出紅土鎳礦時(shí)降低酸耗的方法，其特征在于高壓浸出過程可分兩個(gè)階段進(jìn)行，第一階段由細(xì)泥部分礦石與硫酸混合進(jìn)行，第二階段再添加細(xì)泥部分與堆浸貴液進(jìn)行浸出。8.根據(jù)權(quán)利要求7中所述的堆浸與高壓浸出紅土鎳礦時(shí)降低酸耗的方法，其特征在于礦石最大粒度控制在小20mm小30mm范圍內(nèi)，洗礦液固比控制在1.53:l，洗礦時(shí)間控制在lh3h，螺旋分級時(shí)，粗粒部分和細(xì)泥部分分級粒級控制在小0.15mm0.3mm范圍內(nèi)。9.根據(jù)權(quán)利要求8中所述的堆浸與高壓浸出紅土鎳礦時(shí)降低酸耗的方法，其特征在于礦石最大粒度控制在小20mm，洗礦液固比為2:1，洗礦時(shí)間控制在lh，螺旋分級時(shí)，粗粒部分和細(xì)泥部分分級粒級控制在小O.22mm。全文摘要本發(fā)明公開了一種堆浸與高壓浸出紅土鎳礦時(shí)降低酸耗的方法，該方法聯(lián)合應(yīng)用堆浸與高壓浸出技術(shù)降低紅土鎳礦處理時(shí)的酸耗，充分利用褐鐵礦堆粗粒部分浸液中的殘余硫酸，并通過在高壓浸出階段加入硫酸鈉，使其在形成黃鈉鐵礬的同時(shí)產(chǎn)生硫酸，進(jìn)一步降低高壓浸出階段的硫酸耗量。文檔編號C22B3/08GK101768665SQ20081018918公開日2010年7月7日申請日期2008年12月30日優(yōu)先權(quán)日2008年12月30日發(fā)明者劉升明,王中溪,陳慶根,陳景河,馬龍申請人:廈門紫金礦冶技術(shù)有限公司