專利名稱：：一種可以減少鎳精礦常壓直浸中苛性溶劑使用量的方法
技術領域：
：本發(fā)明屬于有色金屬濕法冶金領域，特別是在用工業(yè)苛性溶劑從鎳精礦中直接浸取鎳時的一種新方法。
背景技術：
：鎳精礦是一種并不容易浸出的天然礦物。為了提高生產(chǎn)效率，加快浸出速度，人們不得不用高溫高壓(有時溫度可達60(TC-70(TC，壓力可達1.3*106帕)，或者常溫濃酸(鹽酸、硫酸和硝酸或其鹽類)加氧化劑(如純氧、臭氧、氯氣等)的辦法。在用硫酸的浸出時常用的濃度為10%—20%,有時甚至用純硫酸"干拌"以加快浸出速度，彌補低溫低壓條件的不足。高溫高壓法對設備的高要求是明顯的，提高了設備的投資成本和維修費用，并且增加了安全方面的風險和對能源消耗的要求。常壓下濃酸加氧化劑的浸出辦法導致浸出工藝復雜，操作現(xiàn)場環(huán)境惡劣(如使用氯氣時)。更濃的酸度導致對設備的腐蝕加快，而且浸出效果也不能令人滿意，通常在65%—90%之間，浸渣中剩余的10%--35%的鎳不得不再次處理，這導致工藝更加冗長復雜一意味著成本的上升和效益的降低。超聲波輔助硫化鎳精礦的直接浸出可能是解決上述問題的有效辦法。但據(jù)我們所査的文獻和專利，目前尚沒有用超聲波直接輔助硫化鎳精礦直浸的報道。趙文煥(礦冶，1995,4(3):60-66)報道了他在超聲波輔助下用氰化鈉浸出金、銀的實驗使金、銀的浸出率高達97%-99%和95%-96%,浸出時間由24小時縮短為3小時，苛性溶劑氰化鈉的用量減少約35%。但是，這樣的好效果是在金精礦經(jīng)過預處理和研磨的前提下取得的金精礦經(jīng)過預處理以減少其中的鐵含量(據(jù)該文溶解一份鐵需消耗5.26倍的氰化鈉，實驗中的金精礦鐵含量在8%—14%不等)，因此，氰化鈉用量的減少很有可能是由于精礦預處理的緣故而不是由于使用了超聲波；金精礦的粒度需由原來的《0.074mm(相當于200目，這是一般粉精礦的標準粒度)研磨到《0.05咖(大約相當于300目)，因此，浸出時間的縮短也可能是由于礦物粒度減小的原因。
發(fā)明內(nèi)容該發(fā)明的目的是尋找一種在常壓下，保證高浸出率、不用氣態(tài)氧化劑且能大幅度減少苛性硝酸用量的鎳精礦直浸的新方法。因此，將鎳精礦的粉礦反復混勻后分成兩份，加入適量的硝酸和水，調和成漿后，分別使用超聲波和機械攪拌作用一定時間后分析并比較其浸出效果。浸出過程中使用超聲波的目的是一方面可以減少鎳粒表面的滯留層，使鎳粒表面的液-固邊界層減薄，強化傳質，更重要的是，與機械攪拌比較，超聲波攪拌可以在溶液分子"流團(即由幾十、幾百甚至上千個分子締合而成的大小不等的簇團)"和分子兩個層次上同時起作用，而通常的機械攪拌只能在溶液大"流團"的層次上起作用。這種由范德瓦爾斯力引起的分子間的締合成團(即流團)，在任何真實溶液里廣泛存在，且極大的影響到溶液里的化學反應效率、化學反應速度，甚至化學反應本身。例如，對過程熵和自由能的影響。超聲波的施加比機械攪拌更能夠使浸出液里的簇團大大減小，從而大幅度提高了硝酸的利用效率，縮短了化學反應時間。1.本發(fā)明按以下步驟完成將鎳精礦粉碎至粒度為0.053-0.075mm占90%以上，將鎳精礦與水混勻成礦漿于不銹鋼反應器內(nèi)，其中水與鎳精礦的重量比為5-30:1，加入濃硝酸，其與鎳精礦的重量比為0.75-1.5:1;在超聲波(頻率20.02kHz,功率為50-150W)作用下，至少浸出60min，鎳浸出率98%-99%。同時作為對比的機械攪拌下浸出的條件為浸出溫度95'C(高溫更利于提高浸出率)，轉數(shù)900-1100r/min,浸出時間60min，鎳浸出率97%-98%。2.達到的技術經(jīng)濟指標鎳浸出率97%-99%，同時，施加超聲波比機械攪拌在浸出條件更利于后者的條件下，節(jié)約硝酸約30%-40%。鎳浸出率97%-99%。與現(xiàn)有的技術相比具有的優(yōu)點①浸出過程超聲波(頻率20.02kHz,功率為120W)的加入，大幅度降低了工業(yè)苛性酸-硝酸的用量。在實驗條件更利于機械攪拌浸出的條件下，使用超聲波比使用常規(guī)機械攪拌的浸出過程可節(jié)約硝酸量30%-40%;②超聲波下的反應在常壓下進行，不需要專門加熱，精礦不需要預處理。具體實施例方式考慮到鎳精礦是天然礦，品位、成分以及粒度的不同會導致不同的浸出率，而不同品位、成分以及粒度的精礦在用酸量方面也缺乏可比性，因而使其結果缺乏說服力。