一種回收低品位紅土鎳礦中的鎳的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及濕法冶金領(lǐng)域，具體涉及一種從低品位紅土鎳礦中用濕法處理提取 鎳、鈷的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 紅土鎳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，世界各地的紅土鎳礦類 型不完全相同。
[0003] 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。
[0004] 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。該層通常 稱為褐鐵礦，它一般含有高比例的鐵和低比例的硅和鎂。
[0005] 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，例如蛇紋石。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 或硅鎂鎳礦。它一般含有低比例的鐵和高比例的硅和鎂。
[0006] 在一些礦床中還有另一種通常處于褐鐵礦和腐泥土之間的主要含有綠脫石粘土 的帶，稱為過渡礦。
[0007] 通常情況下，褐鐵礦為紅土鎳礦的主要組成部分，占紅土鎳礦總量的65%?75% ; 腐泥土占15%?25% ;過渡礦占10%。
[0008] 低品位紅土鎳礦是指沒有腐泥土礦的紅土鎳礦，也就是由褐鐵礦和過渡礦組成的 紅土鎳礦。
[0009] 從低品位紅土鎳礦鎳中回收鎳、鈷的困難之處在于，在進(jìn)行化學(xué)處理分離金屬有 用成分之前通常不能通過物理方式充分富集鎳的有用成分，即無法用選礦的技術(shù)進(jìn)行富 集，這使得低品位紅土鎳礦的處理成本很高。并且由于低品位紅土鎳礦中的褐鐵礦和過渡 礦中不同的礦物和化學(xué)組成，這些礦石通常不適于使用同一處理技術(shù)進(jìn)行處理。幾十年來 一直在尋找降低處理紅土鎳礦的成本的方法。
[0010] 而紅土鎳礦的處理工藝可分為火法工藝和濕法工藝兩大類。
[0011] 火法冶金工藝適合處理腐泥土礦。該工藝通常只能生產(chǎn)鎳鐵，不能回收鈷，其應(yīng)用 受到限制。
[0012] 濕法冶金工藝適合處理褐鐵礦。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。
[0013] 高壓酸浸出（HPAL)工藝的優(yōu)點(diǎn)是：鎳、鈷浸出率高；反應(yīng)速度快、反應(yīng)時(shí)間短；鐵 在酸浸過程中理論上不消耗硫酸且水解產(chǎn)物為赤鐵礦（Fe 2O3 )沉淀。但高壓酸浸出（HPAL) 工藝的缺點(diǎn)也很突出：首先是它需要復(fù)雜的高溫、高壓的高壓釜以及相關(guān)的設(shè)備，其安裝與 維護(hù)都很昂貴；二是高壓酸浸（HPAL)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)樵诟邏核峤l件下多數(shù)由硫酸提供的硫酸根離子連接形成硫 酸氫根離子（HSCV)。也就是說硫酸在高壓酸浸條件下只離解釋放出一個(gè)質(zhì)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（SO 42O和另一個(gè)質(zhì)子。因此后一個(gè)質(zhì)子（酸） 沒有充分用于浸出，并導(dǎo)致過量的硫酸在后續(xù)處理是必須要進(jìn)行中和而消耗中和劑；三是 HPAL工藝只限于處理主要為褐鐵礦類的原料，因?yàn)楦嗤恋拇嬖跁?huì)導(dǎo)致硫酸消耗量的大量 增加。這是由于腐泥土中鎂的鎂含量較高所引起的；四是HPAL工藝在運(yùn)行過程中高壓釜容 易結(jié)垢，需定期停產(chǎn)清理，開工率低；五是浸出渣量大，而且是硅和鐵的混合渣，不能經(jīng)濟(jì)有 效的開發(fā)利用。
