含鎳褐鐵礦的浸出方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種含鎳褐鐵礦的浸出方法，包括以下步驟：將含鎳褐鐵礦與硫酸混合進(jìn)行低溫熟化，以便生成硫酸鹽；將所述硫酸鹽進(jìn)行中溫焙燒，使Fe2(SO4)3分解成含F(xiàn)e2O3焙砂和含硫氣體;以及將所述焙砂在酸性溶液中進(jìn)行浸出處理，以便獲得含鎳、鈷的溶液和含鐵的浸出渣。利用該方法能夠有效地對含鎳褐鐵礦進(jìn)行浸出處理。
【專利說明】含鎳褐鐵礦的浸出方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及濕法冶煉工藝，尤其是涉及含鎳褐鐵礦的浸出方法。
【背景技術(shù)】
[0002]褐鐵礦是提取鐵，制造生鐵、鋼、純鐵的礦物原料，以針鐵礦FeO(OH)或水針鐵礦FeO(OH).ηΗ20為主，并含纖鐵礦、鋁的氫氧化物、含水二氧化硅、黏土礦物等天然多礦物混合物，適合于使用高壓浸出技術(shù)進(jìn)行處理。
[0003]對于含鎳褐鐵礦傳統(tǒng)工藝是使用高壓酸浸工藝，該工藝具有鎳鈷回收率高，酸耗少等優(yōu)點(diǎn)，但是由于采用高壓酸浸技術(shù)，高壓釜使用諸如鈦材等防腐材料，致使單位產(chǎn)品投資高，建設(shè)周期長，設(shè)備制造，維護(hù)難度大等缺點(diǎn)。
[0004]因此，目前處理含鎳褐鐵礦的方法，仍有待改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明提出了一種可以有效處理含鎳褐鐵礦的方法。
[0006]本發(fā)明提出了一種含鎳褐鐵礦的浸出方法，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該方法包括:將含鎳褐鐵礦與硫酸混合進(jìn)行低溫熟化，以便生成硫酸鹽；將所述低溫熟化料進(jìn)行中溫焙燒，使Fe2 (SO4) 3分解成含F(xiàn)e2O3焙砂和含硫氣體；以及將所述焙砂在水中進(jìn)行浸出處理，以便獲得含鎳、鈷的溶液和含鐵的浸出渣。
[0007]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的含鎳褐鐵礦的浸出方法，能夠有效地對含鎳褐鐵礦進(jìn)行處理，從而實(shí)現(xiàn)對含鎳褐鐵礦中所含有的鎳鈷進(jìn)行有效回收，得到相應(yīng)的鎳鈷產(chǎn)品；另外，所獲得的浸出渣中鐵的含量為50%~60%，硫的含量低于0.5%，可以作為煉鐵原料。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，上述處理含鎳褐鐵礦的浸出還可以具有下列附加技術(shù)特征:
[0009]根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，所述低溫熟化是在250攝氏度~350攝氏度下熟化Ih~4h。由此，含鎳褐鐵礦可以與硫酸充分接觸，熟化反應(yīng)得到充分進(jìn)行。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，所述硫酸鹽包含硫酸鎳、硫酸鈷、硫酸鐵、硫酸銅、硫酸鋅和硫酸鎂。由此，可以使含鎳褐鐵礦中的鎳、鈷、鐵、鎂、鋁等均通過低溫熟化反應(yīng)生成了相應(yīng)的硫酸鹽。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，所述中溫焙燒是在680攝氏度~720攝氏度下焙燒2h~4h。由此，使得低溫熟化反應(yīng)所得的熟化料中的Fe2 (SO4) 3分解成含F(xiàn)e2O3焙砂和含硫氣體，從而可以使含鎳褐鐵礦中的Fe與鎳鈷等金屬實(shí)現(xiàn)有效分離。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，所述浸出處理為常壓水浸，浸出溫度為60攝氏度~95攝氏度，浸出時間為2h~4h。由此，可以使得所得焙砂中的鎳鈷等硫酸鹽被浸出，經(jīng)進(jìn)一步經(jīng)凈化除雜質(zhì)后獲得相應(yīng)的鎳鈷產(chǎn)品。
[0013]本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0015]圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的含鎳褐鐵礦的浸出方法。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。
[0017]需要說明的是，在本文中所使用的術(shù)語“接觸”應(yīng)做廣義理解，其可以是任何能夠使得至少兩種反應(yīng)物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的方式，例如可以是將兩種反應(yīng)物在適當(dāng)?shù)臈l件下進(jìn)行混合。
