[发明专利]一种综合利用红土镍矿的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种处理红土镍矿的方法，一种综合利用红土镍矿，从中分离提取镍、镁、铁、铝、硅的方法。

背景技术

红土镍矿是含镍的矿石长期大规模风化、浸淋、蚀变、富集而形成的水合氧化铁与水合硅酸镁的混合物，是一种疏松粘土状、含大量水分的氧化镍矿资源，易开采、难加工。目前红土镍矿的可利用部分一般分三层：褐铁矿层、硅镁镍矿层及介于二者之间的过渡层。红土镍矿的化学成分不仅因矿床而异，即使同一矿床，其镍、钴、铁、镁等的含量也随矿床的深度而变化，这更增加了红土镍矿加工的成本和难度。根据其化学成分的不同，红土镍矿可以采用火法冶金或湿法冶金处理。

火法冶金包括还原熔炼生产镍铁工艺和还原硫化熔炼生产镍锍工艺。火法处理红土镍矿具有流程短、效率高等优点，但能耗高。例如采用电炉熔炼，仅电耗就约占生产成本的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，操作成本中的能耗约占65％以上。此外，火法工艺对处理的红土镍矿品位有一定要求，矿石含镍每降低1％，生产成本大约提高30％～40％。因此，目前火法工艺主要处理高品位的红土镍矿。

湿法冶金主要的工艺是浸出，目前主要有还原—氨浸法、高压酸浸法、常压酸浸法及微生物浸出法。还原—氨浸工艺是最早的湿法工艺，即红土镍矿经干燥和还原焙烧后进行多段常压氨浸出，其代表性的工厂是美国建设的古巴尼加罗镍厂。该工艺不适合处理含铜和含钴高的红土镍矿以及硅镁镍型的红土镍矿，只适合处理表层的红土镍矿，极大的限制了氨浸法的应用。高压酸浸法是上世纪50年代发展起来的工艺，代表性的工厂是美国建设的古巴毛阿镍冶炼厂。该工艺只适合处理镁含量较低的红土镍矿。因为矿石中镁含量高会增加酸的消耗，增加生产成本，并对工艺过程造成不良影响。另外，高压的操作条件也限制了高压酸浸法的应用。常压酸浸法是目前处理红土镍矿采用较多的工艺，该工艺具有操作简单、能耗低、不使用高压设备、投资费用少等优点，但是镍回收率低，污染严重。微生物浸出法是一种比较环保的红土镍矿处理方法，但存在生产周期长、微生物培养成本高、有机酸不能循环利用等问题。

上述处理红土镍矿的方法，都仅着眼于回收矿石中低含量的镍，有的回收了铁和钴，而其他组分都成为废渣、废液排放，不仅占用了大量的土地，而且严重污染环境。因此，研究处理红土镍矿的新工艺和新技术，对红土镍矿综合利用具有重要的实际意义和应用价值。

发明内容

针对红土镍矿未能合理利用的现状，本发明提供一种综合提取红土镍矿中的镁、镍、铁、铝、硅的方法。

本发明的目的可以通过以下措施实现：

1.磨矿、混料

将红土镍矿干燥、破碎后磨细至80μm以下，将磨细的红土镍矿粉料与硫酸混合均匀。硫酸浓度为30％～100％，最宜为60％～80％。硫酸与红土镍矿的比例为：将红土镍矿中的镁、镍、铁、铝等金属氧化物按与硫酸完全反应生成硫酸盐所消耗的硫酸量计为1，酸矿比为0.8～1.6∶1，最宜为1～1.2∶1。

2.焙烧

将混好的物料焙烧，温度范围为200℃～600℃，最宜为300℃～450℃，时间为2～6小时。过剩的硫酸和一部分硫酸分解产生的三氧化硫逸出，逸出的硫酸和三氧化硫气体用硫酸吸收，再返回焙烧工序；也可以用碱性物质中和，例如用氢氧化钠、碳酸钠、氢氧化钙、碳酸钙、氢氧化镁、碳酸镁溶液或乳浊液中和硫酸和三氧化硫。涉及的主要化学反应为：

Mg₃SiO₅(OH)₄+3H₂SO₄＝3MgSO₄+SiO₂+5H₂O

Fe₂O₃+3H₂SO₄＝Fe₂(SO₄)₃+3H₂O

Fe₃O₄+4H₂SO₄＝Fe₂(SO₄)₃+FeSO₄+4H₂O

NiO+H₂SO₄＝NiSO₄+H₂O