一種將紅土鎳礦各組分轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的濕法冶金方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及化學(xué)冶金和環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種將紅土鎳礦各組分轉(zhuǎn)化為產(chǎn) 品的濕法冶金方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)有技術(shù)中的鎳被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)不銹鋼和各種合金，并已成為發(fā)展現(xiàn)代航空 業(yè)、國防軍事工業(yè)、不可缺少的金屬。
[0003] 目前世界上開采的鎳礦有硫化礦和氧化礦，現(xiàn)有儲(chǔ)量中30 %為硫化礦，70 %為氧 化礦。紅土鎳礦資源為硫化鎳礦巖體風(fēng)化-淋濾-沉積形成的地表風(fēng)化殼性氧化鎳礦床， 根據(jù)其鎳品位、化學(xué)成分和礦物組成特點(diǎn)，可分為褐鐵礦型和鎂質(zhì)硅酸型（蛇紋巖性）紅土 鎳礦。世界上紅土鎳礦分布在赤道線南北30度以內(nèi)的熱帶國家，集中分布在環(huán)太平洋的熱 帶-亞熱帶地區(qū)，主要有：美洲的古巴、巴西；東南亞的印度尼西亞、菲律賓；大洋洲的澳大 利亞、新喀里多尼亞、巴布亞新幾內(nèi)亞等。
[0004] 隨著可開采的硫化鎳礦資源的日益枯竭以及現(xiàn)代工業(yè)對(duì)鎳需求量的不斷增加，高 效低成本綜合利用紅土鎳礦已成為鎳工業(yè)發(fā)展的重要研究課題。
[0005] 紅土鎳礦的冶金工藝主要有火法和濕法兩種：火法工藝最大的缺點(diǎn)是能耗高，且 對(duì)礦石的適應(yīng)性差、對(duì)鎂含量有嚴(yán)格要求，對(duì)入爐爐料也有嚴(yán)格要求，因而濕法工藝對(duì)紅土 鎳礦綜合利用已成為重點(diǎn)研究方向。
[0006] 現(xiàn)有的紅土鎳礦的濕法工藝主要有氨浸法（Caron法）、酸浸法；而酸浸法主要是 硫酸浸出法，根據(jù)其浸出壓力有分為常壓硫酸浸出和加壓浸出。硫酸浸出工藝處理紅土鎳 礦礦的工藝始于上世紀(jì)的50年代，代表性的工廠是古巴毛阿鎳冶煉廠。現(xiàn)有多數(shù)紅土鎳礦 硫酸浸出工藝只能利用其中少量的幾個(gè)組分（如Ni和鈷），不能實(shí)現(xiàn)各組分的綜合利用，其 不能回收浸出液中的H 2S04，同時(shí)副產(chǎn)物Na2S〇d^經(jīng)濟(jì)價(jià)值較低，浸出渣為SiO 2和CaSO 4的 混合物，只能用作建筑材料，其總的經(jīng)濟(jì)效益不好。
[0007] 鑒于上述缺陷，本發(fā)明創(chuàng)作者經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的研究和實(shí)踐終于獲得了本創(chuàng)作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的目的在于提供一種將紅土鎳礦各組分轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的濕法冶金方法，用以 克服上述技術(shù)缺陷。
[0009] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種將紅土鎳礦各組分轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的濕法冶金方 法，用HC1+C1 2S浸出劑，使紅土鎳礦中Ni、Co、Fe、Mg、Al、Cr、Ca陽離子以化合物的形式析 出產(chǎn)品；該具體過程為：
[0010] 浸出劑中HC1和(：12的總量為浸出液中化合物NiCl 2、CoCl2、MgCl2、FeCl3、A1C1 3、 CrClJP CaCl 2等的Cl-總量的1. 2倍；
[0011] 負(fù)壓蒸發(fā)回收浸出液中游離HC1和微量Cl2，除鐵、鋁、鉻的合格液進(jìn)入萃取Ni2+和 Co 2+，反萃取Ni2+和Co 2+的合格液進(jìn)入電解工序，獲得高純度的金屬鎳和鈷產(chǎn)品，電解過程 的副產(chǎn)物Cl2可返回浸出工序；
[0012] Ni2+、Co2+萃余液進(jìn)入蒸發(fā)工序，然后冷凍結(jié)晶，獲得大塊的高純度MgCl 2 ? 6H20晶 體，經(jīng)過濾洗滌和脫水為MgCl2 ? 2H20,進(jìn)入電解Mg工序，獲得高純度金屬鎂產(chǎn)品；
[0013] MgCl2 *61120結(jié)晶后的溶液為CaCljP MgCl 2混合液，其MgCl 2為MgCl 2總量的10% 左右；在母液中加入純度為98%的CaO中和至pH = 8.6,使得MgCl2沉淀為Mg(OH) 2，并返 回鎳、鈷的萃余液；多次返回后的溶液中CaCl2濃度不斷增加，最后蒸發(fā)結(jié)晶為CaCl 2 *61120， 經(jīng)脫水處理加工為食品級(jí)CaCl2產(chǎn)品；蒸發(fā)冷凝水用于產(chǎn)品洗滌。