[0018]本發(fā)明提出了一種含鎳褐鐵礦的浸出方法。參考圖1，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，含鎳褐鐵礦的浸出方法可以包括以下步驟:
[0019]低溫熟化
[0020]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在該步驟中，對含鎳褐鐵礦進(jìn)行低溫熟化，以便生成金屬硫酸鹽。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例`，在對含鎳褐鐵礦進(jìn)行低溫熟化之前，可以預(yù)先對含鎳褐鐵礦進(jìn)行預(yù)處理，例如，可以預(yù)先將含鎳褐鐵礦粉碎。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，含鎳褐鐵礦的形狀大小不一，直接進(jìn)行與硫酸混合的熟化反應(yīng)，往往難以使含鎳褐鐵礦與硫酸充分反應(yīng)，不僅不能生成盡量多的金屬硫酸鹽，且增加了硫酸的消耗量，而將含鎳褐鐵礦粉碎后再進(jìn)行低溫熟化，就很容易使含鎳褐鐵礦與硫酸進(jìn)行充分接觸、進(jìn)而熟化反應(yīng)得到充分的進(jìn)行，使得盡可能多的金屬轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的硫酸鹽。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，對含鎳褐鐵礦進(jìn)行粉碎的手段不受特別限制，可以采用任何的現(xiàn)有技術(shù)中的已知技術(shù)手段。例如根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，可以采用球磨機(jī)、振篩機(jī)或粉碎機(jī)對干礦或低含水塊礦進(jìn)行粉碎。由此，可以獲得具有一定粒度的含鎳褐鐵礦粉料，不僅提高了熟化反應(yīng)的效率，而且有利于降低硫酸的消耗量，節(jié)省成本。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，低溫熟化的工藝參數(shù)不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)需要，或者通過預(yù)先實(shí)驗(yàn)來確定所需要的工藝參數(shù)。根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，對含鎳褐鐵礦進(jìn)行低溫熟化的工藝參數(shù)為:熟化溫度為250攝氏度~350攝氏度，熟化時間是Ih~4h。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，含鎳褐鐵礦與硫酸混合進(jìn)行低溫熟化的主要化學(xué)反應(yīng)包括:Ni0+H2S04 — NiS04+H20 ；2Fe00H+3H2S04 — Fe2 (SO4) 3+4H20 ；Mg0+H2S04 — MgS04+H20。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，對含鎳褐鐵礦進(jìn)行低溫熟化的設(shè)備不受特別限制，可以是任何本領(lǐng)域常規(guī)技術(shù)范圍內(nèi)的熟化設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，對含鎳褐鐵礦進(jìn)行低溫熟化的設(shè)備為回轉(zhuǎn)窯或馬弗爐。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，進(jìn)行低溫熟化時與含鎳褐鐵礦混合的硫酸濃度并不受特別限制，只要可以與含鎳褐鐵礦發(fā)生反應(yīng)形成相應(yīng)的金屬硫酸鹽。例如，根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，可以采用與含鎳褐鐵礦重量比為1:1或0.6:1的濃硫酸。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，含鎳褐鐵礦與硫酸混合進(jìn)行低溫熟化產(chǎn)生的熟化料中包含硫酸鎳、硫酸鈷、硫酸鐵、硫酸銅、硫酸鋅和硫酸鎂。
[0023]由此，利用根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的低溫熟化步驟，可以有效地將含鎳褐鐵礦與硫酸進(jìn)行充分的混合，從而獲得相應(yīng)的硫酸鹽，并且可以降低硫酸的消耗量，節(jié)省成本。
