專利名稱：一種同時(shí)處理高鐵和高鎂含量紅土礦的常壓浸出方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鎳礦冶煉方法，具體涉及一種同時(shí)處理高鐵和高鎂含量紅土礦的常壓浸出方法。
背景技術(shù)：
紅土礦是由含鎳橄欖巖在熱帶或亞熱帶地區(qū)經(jīng)過大規(guī)模長期風(fēng)化淋濾變質(zhì)而成的氧化鎳礦，由于存在地理位置、氣候條件以及風(fēng)化程度的差異，世界各地的紅土礦類型不完全相同。通常以褐鐵礦為主的紅土礦鐵含量較高而鎂含量較低，以硅酸鹽礦物為主的紅土礦鎂含量較高而鐵含量較低。以硅酸鹽礦物為主的紅土礦宜采用火法冶金工藝，褐鐵礦類型的礦床宜采用濕法冶金工藝處理，而處于中間過渡型的礦石可以采用火法冶金，也可以采用濕法冶金工藝。濕法冶金技術(shù)包括高壓酸浸和還原焙燒-氨浸以及近年來出現(xiàn)的如常壓酸浸、堆浸工藝等。堆浸技術(shù)浸出率較低，只適用于處理高鎂含量的紅土礦；還原焙燒-氨浸工藝由于能耗較高，工藝流程長而較少被采用；火法冶金技術(shù)只能生產(chǎn)鎳鐵，不能回收鈷，其應(yīng)用受到限制。高壓酸浸技術(shù)能有效分離鎳鈷和鐵，特別適用于高鐵低鎂型礦物的處理，但浸出過程中硅、鋁及部分鐵會(huì)沉積于釜壁形成結(jié)垢，導(dǎo)致高壓釜的處理量下降， 生產(chǎn)過程必須定期清理結(jié)垢。常壓酸浸技術(shù)操作簡單，不需使用昂貴的高壓釜，但要使礦物完全溶解則所需酸耗量較大，且浸出液中含有各種金屬離子，使后續(xù)浸化分離工序變得復(fù)雜。為了同時(shí)開發(fā)高鐵和高鎂含量的紅土礦資源，并避免使用昂貴的高壓釜，人們提出了一些改進(jìn)的常壓酸浸技術(shù)，如公開號(hào)為CN101273146A的發(fā)明專利，提出了同時(shí)浸提褐鐵礦和腐泥土礦或先浸提褐鐵礦后浸提腐泥土礦的兩步常壓浸提方法，此方法具有不使用高壓釜的優(yōu)點(diǎn)，但該申請(qǐng)所述的流程中提出在對(duì)浸出溶液進(jìn)行處理以除去和/或Al時(shí)， 需要加入中和劑中和浸出液中的殘酸，使大部分鐵以氫氧化鐵的形式沉積，這會(huì)造成鎳鈷等有價(jià)元素的損失和料漿過濾困難。又如公開號(hào)為CN101541985A的中國專利申請(qǐng)，提出了一種常壓浸出褐鐵礦和腐泥土礦的混合物的方法，但其鐵沉淀產(chǎn)物為黃鉀鐵礬，黃鉀鐵礬中含有硫酸根，因此會(huì)增加浸出過程的酸耗；且黃鉀鐵礬是一種熱力學(xué)不穩(wěn)定的化合物，堆積和存放時(shí)會(huì)釋放出硫酸，從而造成環(huán)境污染，此外，黃鉀鐵礬也難于回收利用。再如公開號(hào)為CN101006190A的中國專利申請(qǐng)，提出了一種用濃酸處理褐鐵礦和腐泥土礦的混合物然后水浸出鎳鈷的方法，此方法產(chǎn)生的鐵沉積物為除黃鉀鐵礬以外的三價(jià)鐵氧化物或氫氧化物，但該申請(qǐng)的浸出時(shí)間需要12 48h，浸出時(shí)間較長，導(dǎo)致工藝周期較長，生產(chǎn)成本上升。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種酸耗量少、鎳鈷浸出率高，并實(shí)現(xiàn)鎳、鈷與鐵、硅高效分離的同時(shí)處理高鐵和高鎂含量紅土礦的常壓浸出方法。本發(fā)明還將提供對(duì)不能簡單的區(qū)分成高鐵和高鎂含量兩種礦的紅土礦石的常壓浸出方法。
