一種常壓酸浸紅土鎳礦提取鎳、鈷的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及紅±媒礦的濕法冶煉處理工藝，具體涉及一種常壓酸浸紅±媒礦提取 媒、鉆的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 媒礦物主要W硫化媒礦和媒紅±礦(也稱紅±媒礦）兩種形式存在，其中硫化媒礦 約占20%、媒紅±礦大約75%、娃酸媒礦占5%，媒礦的開發(fā)利用W硫化媒礦和媒紅±礦為主， 由于近年來媒消耗量的不斷增加W及硫化媒礦儲量不斷減少，媒紅±礦的開發(fā)日益受到重 視，媒紅±礦它是由地球表面含媒的超基性巖風(fēng)化、淋浸、蝕變、富集而成的，由鐵、鉛、娃等 含水氧化物組成的疏松粘±狀礦石，風(fēng)化過程產(chǎn)生層狀沉淀，隨著深度的增加，風(fēng)化程度降 低，各層按照鐵、媒、娃鎮(zhèn)的含量不同可大致分為褐鐵礦層、過渡層和腐泥±層，紅±媒礦中 Fe的含量隨深度的增加穩(wěn)定降低；而MgO和Si化含量隨深度的增加而升高；Ni的分布 與MgO和Si化一致，在腐泥礦層含量最高。腐殖±中除鐵W外的金屬雜質(zhì)較高，一般適用 于火法生產(chǎn)媒鐵及媒鐵合金。褐鐵礦中由于含鐵量較高，其他金屬相對較少，比較適合于高 壓酸浸法進(jìn)行冶煉。
[0003] 紅±媒礦主要為含鐵礦物和娃酸鹽礦物，主相包括蛇紋石（Mg,化)3Si2〇5(〇H)4,石 英Si〇2,針鐵礦化0 (0H)，赤鐵礦化2〇3,化0,滑石Mg3儀2〇5) 2 (0H) 2,角閃石（Ca，化)2. sMgsSig 022 (0H)2等。其中，一部分媒嵌布于針鐵礦或娃酸鹽礦物中。若要較高的媒鉆浸出率，酸浸 過程中必須具有較高的化學(xué)能，用W破壞礦物相對穩(wěn)定的化學(xué)結(jié)構(gòu)，對鑲嵌礦物進(jìn)行破壞 性浸出，浸取其中的媒和鉆。
[0004] 酸浸處理紅±媒礦，一般分為高壓酸浸和常壓酸浸兩種，高壓酸浸法（HPAL)處理 紅±媒礦是從上世紀(jì)50年代發(fā)展起來的。一般流程為：在250~27(TC，4~5 MPa的高 溫高壓條件下，用稀硫酸將媒、鉆等有價金屬與鐵、鉛礦物一起溶解，并控制一定的抑值等 浸出條件，使鐵、鉛和娃等雜質(zhì)元素水解進(jìn)入渣中，媒、鉆則選擇性地進(jìn)入溶液。該種方法采 用硫酸在高溫（25CTC)高壓（570psi)環(huán)境下對礦物進(jìn)行溶解，90% W上的有價金屬生成相 應(yīng)的硫酸鹽進(jìn)入溶液中，再通過水解除雜、萃取分離、電解等工藝得到純度很高的電解媒和 電解鉆。而高壓酸浸（HPAL)法由于其工藝的限制，只適用于浸取含鐵35% W上的褐鐵礦， 且要求礦物組成中的娃和鎮(zhèn)的含量較低。高壓酸浸（HPAL)法最大優(yōu)點是酸耗較低，浸出液 雜質(zhì)含量低，礦漿后續(xù)處理成本較低。而面臨的主要問題是生產(chǎn)過程中所要求的壓力高，具 有一定的危險性，需要使用昂貴的設(shè)備和先進(jìn)的設(shè)備材料，設(shè)備投資高，生產(chǎn)和維護(hù)成本都 很高，該也是制約高壓酸浸（HPAL)法發(fā)展的瓶頸。由于紅±媒礦中含娃較多，在浸出過程 中容易結(jié)垢，高壓蓋需要定時停機(jī)檢修，致使生產(chǎn)效率大幅降低。浸出渣難W處理，堆存所 環(huán)境污染較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明為了解決上述問題，提供了一種在常壓下用硫酸高效浸出紅±媒礦的方 法。