[0024]中溫焙燒
[0025]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在該步驟中，對低溫熟化步驟中所獲得的含有硫酸鹽的熟化料進(jìn)行中溫焙燒，使Fe2 (SO4) 3分解成含F(xiàn)e2O3焙砂和含硫氣體。
[0026]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，進(jìn)行中溫焙燒的工藝參數(shù)不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)需要，或者通過預(yù)先實(shí)驗(yàn)來確定所需要的工藝參數(shù)。根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，對含鎳褐鐵礦進(jìn)行中溫焙燒的工藝參數(shù)為:焙燒溫度為680攝氏度~720攝氏度，焙燒時間是2h~4h。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，進(jìn)行中溫焙燒發(fā)生的主要化學(xué)反應(yīng)包括:Fe2(SO4)3 — Fe203+3S03 ;2S03 — 2S02+02。由此可以使得熟化料中的硫酸鐵盡可能分解，而相應(yīng)的鎳鈷硫酸鹽基本不分解。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，中溫焙燒所產(chǎn)生的煙氣主要為含硫的氧化物，經(jīng)除塵，與燃硫煙氣合并吸收為硫酸并返回系統(tǒng)。由此，利用根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的中溫焙燒步驟，可以有效地使硫酸鐵分解成赤鐵礦和含硫氣體，而控制鎳鈷硫酸鹽不分解或很少分解，同時可以回收循環(huán)利用硫酸，節(jié)省了成本。
[0027]水浸
[0028]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在該步驟中，對中溫焙燒步驟中所獲得的含F(xiàn)e2O3焙砂進(jìn)行常壓水浸，從而使硫酸鎳、硫酸鈷、硫酸鎂、硫酸鋅及少量未分解的硫酸鐵溶解。
[0029]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，進(jìn)行水浸的工藝參數(shù)不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)需要，或者通過預(yù)先實(shí)驗(yàn)來確定所需要的工藝參數(shù)。根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，對含鎳褐鐵礦進(jìn)行水浸的工藝參數(shù)為:浸出溫度為60攝氏度~95攝氏度，L/S=2~4，浸出時間為2h~4h。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，水浸發(fā)生的主要化學(xué)反應(yīng)包括:Ni (Co) SO4(固)一Ni(Co)SO4 (液);Ni (Co) CHH2SO4 — Ni (Co) S04+H20。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，浸出劑為水，浸出過程浸出液呈酸性。通常浸出終點(diǎn)控制在1.5，可以根據(jù)浸出液PH確定加酸與否和加酸多少。由此，可以得到含有硫酸鎳鈷等的浸出液和含有鐵的浸出渣。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，對獲得的浸出液進(jìn)行凈化的工藝并不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)需要，采取常規(guī)凈化工藝，例如，對浸出液、采取化學(xué)沉淀法除雜，或進(jìn)一步萃取法除雜和分離鎳鈷，得到鎳鈷中間產(chǎn)品，或鎳鈷最終產(chǎn)品。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例所獲得浸出液，可以使得鎳鈷的浸出率達(dá)到85~92重量％，而鐵的浸出率為I~2重量％。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，獲得的浸出渣進(jìn)行過濾洗滌的方法并不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)需要，采取常規(guī)方法對浸出渣進(jìn)行過濾洗滌。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例所獲得的浸出渣鐵的含量為50~60重量％、硫的含量為0.5重量％以下，該浸出渣可以作為煉鐵原料。
