[发明专利]红土镍矿制粒堆浸提取镍钴方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种从红土镍矿制粒堆浸提取镍钴的方法。

背景技术

世界陆基镍的储量约为4.7亿t，其中39.4％以硫化矿形式存在，60.6％以氧化矿形式存在。现在世界上约70％的镍是从硫化矿中提取的。随着世界经济的发展，镍需求增加，可资经济利用的硫化镍矿资源却日益枯竭，从氧化镍矿中提取镍和钴具有更大的吸引力，人们对氧化镍矿(红土镍矿)的关注程度也日益增加。

红土镍矿床是含镍在热带或亚热带地区经过大规模的长期的风化，由于铁的氧化，矿石呈红色，所以统称为红土矿。红土镍矿是含镁铁硅酸盐矿物的超基性岩(橄榄岩)经长期风化淋滤变质而成的，是由铁、铝、硅等含水氧化物组成的疏松的粘土状矿石。在风化过程中，镍自上层浸出，而后在下层沉淀，NiO取代了相应的硅酸盐和氧化铁矿物晶格中的MgO和FeO。

目前处理红土镍矿主要有火法和湿法两种工艺，湿法主要包括还原焙烧-氨浸法和高压酸浸法。

火法工艺需要较高的镍品位，火法冶炼项目将受到能否获得高品位矿石以及能否降低能耗的限制，镍铁法，适宜处理镁质镍矿，含镍≥1.5％，可综合回收铁。火法电炉冶炼红土镍矿仅电耗就约占操作成本的50％，再加上氧化镍矿熔炼前的干燥、焙烧预处理工艺的燃料消耗，操作成本中的能耗成本可能要占65％以上，因此需要消耗大量的电能，对原料硅镁比例有要求，能耗高、投资大。氨浸工艺在镍价格低靡时不具备优势。一般红土镍矿含水高，如果采用干燥还原焙烧-氨浸工艺，则干燥、还原焙烧能耗较高，加上工艺本身镍钴浸出率较低，因此，缺陷比较明显。生产成本高，经济效益差，许多贫镍资源难以利用，不少红土型镍矿得不到开发。还原焙烧氨浸，适宜处理铁质镍矿，含镍≥1.5％，可降低酸耗，镍回收率较高85％。能耗较高，属于即将淘汰的工艺。高压酸浸工艺已在国际上成熟地应用，实现了工业化和产业化，该工艺因镍钴浸出率高，被公认为是处理低镁红土矿提取镍钴最有效的方法。而高压酸浸工艺因其生产工艺复杂，工艺环节多，辅助配套设施较多，对设备质量要求较高，设备投资大，所需操作人员较多，且要求操作人员具备较高的素质，因而对设备、规模、投资、操作控制及矿石品位等有很高的要求，运营费用和生产成本较高。还有加压釜结疤严重。加压酸浸(HPAL)适宜处理铁质镍矿，含镍≥1.5％，含Mg≤5.0％，可降低酸耗，镍回收率较高大于90％，但需要保持残酸来保证浸出率。造锍熔炼法，适宜处理镁 质镍矿，含镍≥2.0％，镍回收率较高。

硫酸常压浸出工艺适合于处理氧化镁含量低、褐铁矿含量高的氧化镍矿。

搅拌浸出需要矿石细磨及配套搅拌设备，浸出过程能耗高、费用高。

另外，镍含量制约开发红土镍矿的技术经济指标。

尽管国内外对红土镍矿开发技术的研究工作十分活跃，但由于存在的各种各样的问题，致使红土镍矿，特别是低品位的红土镍矿没有得到有效利用。因此如何经济、高效利用低品位红土镍矿资源，是一大难题，需要开发一种新的技术，实现红土镍矿的充分利用。

虽然当前有几项最新的技术正在研究，其前景取决于降低投资和生产成本的能力及对那些小型项目的适应性，对小型项目来说现有的技术很昂贵。堆浸工艺也是其中一项。

作为一项传统的湿法冶金技术，堆浸工艺用于从矿石中提取有用组分已经有悠久的历史。常规堆浸技术目前已经基本发展成熟，粗粒级矿石的堆浸在湿法冶金领域的地位日趋重要，如金、铜、铀的堆浸。但是，由于矿石普遍含泥而导致矿堆渗透性能差等原因，从而浸出周期长、浸出率低，影响堆浸技术的应用。

对于红土镍矿与其它氧化矿一样，一方面，由于其氧化程度高，无法采用常规的选矿工艺进行富集；另一方面，由于其中所包含的氧化铁、氧化铝及其他细粒级泥性物质极大地降低了矿石的渗透性能，因而也难以直接进行堆浸处理。

矿石制粒是改善含泥矿堆渗透性能最有效的途径之一。制粒可提高矿石本身和矿堆的渗透性；通过往物料中加入粘合剂及不同成分的润湿剂，经不断滚动成球，使得细粒级矿石重新密集，从而改变矿石的物理性质(如密度、孔隙率、形状、大小和机械强度等)及化学性质(如化学组成、氧化还原状态等)，不仅可显著地提高堆浸矿堆的渗透性，而且可以避免筑堆过程中的粒度离析，从而保证整个矿堆渗透均匀。此外，制粒过程中可采取加入浸出剂、氧化剂等措施强化矿石的浸出，从而加速浸出过程，缩短浸出周期，提高金属回收率，降低试剂消耗和产品成本。堆浸较之搅拌浸出具有成本低、投资少、能耗低、环境污染轻等优点。