低品位原生硫化鎳礦石細菌氧化堆浸法生產(chǎn)硫酸鎳工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種低品位原生硫化鎳礦石細菌氧化堆浸法生產(chǎn)硫酸鎳工藝，屬于硫化鎳礦的處理方法。包括礦石破碎及制粒筑堆工序、酸處理工序、生物氧化工序、浸出液除鐵及萃取除雜工序，最終獲得硫酸鎳產(chǎn)品。相比現(xiàn)有技術，本發(fā)明是專門針對低品位原生硫化鎳礦石的生產(chǎn)硫酸鎳工藝，具有操作簡單、省時省力、成本低、能耗小、流程短、效率高、安全、環(huán)保的特點。
【專利說明】低品位原生硫化鎳礦石細菌氧化堆浸法生產(chǎn)硫酸鎳工藝

【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于硫化鎳礦的處理方法，特別涉及一種低品位原生硫化鎳礦石生產(chǎn)硫酸鎳工藝。

【背景技術】
[0002] 硫酸鎳是現(xiàn)代重要的化工產(chǎn)品，主要用于電鍍、鎳電池、催化劑以及制取其他鎳鹽等，也是金屬鎳離子的來源。在電鍍過程中，能離解鎳離子和硫酸根離子；在硬化油生產(chǎn)中，是油脂加氫的催化劑；在醫(yī)學工業(yè)中，是生產(chǎn)維生素C中氧化反應的催化劑；在無極工業(yè)中，是生產(chǎn)鎳鹽如硫酸鎳銨、氧化鎳、碳酸鎳的主要原料；在印染工業(yè)中，是生產(chǎn)酞青艷藍絡合劑，用作還原染料的煤染劑；另外，還可以用于生產(chǎn)鎳鎘電池。
[0003]針對硫化鎳富礦，目前有許多方法來開發(fā)并生成硫酸鎳，但是，針對低品位硫化鎳礦石，目前往往由于技術限制、利潤低、成本高等原因，還處于未開發(fā)利用狀態(tài)。然而，隨著高品位易開采的硫化鎳礦資源的減少，低品位硫化鎳礦石以及生產(chǎn)過程中貧礦、廢礦、表外礦的利用日益重要。由于高昂的成本和日趨嚴緊的環(huán)保要求，采用處理富礦的生產(chǎn)工藝處理這些低品位礦石是不可行的。所以，本領域迫切需要一種新的回收低品位硫化鎳礦石中鎳資源的工藝來改變這樣的現(xiàn)狀。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術問題:針對現(xiàn)有技術的不足和缺陷，本發(fā)明提供一種專門針對低品位原生硫化鎳礦石的、操作簡單、省時省力、成本低、能耗小、流程短、效率高、安全、環(huán)保的低品位原生硫化鎳礦石細菌氧化堆浸法生產(chǎn)硫酸鎳工藝。
[0005]本發(fā)明是這樣設計的:低品位原生硫化鎳礦石細菌氧化堆浸法生產(chǎn)硫酸鎳工藝，其特征在于:
[0006]包括如下步驟
[0007]步驟一、礦石破碎及制粒筑堆工序，將低品位原生硫化鎳礦石破碎至平均細度為-1Omm的礦粉，用皮帶運輸機將礦粉運至堆場筑堆，在卸下礦粉時噴灑浸礦細菌培養(yǎng)液；所述的浸礦細菌為吉林省冶金研究院馴化及培養(yǎng)的，專用于低品位原生硫化鎳礦石的，含有氧化亞鐵硫桿菌的混合菌種，氧化亞鐵硫桿菌約占70% ；
[0008]步驟二、酸處理工序，對步驟一中的礦堆分段噴淋稀硫酸溶液，控制礦堆的pH值為 1.9 ~2.1 ;
[0009]步驟三、生物氧化工序，對步驟二中的礦堆噴淋預先培養(yǎng)的、菌群處于對數(shù)生長期的、菌群濃度達到18個/毫升的浸礦細菌培養(yǎng)液，使噴淋液和礦堆反應，反應時間為3~6個月；噴淋時保持對礦堆的通風，噴淋強度為30~40L/m2.h，噴淋時間為6h/d~10h/d ；噴淋液中加入硫酸銨、硫酸氫二鉀營養(yǎng)物質(zhì)，噴淋液氧化還原電位為400~600mv ；