本發(fā)明所述的同時(shí)處理高鐵和高鎂含量紅土礦的常壓浸出方法，包括以下步驟(1)將紅土礦分為高鐵含量礦與高鎂含量礦兩部分；(2)將高鐵含量礦的水性礦漿加入第一酸浸槽中，加入硫酸浸提，所得礦漿過濾， 得到浸出渣A和浸出液B;(3)將浸出液B通入第二酸浸槽中，加入高鎂含量礦直至浸出液B的pH值為1 4，浸提，所得礦漿過濾，得到浸出渣C和浸出液D ；(4)對(duì)浸出渣C進(jìn)行磁選，得到磁性部分E和非磁性部分F，所述磁性部分E作為鐵產(chǎn)品回收，非磁性部分F與浸出渣A合并用于回收硅產(chǎn)品；(5)取部分浸出液D作為步驟( 中高鐵含量礦石的補(bǔ)充浸出劑送入第一酸浸槽， 進(jìn)行下一輪的浸出周期，另一部分浸出液D直接送入鎳、鈷、鋁和鎂回收工序；重復(fù)4 5次浸出周期，將最后一次浸出周期得到的浸出液D全部送入鎳、鈷、鋁和鎂回收工序；其中，在第一次浸出周期中，步驟(1)中硫酸與高鐵含量礦的重量比為2. 5 4 1;在第二次及之后的浸出周期中，硫酸與高鐵含量礦的重量比為0.5 1 1。上述方法中，步驟(5)中，當(dāng)取部分浸出液D作為步驟O)中高鐵含量礦石的補(bǔ)充浸出劑送入第一酸浸槽時(shí)，一般是取浸出液D的30 80% (w/w) 0或者，也可以是取全部的浸出液D 作為步驟O)中高鐵含量礦石的補(bǔ)充浸出劑送入第一酸浸槽。步驟(1)中，可根據(jù)現(xiàn)有常規(guī)方法進(jìn)行高鐵含量礦與高鎂含量礦的區(qū)分，一般是根據(jù)紅土礦的顏色和礦物顆粒的粗細(xì)采用篩分機(jī)分出高鐵含量礦與高鎂含量礦。步驟O)中，形成高鐵含量礦的水性礦漿時(shí)，礦與水的固液比為1 10 20(w/ )。該步驟中，硫酸的濃度為93 98% (w/w)；浸提的溫度為80°C至溶液的沸點(diǎn)溫度之間， 浸提時(shí)間為0. 5 池。步驟(3)中，浸提的溫度為60°C至溶液的沸點(diǎn)溫度之間，浸提時(shí)間為0. 5 3h。在該步驟中，可加入少量氧化劑和晶種，所述氧化劑可以是氧氣或者是空氣，所述晶種可以是針鐵礦。當(dāng)紅土礦石無法通過簡單的篩分等方法分成高鐵含量礦石與高鎂含量礦石時(shí)，可采用下述方法進(jìn)行浸出一種紅土礦石的常壓浸出方法，包括以下步驟(1)將紅土礦石的水性礦漿加入第一酸浸槽中，加入硫酸，于40 80°C下浸提 0. 5 池，然后升溫至80°C至溶液的沸點(diǎn)溫度之間浸提0. 5 池，所得礦漿過濾，得到浸出渣H和浸出液I ；(2)對(duì)浸出渣H進(jìn)行磁選，得到磁性部分J和非磁性部分K，所述磁性部分J作為鐵產(chǎn)品回收，非磁性部分K用于回收硅產(chǎn)品；(3)取部分浸出液I作為步驟(1)中紅土礦石的補(bǔ)充浸出劑送入第一酸浸槽，進(jìn)行下一輪的浸出周期，另一部分浸出液I直接送入鎳、鈷、鋁和鎂回收工序；重復(fù)4 5次浸出周期，將最后一次浸出周期得到的浸出液I送入鎳、鈷、鋁和鎂回收工序；其中，在第一次浸出周期中，步驟(1)中硫酸與高鐵含量礦的重量比為1 2 1 ； 在第二次及之后的浸出周期中，硫酸與高鐵含量礦的重量比為0.5 1 1。該方法中，步驟O)中，硫酸的濃度為93 98% (w/w)。