[0006] 本發(fā)明通過W下技術(shù)方案實現(xiàn)的： 一種常壓酸浸紅±媒礦提取媒、鉆的方法，具體包括W下步驟， a) 原礦的分離；對紅±媒礦過篩得紅±、研磨至100-200目做為酸浸原料，備用；對于 紅±媒礦過篩時篩分出來的石塊進(jìn)行破碎球磨，得含有大量鎮(zhèn)和巧等金屬化合物及有價金 屬媒、鉆的礦石粉，備用； b) 原料配制：按固液質(zhì)量比為1 ;1-1 ;1. 3的量在酸浸原料中加入90-100°C的水，混合 攬勻，配制成礦漿； C)常壓酸浸：將濃硫酸加熱至15CTC -30(TC，按高溫濃硫酸與酸浸原料的質(zhì)量比 0. 8:1-1:1的量輸送高溫濃硫酸和步驟b配制的礦漿至雙螺旋反應(yīng)器中反應(yīng)l-12min，反應(yīng) 過程中礦漿中的水分不斷蒸發(fā)，最終形成具有致密孔隙的疏松狀固體物料； d) 中和水浸；對步驟b得到疏松狀固體物料進(jìn)行破碎，破碎后加入水浸罐中，按固液質(zhì) 量比為1 ;1-1 ;1. 2的量加入60-9(TC的熱水進(jìn)行混合、攬拌成稀的漿料，然后往水浸罐中加 入礦石粉進(jìn)行中和浸出，使礦石粉中含有的大量鎮(zhèn)、巧等金屬化合物及有價金屬媒、鉆與漿 料中的殘酸反應(yīng)生成相應(yīng)的硫酸鹽進(jìn)入溶液中，礦石粉的加入量按投入疏松狀固體物料質(zhì) 量的10-18%加入，反應(yīng)0. 8-1小時； e) 固液分離；將步驟C得到的最終產(chǎn)物通過帶濾機(jī)進(jìn)行固液分離，最終得到含娃固體 渣和濾液，對濾液進(jìn)行除鐵、除雜處理，得到富含媒、鉆的富集液； f) 提純；對富含媒、鉆的富集液通過傳統(tǒng)工藝進(jìn)行分離提純，最終得到金屬媒、鉆產(chǎn) 品。
[0007] 優(yōu)選的，步驟a的礦石粉為球磨后過100-200目篩的礦石粉。
[0008] 優(yōu)選的，步驟C常壓酸浸過程中產(chǎn)生的酸性高溫氣體通過逆流洗涂培回收得到含 有少量硫酸的稀酸溶液用于配置礦漿。
[0009] 優(yōu)選的，步驟C所述的濃硫酸通過蒸汽在換熱器中加溫至15CTC -30(TC，且經(jīng)過換 熱后的蒸汽通入礦漿，用于配制和加熱礦漿。
[0010] 優(yōu)選的，步驟C所述的礦漿為溫度60-9(TC的礦漿。
[0011] 本發(fā)明針對高壓酸浸工藝的很多缺點提供了一種常壓下用濃硫酸浸出紅±媒礦 中媒、鉆的工藝，在常壓下進(jìn)行高溫酸浸，形成具有致密孔隙的疏松狀固體物料，反應(yīng)過程 中所產(chǎn)生的酸性高溫氣體通過逆流洗涂培回收，用W配置原礦漿，對于篩分過程中的大塊 礦石采用破碎球磨處理，用W水浸過程中的中和浸出。本發(fā)明對原礦的利用率高，具有廣泛 的適用性，適用于幾乎所有的紅±媒礦類型，且能夠得到很高的浸出率，浸出后的物料通過 水浸，過濾，所得溶液再經(jīng)過水解除雜、萃取分離得到富含媒和鉆的母液，所得濾渣主要為 娃類殘渣，所占質(zhì)量約為原礦的1/12-1/4,使用此種工藝產(chǎn)生的渣量少，含娃高，可用于生 產(chǎn)建筑材料，如泡沫陶瓷等，解決了高壓酸浸渣量巨大，造成環(huán)境污染和常壓酸浸浸出率低 下的問題，天然紅±媒礦床中含有大量石塊，其中娃鎮(zhèn)含量較高，媒鉆含量較低，一般做篩 分處理后棄用，本發(fā)明篩分后通過破碎球磨，在水浸過程中作為中和劑使用，不僅能夠中和 溶液中多余的殘酸，而且能夠回收中和劑中含有的有價金屬媒和鉆，最終實現(xiàn)資源的綜合 利用。本發(fā)明處理紅±媒礦，流程短，設(shè)備簡單，經(jīng)濟(jì)效益好，金屬回收率高，殘渣少，環(huán)境效 益高。本發(fā)明通過利用高溫硫酸的熱能、濃硫酸的稀釋熱W及加熱礦漿的熱能，在對紅± 媒礦進(jìn)行硫酸熟化過程中，對礦物中的復(fù)雜礦物結(jié)構(gòu)進(jìn)行破壞性浸出，得到了很高的浸出 率。所生成的金屬硫酸鹽通過水浸進(jìn)入溶液，通過固液分離的形式最終得到富含媒和鉆的 溶液，最后再經(jīng)過除鐵、水解除雜、萃取、電解等工藝得到金屬媒與鉆。W實驗礦1噸的實驗 量，在對來自菲律賓、新喀里多尼亞紅±媒礦的實驗中，媒鉆的浸出率均大于96%，有的甚至 高達(dá)99% W上。
【附圖說明】
[0012] 圖1.為本發(fā)明常壓酸浸紅±媒礦提取媒、鉆的流程圖。
【具體實施方式】
[0013] 實驗用紅±媒礦來自菲律賓，粒度為80目，礦石粉研磨至200目。取樣分析，通過 X-射線衍射等手段對其進(jìn)行了主要化學(xué)成分的測定，具體結(jié)果見表1. 1。實驗所需的其他 物料有：濃硫酸、絮凝劑等，均屬于工業(yè)原料。
[0014] 表1. 1原礦礦樣主要元素成分分析表
【主權(quán)項】