[0010]步驟四、浸出液除鐵及萃取除雜工序，收集步驟三中的浸出液并檢測鎳濃度，當浸出液中鎳濃度達到1.5g/L時，浸出液經(jīng)黃鈉鐵礬法除鐵、P204萃取除雜后生產(chǎn)硫酸鎳產(chǎn)品，除去99%以上的雜質(zhì)，回收60%~70%的鎳；所述的浸出液為步驟三中噴淋液和礦堆反應，浸礦微生物氧化分解礦石中的硫化鎳，鎳離子與硫酸根結(jié)合形成硫酸鎳化合物后，收集到的含有硫酸鎳產(chǎn)品的溶液。
[0011]所述的步驟一中原生硫化鎳礦石為鎳黃鐵礦、針鎳礦、希茲硫鎳礦或者紫硫鎳礦的硫化鎳礦石。
[0012]所述的步驟一中在筑堆的同時在礦堆中鋪設通風管路。
[0013]所述的步驟一中的筑堆的形狀為棱臺狀,筑堆的高度為3m~5m。
[0014]所述的步驟一中浸礦細菌培養(yǎng)液為液體培養(yǎng)基，溶劑為水，溶質(zhì)為硫酸銨、氯化鉀、磷酸氫二鉀、硫酸鎂和硝酸鈣。
[0015]所述的步驟一中浸礦細菌培養(yǎng)液各溶質(zhì)的濃度為:硫酸銨3.0g/L、氯化鉀0.1g/L、磷酸氫二鉀0.66g/L、硫酸鎂0.5g/L和硝酸鈣0.01g/L。
[0016]所述的步驟三中礦堆的pH值控制在1.5~2.0。
[0017]通過上述設計方案，本發(fā)明可以帶來如下有益效果:
[0018]1、本發(fā)明的低品位原生硫化鎳礦石細菌氧化堆浸法生產(chǎn)硫酸鎳工藝是專門針對低品位原生硫化鎳礦石設計的，區(qū)別于傳統(tǒng)硫化鎳礦石的開采工藝，改用現(xiàn)代生物方法氧化低品位原生硫化鎳礦石生產(chǎn)硫酸鎳產(chǎn)品。生物氧化法的關鍵在于所選用的菌種，然后就是控制菌種的生長環(huán)境 ，提供菌種生長所需要的營養(yǎng)物質(zhì)，菌種在生長的過程中，將礦石氧化，生產(chǎn)出需要的產(chǎn)物，經(jīng)過簡單提純后，就能獲得高品質(zhì)的產(chǎn)品。此過程不涉及類似于高溫熔爐還原熔煉、氧化精煉、加壓、加催化劑、溶解等復雜的工序，操作簡單；不需要大量的復雜的設備，成本低、能耗?。徊恍枰拇罅康娜肆蜁r間，流程短，適合現(xiàn)代生產(chǎn)的先進、簡約、高效的要求。
[0019]2、本發(fā)明的低品位原生硫化鎳礦石細菌氧化堆浸法生產(chǎn)硫酸鎳工藝采用生物氧化法生產(chǎn)硫酸鎳產(chǎn)品。菌種的生長不會產(chǎn)生污染性的煙塵，不會釋放如二氧化硫的有害氣體，菌種直接分解硫化鎳精礦，然后形成硫酸鎳產(chǎn)品。不僅工序簡單，而且對環(huán)境危害小，符合現(xiàn)代生產(chǎn)的環(huán)保的要求。
[0020]3、本發(fā)明的低品位原生硫化鎳礦石細菌氧化堆浸法生產(chǎn)硫酸鎳工藝與傳統(tǒng)工藝相比，流程短，成本低，耗能少，不再需要配備繁瑣的設備和專業(yè)的技術人員。而且，簡單易操作，對環(huán)境危害小，在低品位硫化鎳礦石的開發(fā)利用領域有著很好的工業(yè)應用前景。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]下面結(jié)合【專利附圖】

【附圖說明】和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步說明:
[0022]圖1為本發(fā)明低品位原生硫化鎳礦石細菌氧化堆浸法生產(chǎn)硫酸鎳工藝的流程圖。

【具體實施方式】
[0023]如圖所示的低品位原生硫化鎳礦石細菌氧化堆浸法生產(chǎn)硫酸鎳工藝，其特征在于:
[0024]包括如下步驟
[0025]步驟一、礦石破碎及制粒筑堆工序，將低品位原生硫化鎳礦石破碎至平均細度為-1Omm的礦粉，用皮帶運輸機將礦粉運至堆場筑堆，在卸下礦粉時噴灑浸礦細菌培養(yǎng)液；所述的浸礦細菌為吉林省冶金研究院馴化及培養(yǎng)的，專用于低品位原生硫化鎳礦石的，含有氧化亞鐵硫桿菌的混合菌種，氧化亞鐵硫桿菌約占70% ;