步驟(3)中，當(dāng)取部分浸出液D作為步驟O)中高鐵含量礦石的補(bǔ)充浸出劑送入第一酸浸槽時(shí)，一般是取浸出液D 的30 80% (w/w) 0或者，也可以取全部的浸出液I作為步驟(1)中紅土礦石的補(bǔ)充浸出劑送入第一酸浸槽。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于1、實(shí)現(xiàn)了常壓條件下同時(shí)處理高鐵含量紅土礦與高鎂含量紅土礦，克服了傳統(tǒng)方法中高鐵含量礦需用高壓釜浸出的缺陷，降低了設(shè)備投資費(fèi)用。2、在常壓條件下實(shí)現(xiàn)了礦物浸出與鐵的沉積同步進(jìn)行，鎳、鈷、鋁和鎂進(jìn)入浸出液中，而鐵沉積于浸出渣中，從而大大簡化了紅土礦的冶煉工藝流程，降低了生產(chǎn)成本。3、本發(fā)明所述方法中，在第二浸出槽進(jìn)行浸提時(shí)不需額外加入酸液，而是用高鐵含量礦的浸出液中的殘酸溶解高鎂含量礦石，此步驟降低了溶液的酸度，使其達(dá)到浸出液中鐵沉積所需的酸度，鐵沉積時(shí)釋放的酸可繼續(xù)溶解剩余的高鎂含量礦石；當(dāng)高鎂含量礦石溶解完全后，將第二浸出槽的浸出液循環(huán)送至第一浸出槽，又可利用第二浸出槽的殘酸浸出下一批高鐵含量礦石；因此，整個(gè)流程實(shí)現(xiàn)了酸的循環(huán)利用，與現(xiàn)有常壓浸出法相比， 大大減少了酸耗量，而且實(shí)現(xiàn)了無酸液排放。4、鐵以針鐵礦的形式而不是以氫氧化鐵或黃鉀鐵礬的形式沉積，不僅可直接作為產(chǎn)品出售，而且避免了沉鐵過程鎳、鈷等有價(jià)元素的損失。5、對(duì)浸出渣的磁選使含硅產(chǎn)品與含鐵產(chǎn)品得到分離，因而本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了鐵、硅、 鎳、鈷的高效分離和綜合利用。


圖1為本發(fā)明所述同時(shí)處理高鐵和高鎂含量紅土礦的常壓浸出方法的工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明，但本發(fā)明不受這些實(shí)施例的限制。以下的實(shí)施例中選擇了四種礦樣，其中礦樣1#、礦樣2#為高鐵含量紅土礦，礦樣3# 為高鎂含量紅土礦，礦樣4#為鐵含量與鎂含量接近的紅土礦石。其元素分析如表1所示。表1 礦樣的元素分析(wt % )
權(quán)利要求
1.一種同時(shí)處理高鐵和高鎂含量紅土礦的常壓浸出方法，其特征在于包括以下步驟(1)將紅土礦分為高鐵含量礦與高鎂含量礦兩部分；(2)將高鐵含量礦的水性礦漿加入第一酸浸槽中，加入硫酸浸提，所得礦漿過濾，得到浸出渣A和浸出液B ；(3)將浸出液B通入第二酸浸槽中，加入高鎂含量礦直至浸出液B的pH值為1 4，浸提，所得礦漿過濾，得到浸出渣C和浸出液D ；(4)對(duì)浸出渣C進(jìn)行磁選，得到磁性部分E和非磁性部分F，所述磁性部分E作為鐵產(chǎn)品回收，非磁性部分F與浸出渣A合并用于回收硅產(chǎn)品；(5)取部分浸出液D作為步驟O)中高鐵含量礦石的補(bǔ)充浸出劑送入第一酸浸槽，進(jìn)行下一輪的浸出周期，另一部分浸出液D全部直接送入鎳、鈷、鋁和鎂回收工序；重復(fù)4 5 次浸出周期，將最后一次浸出周期得到的浸出液D送入鎳、鈷、鋁和鎂回收工序；其中，在第一次浸出周期中，步驟(1)中硫酸與高鐵含量礦的重量比為2.5 4 1 ； 在第二次及之后的浸出周期中，硫酸與高鐵含量礦的重量比為0.5 1 1。