[0014] 如公開號(hào)為CN101001964A的發(fā)明專利，提出了一種先用足量的硫酸在常壓 (KKTC?105°C )下浸出褐鐵礦，再用褐鐵礦的常壓浸出礦漿與腐泥土礦漿在中等壓力（約 0. 5MPa、150°C)下浸出提取鎳、鈷的方法。該方法的優(yōu)點(diǎn)是：能同時(shí)處理褐鐵礦和腐泥土 礦；避免使用價(jià)格昂貴的高壓釜而在中等壓力條件下用相對(duì)簡單的加壓設(shè)備實(shí)現(xiàn)了腐泥土 礦較高的鎳浸出率。但該方法存在以下缺點(diǎn)和不足：首先得到浸出渣是硅和鐵的混合渣，需 要增加成本對(duì)硅和鐵的混合渣進(jìn)行分離，造成浸出渣開發(fā)利用的經(jīng)濟(jì)效益很差；二是常壓 浸出褐鐵礦的時(shí)間較長，通常為4小時(shí)以上，因此所需常壓浸出設(shè)備龐大；三是所用腐泥土 礦量是褐鐵礦量的1倍，這和紅土鎳礦的礦帶構(gòu)成相矛盾，眾所周知的是紅土鎳礦床中，褐 鐵礦量：腐泥土礦量彡2 : 1。
[0015] 總之，在上述紅土鎳礦濕法冶煉的發(fā)明專利中，高壓酸浸（HPAL)工藝和改進(jìn)的高 壓酸浸工藝的缺點(diǎn)是：需要復(fù)雜的高溫、高壓的高壓釜以及相關(guān)的設(shè)備，其安裝與維護(hù)都很 昂貴；HPAL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； HPAL工藝只限于處理主要為褐鐵礦類的原料；HPAL工藝在運(yùn)行過程中高壓釜容易結(jié)垢， 需定期停產(chǎn)清理，開工率低。常壓酸浸工藝和改進(jìn)的常壓酸浸工藝的缺點(diǎn)是：硫酸消耗高； 鎳、鈷浸出率低；反應(yīng)時(shí)間長，所需設(shè)備龐大。高壓酸浸包括改進(jìn)的高壓酸浸工藝和常壓酸 浸工藝包括改進(jìn)的常壓酸浸工藝的共同缺點(diǎn)是浸出渣量大，而且是硅和鐵的混合渣，不能 經(jīng)濟(jì)有效的開發(fā)利用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016] 本發(fā)明目的是消除或減輕高壓酸浸出工藝的缺點(diǎn)，同時(shí)獲得比已知的常壓浸出工 藝更高的鎳、鈷回收率和更快的回收速度，比高壓酸浸更低的酸消耗。特別是在工藝過程中 很自然方便的將鐵渣和硅渣分離。
[0017] 為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是： 一種回收低品位紅土鎳礦中的鎳的方法，其特征在于由以下步驟進(jìn)行： (1) 將低品位紅土鎳礦洗選分級(jí)得到粒徑較粗的高硅鎂礦石和粒徑較細(xì)的低硅鎂高鐵 礦石； (2) 將高硅鎂礦石制成礦漿并與足量的高濃度無機(jī)酸同步加入雙螺旋推料反應(yīng)器反 應(yīng)，以溶解絕大部分的可溶性非鐵金屬和可溶性鐵，雙螺旋推料反應(yīng)器推出呈酥松的蜂窩 狀固態(tài)膏體物料；將反應(yīng)物料水溶后固液分離，得到常壓浸出渣A、常壓浸出液B和洗滌液 E ； (3) 將步驟（2)中得到的常壓浸出液B和步驟（1)中得到的低硅鎂高鐵礦石制成的礦 漿加入加壓釜中，密封加壓釜后控制壓強(qiáng)為I. 5?3. OMPa，控制溫度范圍為195?240°C， 恒溫加熱30?60min之后進(jìn)行固液分離，得到加壓浸出渣C、加壓浸出液D和洗滌液F ; (4)在步驟（3)中得到的加壓浸出液D進(jìn)行處理回收鎳、鈷。
[0018] 進(jìn)一步地，步驟（3)中，按低硅鎂高鐵礦石與常壓浸出液B的質(zhì)量體積比為Ig: 0. 7?I. Iml加入常壓浸出液B。
[0019] 進(jìn)一步地，步驟（2)中，將高硅鎂礦石制成的礦漿預(yù)熱至60?100°C，將高濃度無 機(jī)酸預(yù)熱至150?200°C，之后再同步加入雙螺旋推料反應(yīng)器中。
[0020] 進(jìn)一步地，所述高濃度無機(jī)酸為98%的濃硫酸。
[0021] 進(jìn)一步地，步驟（2)中，所述加入的高娃鎂礦石與98%的硫酸的質(zhì)量比為1:0. 8? 1. 2。
[0022] 進(jìn)一步地，步驟（2)中，高硅鎂礦石制成的礦漿是通過高硅鎂礦石加水制備得到 40?60wt%的礦楽。
[0023] 進(jìn)一步地，步驟（3)中，低硅鎂高鐵礦石制成的礦漿是按低硅鎂高鐵礦石與步驟 (2)中得到的洗滌液E的質(zhì)量體積比為Ig :1. 5?2. 5ml制備而成的。
[0024] 進(jìn)一步地，步驟（3)中