[0026]步驟二、酸處理工序，對步驟一中的礦堆分段噴淋稀硫酸溶液，控制礦堆的pH值為 1.9 ~2.1 ;
[0027]步驟三、生物氧化工序，對步驟二中的礦堆噴淋預先培養(yǎng)的、菌群處于對數(shù)生長期的、菌群濃度達到18個/毫升的浸礦細菌培養(yǎng)液，使噴淋液和礦堆反應，反應時間為3~6個月；噴淋時保持對礦堆的通風，噴淋強度為30~40L/m2.h，噴淋時間為6h/d~10h/d ；噴淋液中加入硫酸銨、硫酸氫二鉀營養(yǎng)物質(zhì)，噴淋液氧化還原電位為400~600mv ；
[0028]步驟四、浸出液除鐵及萃取除雜工序，收集步驟三中的浸出液并檢測鎳濃度，當浸出液中鎳濃度達到1.5g/L時，浸出液經(jīng)黃鈉鐵礬法除鐵、P204萃取除雜后生產(chǎn)硫酸鎳產(chǎn)品，除去99%以上的雜質(zhì)，回收60%~70%的鎳；所述的浸出液為步驟三中噴淋液和礦堆反應，浸礦微生物氧化分解礦石中的硫化鎳，鎳離子與硫酸根結(jié)合形成硫酸鎳化合物后，收集到的含有硫酸鎳產(chǎn)品的溶液。
[0029]所述的步驟一中原生硫化鎳礦石為鎳黃鐵礦、針鎳礦、希茲硫鎳礦或者紫硫鎳礦的硫化鎳礦石。
[0030]所述的步驟一中在筑堆的同時在礦堆中鋪設通風管路。
[0031]所述的步驟一中的筑堆的形狀為棱臺狀,筑堆的高度為3m~5m。
[0032]所述的步驟一中浸礦細菌培養(yǎng)液為液體培養(yǎng)基，溶劑為水，溶質(zhì)為硫酸銨、氯化鉀、磷酸氫二鉀、硫酸鎂和硝酸鈣。
[0033]所述的步驟一中浸礦細菌培養(yǎng)液各溶質(zhì)的濃度為:硫酸銨3.0g/L、氯化鉀0.1g/L、磷酸氫二鉀0.66g/L、硫酸鎂0.5g/L和硝酸鈣0.01g/L。
[0034]所述的步驟三中礦堆的pH值控制在1.5~2.0。
[0035]本發(fā)明應用于吉林某低品位硫化鎳礦石，其礦石中金屬礦物主要為磁黃鐵礦、鎳黃鐵礦，次為黃銅礦，少為磁鐵礦、赤鐵礦，極少見閃鋅礦；非金屬礦物主要為輝石，少量綠泥石、長石。鎳黃鐵礦是該礦石中主要有用礦物，占礦物相對含量的1.28%，在礦石中呈浸染狀及星點狀分布，鎳黃鐵礦粒度粗細不均，0.1mm占28.63%,0.071~0.01mm占51.93%。多嵌存在脈石微裂隙或粒間，與黃銅礦、磁黃鐵礦構成緊密連晶。礦石中含鎳0.34%，含銅 0.11%，含鐵 9.04%，含硫 1.30%。
[0036]實施例1:
[0037]將低品位原生硫化鎳礦石破碎至平均細度為-1Omm的礦粉，用皮帶運輸機將礦粉運至堆場筑堆，筑堆的高度為4m。在卸下礦粉時噴灑浸礦細菌培養(yǎng)液，對礦堆分段噴淋稀硫酸溶液，控制礦堆的pH值為2.0。對礦堆噴淋預先培養(yǎng)的、菌群處于對數(shù)生長期的、菌群濃度達到18個/毫升的浸礦細菌培養(yǎng)液，使噴淋液和礦堆反應，反應時間為4個月。噴淋時保持對礦堆的通風，噴淋強度為30L/m2.h，噴淋時間為8h/d，噴淋液中加入硫酸銨、硫酸氫二鉀營養(yǎng)物質(zhì)，噴淋液氧化還原電位為470mv，礦堆的pH值控制在1.9。收集礦堆浸出液并檢測鎳濃度，當浸出液中鎳濃度達到1.5g/L時，浸出液經(jīng)黃鈉鐵礬法除鐵、P204萃取除雜后生產(chǎn)硫酸鎳產(chǎn)品，經(jīng)過檢測得:回收了 65%的鎳。
[0038]實施例2:
[0039]將低品位原生硫化鎳礦石破碎至平均細度為-1Omm的礦粉，用皮帶運輸機將礦粉運至堆場筑堆，筑堆的高度為3m。在卸下礦粉時噴灑浸礦細菌培養(yǎng)液；對礦堆分段噴淋稀硫酸溶液，控制礦堆的PH值為2.0.對礦堆噴淋預先培養(yǎng)的、菌群處于對數(shù)生長期的、菌群濃度達到18個/毫升的浸礦細菌培養(yǎng)液，使噴淋液和礦堆反應，反應時間為5個月.噴淋時保持對礦堆的通風，噴淋強度為35L/m2.h，噴淋時間為10h/d ;噴淋液中加入硫酸銨、硫酸氫二鉀營養(yǎng)物質(zhì)，噴淋液氧化還原電位為520mv ;礦堆的pH值控制在1.7。收集礦堆浸出液并檢測鎳濃度，當浸出液中鎳濃度達到1.5g/L時，浸出液經(jīng)黃鈉鐵礬法除鐵、P204萃取除雜后生產(chǎn)硫酸鎳產(chǎn)品，經(jīng)過檢測得:回收了 70%的鎳。