[0014] 進(jìn)一步地，蒸發(fā)并加水母液調(diào)節(jié)pH = 2. 6± 1，使得FeClyK解生成Fe 203和 Fe(0H)3，經(jīng)過濾洗滌可得到鐵紅、鐵黑、鐵黃等鐵系列化工產(chǎn)品的原料，過濾母液中的鐵的 濃度< 〇? 002g ? L、
[0015] 進(jìn)一步地，過濾母液加水調(diào)節(jié)pH = 4. 2±o. 1，使得Al3+和Cr 3+水解為A1 (0H) 3和 Cr (0H) 3;分離后制取相應(yīng)的鋁和鉻的系列化工產(chǎn)品。
[0016] 與現(xiàn)有技術(shù)相比較本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明的方法實(shí)現(xiàn)了輔料自循環(huán)，因 而生產(chǎn)成本較現(xiàn)有傳統(tǒng)工藝低，同時(shí)利潤(rùn)高；最重要的優(yōu)點(diǎn)是無三廢排放。
【附圖說明】
[0017] 圖1為本發(fā)明將紅土鎳礦各組分轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的濕法冶金方法的流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018] 以下結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明上述的和另外的技術(shù)特征和優(yōu)點(diǎn)作更詳細(xì)的說明。
[0019] 請(qǐng)參閱圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例的用HC1+C1A浸出劑，使紅土鎳礦中Ni、Co、Fe、 Mg、Al、Cr、Ca等陽離子的浸出率達(dá)到99%以上，在溶液中實(shí)現(xiàn)分離提純，得到相應(yīng)適銷對(duì) 路的產(chǎn)品；其浸出過濾的洗滌渣達(dá)到98% Si02，并作為硅的系列產(chǎn)品（如Na2Si03、金屬硅、 玻璃等）的原料。使得主產(chǎn)品電解為金屬Ni、Co、Mg和副產(chǎn)品為Fe、Al、Cr、Ca等系列化工 產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)價(jià)值最大化。
[0020] 輔料HC1、Cl2和水再生循環(huán)使用，從而降低生產(chǎn)成本，并實(shí)現(xiàn)無三廢排放。
[0021] 為實(shí)現(xiàn)浸出率為99%的目標(biāo)，浸出劑中HC1和Cl2的總量為浸出液中化合物 NiCl 2、CoCl2、MgCl2、FeCl3、A1C1 3、CrCl#P CaCl 2等的 C1 總量的 1. 2 倍左右。加入 C1 2達(dá) 到加溫浸出并使Fe2+氧化為Fe 3+便于后續(xù)的分離提純。
[0022] 負(fù)壓蒸發(fā)回收浸出液中游離HC1和微量Cl2，降低HC1和Cl2的損失，同時(shí)有利于 FeCl 3的水解。蒸發(fā)冷凝得到濃度約為3mol，L 1的HC1，可返回浸出工序使用。
[0023] 蒸發(fā)并加水母液調(diào)節(jié)pH = 2. 6 ± 1，使得FeCVK解生成Fe 203和Fe (0H) 3,經(jīng) 過濾洗滌可得到鐵紅、鐵黑、鐵黃等鐵系列化工產(chǎn)品的原料。過濾母液中的鐵的濃度 < 0. 002g ? L i。水解方法：采用負(fù)壓蒸發(fā)水解得到的鹽酸溶液回收后返回浸出工序使用。
[0024] 過濾母液加水調(diào)節(jié)pH = 4. 2±0. 1，使得Al3+和Cr 3+水解為A1 (0H) 3和Cr (0H) 3。 分離后制取相應(yīng)的鋁和鉻的系列化工產(chǎn)品。
[0025] 除鐵、鋁、鉻的合格液進(jìn)入萃取Ni2+和Co 2+，反萃取Ni2+和Co 2+的合格液進(jìn)入電解 工序，獲得高純度的金屬鎳和鈷產(chǎn)品，電解過程的副產(chǎn)物(：12可返回浸出工序，從而實(shí)現(xiàn)C1 2 的閉路循環(huán)使用。
[0026] Ni2+、Co2+萃余液進(jìn)入蒸發(fā)工序，然后冷凍結(jié)晶，獲得大塊的高純度MgCl 2 ? 6H20晶 體，經(jīng)過濾洗滌和脫水為MgCl2 ? 2H20,進(jìn)入電解Mg工序，獲得高純度金屬鎂產(chǎn)品，電解副產(chǎn) 物Cl2返回浸出工序，閉路循環(huán)使用。
[0027] 蒸發(fā)冷凝水可用于產(chǎn)品洗滌。
[0028] MgCl2 *61120結(jié)晶后的溶液為CaCljP MgCl 2混合液，其MgCl 2為MgCl 2總量的10% 左右。在母液中加入純度為98%的CaO中和至pH = 8.6,使得MgCl2沉淀為Mg(OH) 2，并返 回鎳、鈷的萃余液；多次返回后的溶液中CaCl2濃度不斷增加，最后蒸發(fā)結(jié)晶為CaCl 2 *61120， 經(jīng)脫水處理加工為食品級(jí)CaCl2產(chǎn)品；蒸發(fā)冷凝水用于產(chǎn)品洗滌。
[0029] 實(shí)施例一
[0030] 蛇紋巖型紅土鎳礦1kg，磨細(xì)至100目以上，實(shí)驗(yàn)原料化學(xué)組成如表1。
[0031] 表1紅土鎳礦化學(xué)組成（％ )
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