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟(5)中，所述的部分浸出液D是指 3O 80% (w/w)的浸出液D。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟(5)中，取全部的浸出液D作為步驟 (2)中高鐵含量礦石的補(bǔ)充浸出劑送入第一酸浸槽，進(jìn)行下一輪的浸出周期。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的方法，其特征在于步驟( 中，浸提的溫度為80°C至溶液的沸點(diǎn)溫度之間，浸提時(shí)間為0. 5 池。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的方法，其特征在于步驟C3)中，浸提的溫度為60°C至溶液的沸點(diǎn)溫度之間，浸提時(shí)間為0. 5 池。
6.一種紅土礦石的常壓浸出方法，其特征在于包括以下步驟(1)將紅土礦石的水性礦漿加入第一酸浸槽中，加入硫酸，于40 80°C條件下浸提 0. 5 池，然后升溫至80°C至溶液的沸點(diǎn)溫度之間浸提0. 5 池，所得礦漿過濾，得到浸出渣H和浸出液I ；(2)對(duì)浸出渣H進(jìn)行磁選，得到磁性部分J和非磁性部分K，所述磁性部分J作為鐵產(chǎn)品回收，非磁性部分K用于回收硅產(chǎn)品；(3)取部分浸出液I作為步驟(1)中紅土礦石的補(bǔ)充浸出劑送入第一酸浸槽，進(jìn)行下一輪的浸出周期，另一部分浸出液I直接送入鎳、鈷、鋁和鎂回收工序；重復(fù)4 5次浸出周期，將最后一次浸出周期得到的浸出液I全部送入鎳、鈷、鋁和鎂回收工序；其中，在第一次浸出周期中，步驟(1)中硫酸與高鐵含量礦的重量比為1 2 1 ；在第二次及之后的浸出周期中，硫酸與高鐵含量礦的重量比為0.5 1 1。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于步驟(3)中，取全部的浸出液I作為步驟 (1)中紅土礦石的補(bǔ)充浸出劑送入第一酸浸槽，進(jìn)行下一輪的浸出周期。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種同時(shí)處理高鐵和高鎂含量紅土礦的常壓浸出方法，包括以下步驟篩分高鐵含量礦與高鎂含量礦；將高鐵含量礦加硫酸浸提，得浸出渣A和浸出液B；向浸出液B中加入高鎂含量礦，浸提，得浸出渣C和浸出液D；對(duì)浸出渣C進(jìn)行磁選，磁性部分E作為鐵產(chǎn)品回收，非磁性部分F與浸出渣A合并用于回收硅產(chǎn)品；取部分浸出液D送入凈化回收工序，另一部分返回高鐵含量礦浸出工序，進(jìn)行下一輪浸出周期；重復(fù)4～5次浸出周期，將最后一次浸出周期得到的浸出液I全部送入鎳、鈷、鋁和鎂回收工序。本發(fā)明所述方法，成本低，酸耗量低，鎳鈷浸出率高，實(shí)現(xiàn)了鐵、硅與鎳鈷的高效分離和回收利用，實(shí)現(xiàn)了無酸液排放。
文檔編號(hào)C22B26/22GK102206749SQ20111011277
公開日2011年10月5日 申請(qǐng)日期2011年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月30日
發(fā)明者劉葵 申請(qǐng)人:廣西師范大學(xué)