【權利要求】
1.低品位原生硫化鎳礦石細菌氧化堆浸法生產(chǎn)硫酸鎳工藝，其特征在于: 包括如下步驟 步驟一、礦石破碎及制粒筑堆工序，將低品位原生硫化鎳礦石破碎至平均細度為-10_的礦粉，用皮帶運輸機將礦粉運至堆場筑堆，在卸下礦粉時噴灑浸礦細菌培養(yǎng)液；所述的浸礦細菌為吉林省冶金研究院馴化及培養(yǎng)的，專用于低品位原生硫化鎳礦石的，含有氧化亞鐵硫桿菌的混合菌種，氧化亞鐵硫桿菌約占70% ； 步驟二、酸處理工序，對步驟一中的礦堆分段噴淋稀硫酸溶液，控制礦堆的PH值為1.9 ~2.1 ; 步驟三、生物氧化工序，對步驟二中的礦堆噴淋預先培養(yǎng)的、菌群處于對數(shù)生長期的、菌群濃度達到18個/毫升的浸礦細菌培養(yǎng)液，使噴淋液和礦堆反應，反應時間為3~6個月；噴淋時保持對礦堆的通風，噴淋強度為30~40L/m2.h，噴淋時間為6h/d~10h/d ;噴淋液中加入硫酸銨、硫酸氫二鉀營養(yǎng)物質(zhì)，噴淋液氧化還原電位為400mv~600mv ； 步驟四、浸出液除鐵及萃取除雜工序，收集步驟三中的浸出液并檢測鎳濃度，當浸出液中鎳濃度達到1.5g/L時，浸出液經(jīng)黃鈉鐵礬法除鐵、P204萃取除雜后生產(chǎn)硫酸鎳產(chǎn)品，除去99%以上的雜質(zhì)，回收60%~70%的鎳；所述的浸出液為步驟三中噴淋液和礦堆反應，浸礦微生物氧化分解礦石中的硫化鎳，鎳離子與硫酸根結(jié)合形成硫酸鎳化合物后，收集到的含有硫酸鎳產(chǎn)品的溶液。
2.根據(jù)權利要求1所述的低品位原生硫化鎳礦石細菌氧化堆浸法生產(chǎn)硫酸鎳工藝，其特征在于:所述的步驟一中 原生硫化鎳礦石為鎳黃鐵礦、針鎳礦、希茲硫鎳礦或者紫硫鎳礦的硫化鎳礦石。
3.根據(jù)權利要求1所述的低品位原生硫化鎳礦石細菌氧化堆浸法生產(chǎn)硫酸鎳工藝，其特征在于:所述的步驟一中在筑堆的同時在礦堆中鋪設通風管路。
4.根據(jù)權利要求1所述的低品位原生硫化鎳礦石細菌氧化堆浸法生產(chǎn)硫酸鎳工藝，其特征在于:所述的步驟一中的筑堆的形狀為棱臺狀，筑堆的高度為3m~5m。
5.根據(jù)權利要求1所述的低品位原生硫化鎳礦石細菌氧化堆浸法生產(chǎn)硫酸鎳工藝，其特征在于:所述的步驟一中浸礦細菌培養(yǎng)液為液體培養(yǎng)基，溶劑為水，溶質(zhì)為硫酸銨、氯化鉀、磷酸氫二鉀、硫酸鎂和硝酸鈣。
6.根據(jù)權利要求1所述的低品位原生硫化鎳礦石細菌氧化堆浸法生產(chǎn)硫酸鎳工藝，其特征在于:所述的步驟一中浸礦細菌培養(yǎng)液各溶質(zhì)的濃度為:硫酸銨3.0g/L、氯化鉀0.1g/L、磷酸氫二鉀0.66g/L、硫酸鎂0.5g/L和硝酸鈣0.01g/L。
7.根據(jù)權利要求1所述的低品位原生硫化鎳礦石細菌氧化堆浸法生產(chǎn)硫酸鎳工藝，其特征在于:所述的步驟三中礦堆的pH值控制在1.5~2.0。
【文檔編號】C01G53/10GK104129820SQ201410341684
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年7月17日 優(yōu)先權日:2014年7月17日
【發(fā)明者】任洪勝, 邢洪波, 張鳴昕, 劉新艷, 商雅文 申請人:吉林吉恩鎳業(yè)股份有限公司, 吉林昊融技術開發(fā)有限公司, 吉林省冶金研究院