因此為了使結果具有完全地可比性，本發(fā)明使用完全相同的礦石成分，相同的高浸出率，并給了機械攪拌條件下95'C的浸出溫度(密封冷凝回流，下同)，以提高浸出率(否則浸出率更低)。結果是使用超聲波比機械攪拌浸出可節(jié)省硝酸使用量30%-40%。下面結合實施例進一步描述本發(fā)明(實例中所用鎳精礦均來自金川鎳公司)-<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>a)超聲攪拌將硫化鎳精礦粒度磨細至0.075mm占90%以上，準確稱取鎳精礦lg與水攪拌混勻成礦漿于50ml不銹鋼反應器內(nèi)，水與鎳精礦的重量比為30:1,再加入濃硝酸，其與鎳精礦的重量比為5:6，最后在超聲波不銹鋼探頭作用下，常壓浸出60min，超聲波頻率20.02kHz,功率為50W，鎳浸出率為98.89%。b)機械攪拌保證硫化鎳精礦粒度至0.075mm占90%以上，準確稱取鎳精礦lg與水攪拌混勻成礦漿于100ml圓底燒瓶內(nèi)，水與鎳精礦的重量比為30:l，，再加入濃硝酸，其與鎳精礦的重量比為4:3，最后在95'C的水浴鍋中機械攪拌(轉速1000r/min)、常壓浸出60min，鎳浸出率為97.02%。c)比較在浸出率相同的條件下(超聲的浸出率/機械攪拌的浸出率=98.89%:97.02%),而且機械攪拌保持95'C較高溫的條件下，使用超聲波浸出節(jié)省硝酸用量=(1.33-0.83)/0.83=37.5%。實施例2<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>a)超聲攪拌將硫化鎳精礦磨細至0.053mm占90%以上,準確稱取鎳精礦10g與水攪拌混勻成礦漿于500ml不銹鋼反應器內(nèi)，水與鎳精礦的重量比為25:1,再加入濃硝酸，其與鎳精礦的重量比為6:7，最后在超聲波作用下，常壓浸出60min;超聲波頻率20.02kHz，功率為120W，鎳浸出率為97.62%。b)機械攪拌將硫化鎳精礦磨細至0.053mm占90%以上，準確稱取鎳精礦10g與水攪拌混勻成礦漿于500ml圓底燒瓶內(nèi)，水與鎳精礦的重量比為25:l,，再加入濃硝酸，其與鎳精礦的重量比為9:7，最后在95'C的水浴鍋中磁力攪拌(轉速1000r/min)常壓浸出60min,鎳浸出率為98.01%。c)比較在浸出率相同的條件下(超聲的浸出率/機械攪拌的浸出率=98.01%:97.62%)，而且機械攪拌保持95'C較高溫的條件下，使用超聲波浸出節(jié)省硝酸用量=(卯-60)/60=33.3%。權利要求1、一種可以減少鎳精礦常壓直浸中苛性溶劑使用量的方法，其特征在于按以下步驟進行將鎳精礦粉碎至粒度為0.053-0.075mm占90％以上，將鎳精礦與水混勻成礦漿于不銹鋼反應器內(nèi)，加入濃硝酸；在超聲波作用下，浸出至少60min。2、一種可以減少鎳精礦常壓直浸中苛性溶劑使用量的方法，其特征在于其中水與鎳精礦的重量比為5-30:1。3、一種可以減少鎳精礦常壓直浸中苛性溶劑使用量的方法，其特征在于濃硝酸與鎳精礦的重量比為0.75-1.5:1。4、一種可以減少鎳精礦常壓直浸中苛性溶劑使用量的方法，其特征在于超聲波頻率20.02kHz,功率為50-150W。全文摘要一種可以減少鎳精礦常壓直浸中苛性溶劑使用量的方法，屬于有色金屬濕法冶金領域。按照以下步驟進行將鎳精礦粉碎至粒度為0.053-0.075mm占90％以上，將鎳精礦與水混勻成礦漿于不銹鋼反應器內(nèi)，其中水與鎳精礦的重量比為5-30∶1；加入濃硝酸；其中濃硝酸與鎳精礦的重量比為0.75-1.5∶1。在超聲波作用下(頻率20.02kHz，功率50-150W)浸出至少60min，鎳浸出率高達98％-99％時，可使苛性硝酸用量比同樣浸出率、同樣時間，但更高溫度(95℃)下機械攪拌浸出時的硝酸用量減少30％-40％。本發(fā)明大幅度降低了工業(yè)苛性酸-硝酸的用量；在實驗條件更利于機械攪拌浸出的條件下，使用超聲波比使用常規(guī)機械攪拌的浸出過程可節(jié)約硝酸量30％-40％；超聲波下的反應在常壓下進行，不需要專門加熱，精礦不需要預處理。文檔編號C22B3/00GK101643845SQ20091018428公開日2010年2月10日申請日期2009年8月18日優(yōu)先權日2009年8月18日發(fā)明者李小霞,李敬生,杜飛虎申請人:江蘇大學