一種從褐鐵礦中提取鎳的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及濕法冶金領(lǐng)域，具體涉及一種從褐鐵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(guò)大規(guī)模長(zhǎng)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(guò)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(guò)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(guò)渡礦占10%。
[0008] 從褐鐵礦中回收鎳、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(guò)物理方式充分富集鎳的有用成分，即無(wú)法用選礦的技術(shù)進(jìn)行富集，這使得褐 鐵礦的處理成本很高。幾十年來(lái)一直在尋找降低處理褐鐵礦成本的方法。
[0009] 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。
[0010] 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。
[0011] 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(lái)出現(xiàn)的如常壓酸浸、堆浸工藝等。
[0012] 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(guò)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(shuō)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(méi)有充分用于浸出，并導(dǎo)致過(guò)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工藝在運(yùn)行過(guò)程中高壓釜容易結(jié)垢，需定期停產(chǎn)清理，開(kāi)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(kāi)發(fā)利用。
[0013] 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(zhǎng)，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(kāi)發(fā)利 用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014] 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(guò)程中 很自然方便的將鐵渣和硅渣分離。
[0015] 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：一種從褐鐵礦中提取鎳的 方法，其特征在于具有以下步驟： (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(wú)機(jī)酸同步加入鋼襯反應(yīng)罐反應(yīng)，以溶 解絕大部分的可溶性非鐵金屬和可溶性鐵，從鋼襯反應(yīng)罐中取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1. 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。
[0016] 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。
[0017] 進(jìn)一步地，所述高濃度無(wú)機(jī)酸為濃度為98%的硫酸。
[0018] 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。
[0019] 進(jìn)一步地，步驟（2)中，高硅鎂礦石制成的礦漿是通過(guò)高硅鎂礦石加水制備得到 40?60wt%的礦楽。
[0020] 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。
[0021] 進(jìn)一步地，步驟（3)中，將反應(yīng)物料破碎后與水按質(zhì)量比為1:0. 8?1.5加入水溶 罐中進(jìn)行水溶。
[0022] 進(jìn)一步地，步驟（1)中，將低品位紅土鎳礦過(guò)80目篩洗選分級(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，然后將高硅鎂礦石研磨至一80目。
[0023] 本發(fā)明的有益效果是： 本發(fā)明只需要加一次酸，在高硅鎂礦石加壓浸出階段不需另加硫酸，通過(guò)常壓浸出液 中Fe3+水解為沉淀釋放出來(lái)的質(zhì)子再浸出低硅鎂高鐵礦，之后再加壓和加熱的條件下Fe 3+ 水解為沉淀濾出，減少了硫酸消耗量低，且經(jīng)固液分離后加壓浸出渣中鐵含量較高，能夠達(dá) 到58?65% ;加壓浸出為中低壓設(shè)備，避免了高壓釜設(shè)備昂貴、易結(jié)垢的缺點(diǎn)；