[0030]實(shí)施例1
[0031]取100g含鎳褐鐵礦樣品，干樣含NiL 14%，Co0.11%，F(xiàn)e44%，Mg3.5%，將該樣品粉碎磨細(xì)至-100目。量取100g試劑硫酸，在瓷皿中與礦粉均勻混合至膏狀。在馬弗爐中，在300 V下進(jìn)行低溫熟化4h。將熟化后的物料破碎至3-5mm后在700 V下焙燒4h。將產(chǎn)出焙砂磨細(xì)后浸出，在80°C條件下浸出4h，再經(jīng)過濾洗滌得到浸出液和浸出渣。其中浸出液含F(xiàn)el.37g/L浸出渣含Ni0.12%，F(xiàn)e53.94%。經(jīng)計(jì)算浸出率為Ni91.6%,Fel.72%。浸出渣再經(jīng)堿性水洗滌，得到的浸出渣含F(xiàn)e達(dá)到55.89%，含S0.16%。
[0032]實(shí)施例2
[0033]取100g含鎳褐鐵礦樣品(成份同實(shí)施例1)將其粉碎磨細(xì)至-100目。量取60g試劑硫酸，在瓷皿中與礦粉混合至膏狀。在馬弗爐中在300°C下進(jìn)行低溫熟化4h。將熟化后的物料粉碎至3-5mm后在700°C焙燒2h。得到焙砂104.82g。焙砂含Nil.09%，含F(xiàn)e42.00%。將磨細(xì)后的焙砂在水中，在80°C的條件下浸出4h，經(jīng)過濾洗滌，得到浸出液和浸出渣。浸出液含F(xiàn)e0.41g/L，浸出渣含Ni0.16%, Fe50.53%，經(jīng)計(jì)算，浸出率為Ni88.0%, Fel.56%。浸出渣再經(jīng)堿性水洗滌，得到的浸出渣含F(xiàn)e達(dá)到54.09%，含S0.24%。
[0034]實(shí)施例3 [0035]用含鎳褐鐵礦經(jīng)干燥脫水磨細(xì)后用圓盤制粒機(jī)制粒，用兩段回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行低溫熟化和中溫焙燒。加酸制粒的酸料比為0.6 (重量比)，電加熱回轉(zhuǎn)窯控制窯管外溫度分別為一段380°C，二段750°C，以使?fàn)t內(nèi)中溫焙燒的達(dá)到一段最高溫度350°C，二段720°C。焙燒時間分別為一段lh，二段2h。加料時間6h。焙燒處理量為300g/h (干原料)，焙砂產(chǎn)率為105% (依原料計(jì))。焙砂磨細(xì)后在90°C下水浸2h，經(jīng)過濾洗滌得到浸出液和浸出渣，浸出渣率為74.4%。浸出液含F(xiàn)el.41g/L，浸出渣含Ni0.18%，F(xiàn)e54.52%，經(jīng)計(jì)算，浸出率分別為Ν?87.66%, Fe3.19%。
[0036]實(shí)施例4
[0037]回轉(zhuǎn)窯兩段焙燒，其酸料比、焙燒溫度和焙燒時間均與實(shí)施例3相同。加料時間為24h。焙燒處理量為400g/h(干原料)，焙砂產(chǎn)率為105% (依原料計(jì))。焙砂磨細(xì)后在90°C條件下浸出2h，經(jīng)過濾得到浸出液和浸出渣。浸出渣率~76%。其平均指標(biāo)如下:
[0038]
【權(quán)利要求】
1.一種含鎳褐鐵礦的浸出方法，其特征在于，包括以下步驟: 將含鎳褐鐵礦與硫酸混合進(jìn)行低溫熟化，以便生成硫酸鹽； 將所述硫酸鹽進(jìn)行中溫焙燒，使Fe2 (SO4) 3分解成含F(xiàn)e2O3焙砂和含硫氣體； 將所述焙砂在酸性溶液中進(jìn)行浸出處理，以便獲得含鎳、鈷的溶液和含鐵的浸出渣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的浸出方法，其特征在于，所述低溫熟化是在250攝氏度~350攝氏度下熟化lh_4h。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的浸出方法，其特征在于，所述硫酸鹽包含硫酸鎳、硫酸鈷、硫酸鐵、硫酸銅、硫酸鋅和硫酸鎂。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的浸出方法，其特征在于，所述中溫焙燒是在680攝氏度~720攝氏度下焙燒2h~4h。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的浸出方法，其特征在于，所述浸出處理為常壓水浸，浸出溫度為60攝氏度~95攝氏度，浸出`時間為2h~4h。
【文檔編號】C22B3/06GK103526015SQ201310461046
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月30日
【發(fā)明者】王魁珽, 陸業(yè)大, 劉誠, 劉金山, 孫寧磊, 劉國, 彭建華, 張文 申請人:中國恩菲工程技術(shù)有限公司