[发明专利]低铁含量的金属镍的生产

说明书

发明领域

本发明一般地涉及从通过浸提镍矿石或浓缩物制得的酸性含镍液 体中生产低铁含量的金属镍的新颖方法。该方法尤其适合于通过诸如 以下的方法来自含镍矿体或浓缩物的含镍酸性产物液体：红土矿的加 压酸浸、常压酸浸和/或堆浸；或硫化镍矿或浓缩物的氧化浸提或生物 浸提；然后离子交换以回收镍。处理含镍的离子交换洗脱液以除去铁， 然后将镍作为氢氧化镍沉淀，然后将所述氢氧化镍煅烧、熔融并精炼 以制得新的低铁含量的金属镍产品。

发明背景

红土镍和钴矿床，或含镍的氧化物矿床通常含有氧化型矿石褐铁 矿和硅酸盐型矿石腐泥土，其作为相同矿床中的两层，被过渡带隔开。 褐铁矿带包括针铁矿(FeOOH)，而且镁和镍含量较低。腐泥土带包括 各种硅酸镁，而且镁和镍含量较高。为了使通过商业方法处理腐泥土 或褐铁矿设备的尺寸最小化，优选高品味褐铁矿和腐泥土。这导致某 些矿床中的较低品味的矿石和过渡矿石被当作废物丢弃。

镍和钴含量高的褐铁矿在商业上通常通过高压酸浸提法进行湿法 冶金处理，或通过火法冶金和湿法冶金法的组合如碳还原焙烧-碳酸铵 浸提法进行处理。

含镍量较高的腐泥土一般通过涉及焙烧和电熔技术的火法冶金法 处理以生产镍铁，所述镍铁通常含有大于50％的铁以及丢弃的炉渣。 由于与将大部分铁转入炉渣相关的困难以及随炉渣量增加而导致的额 外的镍损失，这种方法不能生产低铁含量的金属镍。

镍铁法是高耗能的方法，因为总矿石与镍的比例通常是四十比一， 并且大部分能量消耗在熔化矿渣上。它需要高品味腐泥土来源以使其 经济。含镍量低的褐铁矿、腐泥土和过渡带中褐铁矿/腐泥土混合物的 能量需求和高铁镍矿石比使得这种处理方法对于这些矿石类型而言太 昂贵。

因此，在镍铁法中，包括某些高品味镍矿石在内的大量镍矿石资 源，由于其品味较低或不适于造渣的Si/Mg/Fe比率而被当作废物丢弃。 镍铁法，即RKEF法(回转窑和电炉)的另一缺点是不能获得存在于镍 铁中的矿石中的任何钴的经济价值。此外，镍铁中的高含铁量限制了 其仅用于不锈钢生产的最终用途。

以上方法通常需要“全矿石”处理，因为没有有效的方法来选矿。 其缺点在于，可能含有较低金属价值的矿石的矿物学组分有效地稀释 所处理的总矿石质量并增加回收成本。

期望提供较简单、能耗较小和资本投资较少的生产(如本文所定义 的)低铁含量的金属镍的方法，所述方法克服或至少减轻与现有技术相 关的一种或多种困难。

还期望提供使用大范围的含镍矿石，尤其是常规方法认为无法利 用的红土矿生产低铁含量的镍的方法。还期望提供生产用于通常向镍 市场出售的具有足够纯度的镍的方法。

低铁含量或不含铁的氢氧化镍中间体作为中间体镍化合物在澳大 利亚的Cawse工厂商业生产。在Cawse方法中，对红土镍矿进行高压 硫酸浸提以提取镍和钴，以及其它杂质。在多阶段中和与固/液分离后 将废矿和某些杂质从浸提液中分离，并通过用氧化镁进一步中和而沉 淀混合的镍钴氢氧化物。

现有技术还描述了通过类似的方法生产氢氧化镍中间体。例如， 它可以由来自高压或常压酸红土浸提或二者的组合、红土或硫化镍矿 石或浓缩物的堆浸或高压或常压浸提硫化物矿石或浓缩物的浸提液中 作为中间体生产。该文献还教导，氢氧化镍可以由酸性硫酸镍溶液制 得，所述酸性硫酸镍溶液作为洗脱液、剥离液或萃余液由前述过程的 浸提液或浸提浆的溶剂萃取或离子交换处理制得。

BHP比利通SSM技术有限公司的国际申请PCT/AU2005/001360 公开了通过组合的湿法冶金和火法冶金法生产镍铁或镍锍的方法。在 该说明书公开的方法中，镍和铁在离子交换过程中被选择性吸附到树 脂上，从而与其它杂质分开，用硫酸从树脂上洗脱并中和洗脱液以沉 淀混合的镍铁氢氧化物产物。然后将混合的镍铁氢氧化物直接还原以 制得镍铁或镍锍产物。

在该方法的进一步发展中，BHP比利通SSM技术有限公司的国 际申请PCT/AU2006/000225公开了通过涉及混合镍铁氢氧化物产物的 制粒、煅烧以生产镍铁氧化物的小球以及将氧化物还原成镍铁的方法 生产高质量镍铁产品的方法。如果煅烧过的镍铁氧化物小球含铁量较 高，这些小球就有足够的活性通过与气态还原剂反应而被还原。

对上述方法的改进会是直接从镍中间体生产低铁含量的金属镍， 从而提供较高纯度的镍产品。