[发明专利]红土镍矿中提取镍钴、综合开发铁和镁的工艺方法

说明书

技术领域

本发明属于有色金属湿法冶金领域一种湿法氯化法从红土镍矿中提取镍钴，并综合利用镁、铁的工艺方法，尤其是一种处理低品位红土镍矿、综合利用有价金属的方法。

背景技术

全球镍资源类型主要为硫化镍矿和氧化镍矿二类，其中赋存在氧化矿中的镍占镍总储量的65～70％。镍氧化矿以品位在1％左右的红土镍矿为代表，其经济开发倍受人们所关注。镍红土矿有褐铁矿类型和残积矿类型，一般残积矿类型氧化镍矿含镁较高，而褐铁矿型镍红土矿含铁较高而含镁较低。

在红土镍矿处理方面，比较成熟的冶炼方法包括：回转窑预还原法-电炉熔炼法(RKEF)、烧结-鼓风炉硫化熔炼法、烧结-高炉熔炼法、还原焙烧-氨浸法和高压酸浸法等。从总体而言，氧化镍矿的处理主要分为火法冶金和湿法冶金两种，上述方法中，回转窑预还原法-电炉熔炼法(RKEF)、烧结-鼓风炉硫化熔炼法、烧结-高炉熔炼法为火法冶炼方法，还原焙烧-氨浸法和高压酸浸法等为湿法冶炼方法。火法冶炼处理含镍高的矿，以获取镍铁合金为主，综合利用红土矿中的镍和铁；湿法冶炼处理可用于处理含镍较低的矿，以获取镍和钴的化学或冶金产品。

红土矿中的主要有用金属成份为镍、钴、镁、铁和硅，低品位镍红土矿中，镍和钴总量仅有1％左右，而硅、铁和镁占矿组成的主要部分。不同类型矿的镁铁比有高有低，褐铁矿型红土矿中镁铁比较低，而残积矿型红土矿镁铁比较高。本工艺开发一种经济的通用湿法冶炼方法，对低品位红土矿进行处理，综合利用镍、钴、镁和铁。

发明内容

为综合利用红土矿中镍、钴、镁和铁等有价金属资源，本发明提供一种投资少、资源综合利用、矿物适用范围宽、工艺简洁、能耗低、生产成本低、酸和水闭路循不产生污染，对环境友好、适应大规模生产的红土镍矿绿色环保处理方法。

本发明通过下列技术方案，实现用常压湿法氯化-萃取联合法处理红土镍矿综合回收镍钴、镁和铁的方法，其工艺步骤包括：

(1)常压湿法氯化浸矿：将矿石破碎制成矿浆，矿浆用盐酸进行常压加温搅拌浸出，将矿石中的镍、钴、镁及少部分铁等以氯化物进入浸出液中，将铁大部分抑制在浸出渣中；所述的常压加温是在常压下，温度60～80℃；浓度不低于28％HCl的盐酸溶液与矿石重量比(即酸料比)2.0～2.5∶1；

(2)将(1)步所得到的浸出液和浸出渣分离；浸出液用有机萃取剂除铁，得到含铁的有机相，以及镍钴、镁氯化物溶液；从萃取有机相中反萃取得到的氯化铁溶液，经中和沉淀、固液分离得氢氧化铁、沉淀铁后母液；

(3)在镍钴、镁氯化物溶液中以中和沉淀法沉淀镍钴，固液分离得氢氧化镍钴、沉淀镍钴后母液；使镍钴与镁分离；

(4)将(3)、(4)步中得到的沉淀铁后母液和沉淀镍钴后合并，经浓缩调整后进行高温水解，得氯化氢；氯化氢经水吸收后获得再生盐酸，并用于浸矿。

步骤(1)所述，对采出的矿石进行破碎(优选将采出的矿石破碎至-30mm)，当矿石含水量小于15％时适用干破，当矿石含水量大于15％时适用湿破；加水磨浆的液固比为1～2∶1，浆料过100目筛，供浸出使用。

步骤(2)所述，浸出在常压加温的浸出槽中进行，矿浆和工业盐酸(回收盐酸；≥28％HCl)直接泵入浸出槽中。补水控制物料中总的液体与固体的重量比(即液固比)3∶1～4∶1；浸出时间0.5～2小时；

所述(2)、(3)步本发明优选使用轻质氧化镁为中和沉淀剂，沉淀铁后母液、沉淀镍钴后母液为氯化镁溶液；因而在(4)步中高温水解，则得到轻质氧化镁和氯化氢，所得到的轻质氧化镁可继续作为中和沉淀剂。

步骤(2)所述，萃取铁用萃取剂可用中性有机膦(如TBP)和胺类(如N235、N503等)化合物；本发明中为高铁量的去除，优选使用N503，即35％N503+15％丙三醇+煤油的萃取剂。

步骤(2)所述，萃取操作可用箱式萃取设备(混合澄清槽)或立式萃取设备(萃取塔)；采用逆流萃取和逆流反萃取、常温下操作；有效萃取级数3～5级，萃取相比O/A＝1∶1～1.5；有效反萃取级数4～6级，反萃取相比O/A＝1～1.5∶1。铁去除率≥99％。

步骤(2)所述，萃取除铁的反萃取液为氯化铁酸性溶液，本发明优选用轻质氧化镁为中和沉淀剂，将铁以氢氧化铁形式沉淀，氯化铁溶液转化为氯化镁溶液；中和沉淀条件为：常温～60℃，慢速加入轻质氧化镁，控制终点pH6.0～7.0，铁沉淀率≥99％。氢氧化铁可用于精制其他铁系列产品。