紅土礦石中的選擇性賤金屬浸提的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明描述了使用硫酸鐵平衡來降低總耗酸量并降低鐵提取的方法，該方法包括以下步驟：(i)硫酸化；(ii)選擇性熱解和(iii)選擇性溶解。
【專利說明】紅土礦石中的選擇性賤金屬浸提
【背景技術】
[0001]由于大多數(shù)鎳和鈷與羥基氧化鐵(oxy-hydroxide ferric)礦物伴生,所以用于褐鐵礦的常規(guī)浸提法具有高的耗酸量。這些礦物是鎳紅土礦的最常見形式，使得不能用堆浸或常壓浸提替代。為了到達氫氧化合物(oxy-hydroxides)晶格內部的鎳，需要高度的鐵溶解，從而導致高的耗酸量。這種溶解還破壞了礦物，降低了可能的堆浸(heap)的穩(wěn)定性。迄今為止，唯一可行的選擇是對紅土進行HPAL處理，但是這種方法不是很能容許低品位的礦石或不可提聞品位的礦石。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0002]圖1是本發(fā)明所提供的方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0003]如圖1所述，本發(fā)明提供了一種用于褐鐵礦的新的替代方法。所述方法使用硫酸鐵平衡以降低總耗酸量，并通過在一定條件下分解硫酸鐵減少鐵的提取。由于溶解了三價鐵離子，所以礦石晶格仍被破壞，但是容易形成的硫酸鐵分解成氧化物，再生出用于侵蝕其他元素的酸。所述方法分為三個步驟:(i)硫酸化；(ii)選擇性熱解和(iii)選擇性溶解。
[0004]在硫酸化步驟期 間，將所有的硫酸添加到礦石中，無需任何干燥階段。天然礦石水分用來幫助硫酸化過程。可以增加但不是必需增加干燥階段。所述步驟分為兩個階段:(i)第一步為硫酸投加，(?)第二階段為平衡移動(equilibrium displacement)。第一階段(如名稱所述的)簡單地將酸投加到礦石中。在所述第一階段中，與三價鐵發(fā)生了以下反應。
[0005]Fe203+6H2S04 — 2Fe (HSO4) 3+3H20 (I)
[0006]需要第二階段的平衡移動以使硫酸化反應向硫酸鐵產物移動。已知溫度有助于該過程。由于該原因，使該材料經歷50°C至400°C，優(yōu)選150°C至250°C的熱處理。以下反應描述了該過程。
[0007]2Fe (HSO4) 3+Fe203 — 2Fe2 (SO4) 3+3H20(2)
[0008]在第二階段投加的硫酸應當足以破壞礦物晶格并暴露目標元素，如鎳和鈷。酸的劑量估計在IOkg/噸礦石(kg/t)與600kg/噸礦石之間,優(yōu)選在50kg/t與300kg/t之間。
[0009]第二步為選擇性熱解。再次使用溫度以將硫酸鐵分解成三氧化硫和赤鐵礦。新形成的SO3容易侵蝕其他元素，如鎳。在這個階段所需的溫度估計在400°C與1000°C之間，優(yōu)選在500°C與700°C之間。
[0010]Fe2 (SO4) 3 — Fe203+3S03 (3)
[0011]NiCHSO3 — NiSO4 (4)
[0012]總反應如下。
[0013]Fe2 (SO4) 3+3Ni0 — Fe203+3NiS04(5)
[0014]在硫酸鐵分解成赤鐵礦并且將目標金屬從礦石晶格中提取出來之后，進行第三步一使鎳、鈷和其他元素進入溶液中的選擇性溶解，確保將鐵保持為氧化物。在15°C至100°c，優(yōu)選25°C至90°C下，在I至5，優(yōu)選1.5至4的pH范圍中完成溶解步驟。因為大部分固體是氧化物而非氫氧化物，所以礦漿容易過濾。
[0015]在進入本發(fā)明的方法之前，需要將礦石制備成粒級低于2”，優(yōu)選低于0.5_。其唯一的原因是避免溶解步驟期間的攪拌問題。因為所需要的所有設備都是低資本密集度和低操作成本的，所以本發(fā)明的方法足夠靈活來接受低品位礦石。所生產的浸提富集液(PLS)在溶液中幾乎沒有鐵，使得任意的下游選擇都極其簡單。
[0016]實施例01
[0017]鎳紅土礦礦石組成:
[0018]
【權利要求】
1.一種用于從紅土礦石中浸提賤金屬的方法，其包括: (i)硫酸化所述紅土礦石以獲得硫酸鐵； (?)選擇性熱解所述硫酸鐵以使硫酸鐵分解為三氧化硫、赤鐵礦和目標金屬； (iii)選擇性溶解以獲得氧化鐵和包含目標金屬的溶液。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述硫酸化步驟包括硫酸投加的第一階段和平衡移動的第二階段。
3.根據(jù)權利要求2所述的方法，其中所述第二階段的平衡在50°C至400°C的溫度范圍下進行。
4.根據(jù)權利要求2所述的方法，其中所述第一階段的硫酸的投加包括投加IOkg硫酸/噸礦石至600kg硫酸/噸礦石。
5.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述選擇性熱解的步驟在400°C至1000°C的溫度范圍下進行。
6.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述目標金屬是鎳、鈷和其他元素。
7.根據(jù)權利 要求1所述的方法，其中所述選擇性溶解的步驟在15°C至100°C的溫度范圍下進行。
8.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述選擇性溶解的步驟在I至5的pH范圍下進行。
9.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述選擇性溶解的步驟包括從所述包含目標金屬的溶液過濾高鐵酸。
10.根據(jù)權利要求9所述的方法，其中所述包含目標金屬的溶液是包含硫酸鎳的溶液。
11.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述紅土礦石包括褐鐵礦。
12.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，在所述硫酸化的步驟之前，將所述礦石制備成粒級低于0.5mm。
13.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，在所述硫酸化的步驟之前，將所述礦石制備成粒級低于0.5mm。
14.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述浸提產生基本不含鐵的浸提富集液(PLS)。
【文檔編號】C22B3/08GK103703153SQ201280033610
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2012年6月4日 優(yōu)先權日:2011年6月3日
【發(fā)明者】蒂亞戈·瓦倫廷·貝爾尼, 安東尼奧·克拉勒蒂·佩雷拉, 弗拉維亞·杜特拉·門德斯 申請人:淡水河谷公司