[发明专利]红土镍矿中镍钴、铁和镁综合开发利用的方法

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

镍资源类型通常分为硫化镍矿和氧化镍矿二类。从世界范围看，目前约70％的镍是从硫化镍矿中提取，但赋存在氧化矿中的镍却占总储量的65～70％。随着硫化镍资源和高品位红土镍矿资源的逐渐减少，大量存在的品位在1％左右的红土镍矿的经济开发日益被人们所关注。

根据矿石中铁和镁含量的不同，含镍红土矿简单地分为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。此外，堆浸法、羟基法、氯化水浸法、氯化挥发法、氯化离析法等也有小规模的生产或进行过试验研究。以上处理方法，均有各自的适应性，需要根据矿石镍、钴含量的矿石类型的差异，以及当地燃料、水、电和化学品的供应状况等的不同，选用适宜的冶炼方法。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、堆浸法等为湿法冶炼方法。

根据现有的处理方法，火法处理含镍高的矿，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

为克服现有技术通用性不强、资源综合利用不足等，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中镍钴、铁和镁综合开发利用的方法。

本发明通过下列技术方案实现的，包括以下工艺步骤；

(1)盐酸浸矿：将矿石破碎制成矿浆，矿浆用盐酸进行加压加温搅拌浸出，将矿石中的镍、钴、镁以氯化物进入浸出液中，将铁抑制在浸出渣中；所述的加压加温是在压力0.35～0.5MPa；温度150～165℃；浓度不低于28％HCl的盐酸溶液与矿石重量比(酸料比)1.2～1.5∶1；

(2)浸出液及浸出渣固液分离，将浸出渣造球还原磁化焙烧，经破碎、磁选富集铁，用于炼铁；

(3)浸出液采用萃取剂萃取得到含铁的有机相，及镍钴、镁氯化物水溶液；从萃取有机相中反萃得到的氯化铁溶液，经中和沉淀、固液分离得氢氧化铁、沉淀铁后母液；

(4)将镍钴、镁氯化物水溶液中和沉淀氢氧化镍钴：固液分离得氢氧化镍钴、沉淀镍钴后母液；使镍钴与镁分离；

(5)将(3)步、(4)步中所得的沉淀铁后母液、沉淀镍钴后母液合并，经浓缩、焙烧，得氯化氢；氯化氢经水吸收后获得再生盐酸；

(6)将氯化氢再生盐酸调整后返回盐酸浸矿工序，实现盐酸的闭路循环。

所述(1)步中，将矿石破碎制成矿浆过程是：对采出的矿石进行破碎(优选破碎至-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。

所述(1)步中，浸出在加压加温的浸出槽中进行，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(3)、(4)步中，本发明优选采用轻质氧化镁作中和沉淀剂，沉淀铁后母液、沉淀镍钴后母液为氯化镁溶液；因而(5)步中焙烧即高温水解，则得到轻质氧化镁和氯化氢，所得到的轻质氧化镁则继续作为中和沉淀剂。

所述(2)步中造球是将含水浸出渣、复合粘结剂、还原剂混合，并制造成5～10mm生球粒；复合粘结剂为80％腐植酸钠+10％生石灰+10％碳酸钠，配入量为浸出渣干量的2～3％；还原剂为木炭、无烟煤、烟煤或褐煤

本发明优选烟煤为还原剂，造球配入量为浸出渣干重的6～10％。

所述(2)步中还原磁化焙烧在回转窑中进行；焙烧温度700～750℃；焙烧时间30～40分钟。