1. 一種常壓酸浸紅土鎳礦提取鎳、鈷的方法，其特征在于：具體包括以下步驟， a) 原礦的分離：對紅土鎳礦過篩得紅土、研磨至100-200目做為酸浸原料，備用；對于 紅土鎳礦過篩時篩分出來的石塊進(jìn)行破碎球磨，得含有大量鎂和鈣等金屬化合物及有價金 屬鎳、鈷的礦石粉，備用； b) 原料配制：按固液質(zhì)量比為I :1-1 :1. 3的量在酸浸原料中加入90-KKTC的水，混合 攪勻，配制成礦漿； c) 常壓酸浸：將濃硫酸加熱至150°C _300°C，按高溫濃硫酸與酸浸原料的質(zhì)量比 0. 8:1-1:1的量輸送高溫濃硫酸和步驟b配制的礦漿至雙螺旋反應(yīng)器中反應(yīng)l-12min，反應(yīng) 過程中礦漿中的水分不斷蒸發(fā)，最終形成具有致密孔隙的疏松狀固體物料； d) 中和水浸：對步驟b得到疏松狀固體物料進(jìn)行破碎，破碎后加入水浸罐中，按固液質(zhì) 量比為I :1-1 :1. 2的量加入60-90°C的熱水進(jìn)行混合、攪拌成稀的漿料，然后往水浸罐中加 入礦石粉進(jìn)行中和浸出，使礦石粉中含有的大量鎂、鈣等金屬化合物及有價金屬鎳、鈷與漿 料中的殘酸反應(yīng)生成相應(yīng)的硫酸鹽進(jìn)入溶液中，礦石粉的加入量按投入疏松狀固體物料質(zhì) 量的10-18%加入，反應(yīng)0. 8-1小時； e) 固液分離：將步驟c得到的最終產(chǎn)物通過帶濾機(jī)進(jìn)行固液分離，最終得到含硅固體 渣和濾液，對濾液進(jìn)行除鐵、除雜處理，得到富含鎳、鈷的富集液； f) 提純：對富含鎳、鈷的富集液通過傳統(tǒng)工藝進(jìn)行分離提純，最終得到金屬鎳、鈷產(chǎn) 品。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種常壓酸浸紅土鎳礦提取鎳、鈷的方法，其特征在于：步驟 a的礦石粉為球磨后過100-200目篩的礦石粉。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種常壓酸浸紅土鎳礦提取鎳、鈷的方法，其特征在于：步驟 c常壓酸浸過程中產(chǎn)生的酸性高溫氣體通過逆流洗滌塔回收得到含有少量硫酸的稀酸溶液 用于配置礦漿。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種常壓酸浸紅土鎳礦提取鎳、鈷的方法，其特征在于：步驟 c所述的濃硫酸通過蒸汽在換熱器中加溫至150°C _300°C，且經(jīng)過換熱后的蒸汽通入礦漿， 用于配制和加熱礦漿。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種常壓酸浸紅土鎳礦提取鎳、鈷的方法，其特征在于：步驟 c所述的礦漿為溫度60-90°C的礦漿。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種常壓酸浸紅土鎳礦提取鎳、鈷的方法，包括以下步驟，對紅土鎳礦過篩得紅土為酸浸原料和礦石為中和浸出劑，按固液質(zhì)量比為1：1-1：1.3的量在酸浸原料中加入90-100℃的水，配成礦漿；將濃硫酸加熱至150℃-300℃，按高溫濃硫酸與酸浸原料的質(zhì)量比0.8:1-1:1的量輸送高溫濃硫酸和礦漿至雙螺旋反應(yīng)器中反應(yīng)1-12min，最終形成具有致密孔隙的疏松狀固體物料；然后加入礦石粉進(jìn)行中和浸出、固液分離、對富含鎳、鈷的富集液通過傳統(tǒng)工藝進(jìn)行分離提純，最終得到金屬鎳、鈷產(chǎn)品。本發(fā)明在常壓下進(jìn)行高溫酸浸，對于篩分過程中的大塊礦石采用破碎球磨處理，用以水浸過程中的中和浸出，實現(xiàn)原礦的充分利用，鎳鈷的浸出率均大于96%，且工藝流程短，設(shè)備簡單，殘渣少。
【IPC分類】C22B23-00, C22B3-08
【公開號】CN104630464
【申請?zhí)枴緾N201410845325
【發(fā)明人】杜昊, 劉玉強(qiáng), 孫志忠, 陳學(xué)安, 沙濱, 王曉嬋, 李正祿, 朱紀(jì)念, 郝增選, 王少華
【申請人】金川集團(tuán)股份有限公司
【公開日】2015年5月20日
【申請日】2014年12月31日