[发明专利]红土矿石中的选择性贱金属浸提

说明书

背景技术

由于大多数镍和钴与羟基氧化铁（oxy-hydroxide ferric）矿物伴生，所以用于褐铁矿的常规浸提法具有高的耗酸量。这些矿物是镍红土矿的最常见形式，使得不能用堆浸或常压浸提替代。为了到达氢氧化合物（oxy-hydroxides）晶格内部的镍，需要高度的铁溶解，从而导致高的耗酸量。这种溶解还破坏了矿物，降低了可能的堆浸（heap）的稳定性。迄今为止，唯一可行的选择是对红土进行HPAL处理，但是这种方法不是很能容许低品位的矿石或不可提高品位的矿石。

附图说明

图1是本发明所提供的方法的流程图。

具体实施方式

如图1所述，本发明提供了一种用于褐铁矿的新的替代方法。所述方法使用硫酸铁平衡以降低总耗酸量，并通过在一定条件下分解硫酸铁减少铁的提取。由于溶解了三价铁离子，所以矿石晶格仍被破坏，但是容易形成的硫酸铁分解成氧化物，再生出用于侵蚀其他元素的酸。所述方法分为三个步骤：(i)硫酸化；(ii)选择性热解和(iii)选择性溶解。

在硫酸化步骤期间，将所有的硫酸添加到矿石中，无需任何干燥阶段。天然矿石水分用来帮助硫酸化过程。可以增加但不是必需增加干燥阶段。所述步骤分为两个阶段：(i)第一步为硫酸投加，(ii)第二阶段为平衡移动（equilibrium displacement）。第一阶段（如名称所述的）简单地将酸投加到矿石中。在所述第一阶段中，与三价铁发生了以下反应。

Fe₂O₃+6H₂SO₄→2Fe(HSO₄)₃+3H₂O     (1)

需要第二阶段的平衡移动以使硫酸化反应向硫酸铁产物移动。已知温度有助于该过程。由于该原因，使该材料经历50℃至400℃，优选150℃至250℃的热处理。以下反应描述了该过程。

2Fe(HSO₄)₃+Fe₂O₃→2Fe₂(SO₄)₃+3H₂O      (2)

在第二阶段投加的硫酸应当足以破坏矿物晶格并暴露目标元素，如镍和钴。酸的剂量估计在10kg/吨矿石（kg/t）与600kg/吨矿石之间，优选在50kg/t与300kg/t之间。

第二步为选择性热解。再次使用温度以将硫酸铁分解成三氧化硫和赤铁矿。新形成的SO₃容易侵蚀其他元素，如镍。在这个阶段所需的温度估计在400℃与1000℃之间，优选在500℃与700℃之间。

Fe₂(SO₄)₃→Fe₂O₃+3SO₃     (3)

NiO+SO₃→NiSO₄     (4)

总反应如下。

Fe₂(SO₄)₃+3NiO→Fe₂O₃+3NiSO₄      (5)

在硫酸铁分解成赤铁矿并且将目标金属从矿石晶格中提取出来之后，进行第三步——使镍、钴和其他元素进入溶液中的选择性溶解，确保将铁保持为氧化物。在15℃至100℃，优选25℃至90℃下，在1至5，优选1.5至4的pH范围中完成溶解步骤。因为大部分固体是氧化物而非氢氧化物，所以矿浆容易过滤。

在进入本发明的方法之前，需要将矿石制备成粒级低于2”，优选低于0.5mm。其唯一的原因是避免溶解步骤期间的搅拌问题。因为所需要的所有设备都是低资本密集度和低操作成本的，所以本发明的方法足够灵活来接受低品位矿石。所生产的浸提富集液（PLS）在溶液中几乎没有铁，使得任意的下游选择都极其简单。

实施例01

镍红土矿矿石组成：

将其破碎成在0.5mm筛中100%通过的颗粒。将样品在110℃的温度下干燥02小时，然后称取400g所述矿石。

将所述样品装载到金属反应器中，在机械混合的作用下缓慢添加120g的98%硫酸以避免团聚产生。将经硫酸化的物质转移至锆坩埚，并放于温室中，所述温室按照100℃/小时的加热曲线加热直至其达到700℃。