[发明专利]在常压下以赤铁矿形式去除三价铁

说明书

本发明涉及在大气压下从含有三价铁离子和亚铁离子的镍溶液中以赤铁矿形式去除三价铁的方法。所述方法尤其与从镍溶液中、特别是从硫酸镍溶液中的杂质去除步骤相关，其是从此类溶液中回收镍和/或钴的整体方法的一部分。在一个实施方案中，可以产生硫酸镍溶液，这作为从红土镍矿中回收镍和/或钴的堆浸方法的一部分。然而，所述方法可以应用于其它常压酸浸提(AAL)，例如常压搅拌浸提方法，其中产生此类溶液，并且在回收有价金属之前期望赤铁矿形式的铁沉淀。

在优选的实施方案中，所述方法涉及堆浸方法中的杂质去除步骤，其中三价铁离子以赤铁矿形式沉淀，主要是结晶形式。这通过以下实现：控制和升高温度和pH条件以及溶液的晶种施用，从而在大气压下实现结晶形式的赤铁矿沉淀。

在另一个实施方案中，在离子交换方法中，最优选在IX装置为ISEP^TM的情况下，可以从基本不含三价铁的镍溶液中回收镍。

在另一个实施方案中，在溶剂萃取方法中，优选使用商业溶剂试剂Cyanex 301^TM和/或Cyanex 272^TM，可从基本不含三价铁的镍溶液中回收镍和/或钴。

发明背景

红土矿潜在作为镍和钴的全球最大来源。通常，基于岩性学、矿物学和化学组成，镍/钴红土的大多数矿床包括三个主要的带。这三个带从底部到表面为腐泥土带、过渡带和褐铁矿带，并且通常位于顶部的是风化基岩物质。通常红土矿床的总厚度以及单个带的厚度存在很大的变化。

腐泥土带主要由“腐泥土蛇纹石矿物(saprolitic serpentine minerals)”和多种不同的镍/镁的硅酸盐矿物组成。其含有0.5wt％至4wt％的镍以及通常超过6wt％的高镁含量。腐泥土的钴与镍的重量比通常小于1：10。

褐铁矿带位于红土矿体的顶带上并含有约0.5wt％至1.8wt％的镍，并且由富含针铁矿、富含磁铁矿和/或富含赤铁矿的矿石组成，所述矿石富含铁、镍和钴含量。因为其是顶带，所以要承受较大的风化和氧化，所述风化和氧化的特征为镁和二价铁含量的降低，以及三价铁含量的增加。因此，其具有比腐泥土型矿石更低的镁含量。由于更强的风化和氧化，褐铁矿主要包含针铁矿和/或赤铁矿的细且软的颗粒。有时，风化和氧化还没有完全完成，而富含赤铁矿或富含针铁矿的部分便已不存在。或者，根据气候条件，形成了粘土型红土，其包括诸如蒙脱石、绿脱石和绿泥石的含镍和/或钴的铁/镁/铝硅酸盐。

过渡带通常是不明确的，并且基本由褐铁矿和腐泥土组成。其通常还含有1wt％至3wt％的镍以及0.08wt％至0.3wt％的共存的钴。

存在于腐泥土、褐铁矿和过渡带中的钴通常与钴土(水合锰氧化物的矿物)相关。红土矿床的有价钴大多从褐铁矿带和过渡带回收。

虽然红土矿床可通过露天开采来开采，但是由于镍容易通过浮选技术浓缩，因此红土矿床在历史上被忽视而地下硫化物矿床则更受青睐。尽管这是含镍的红土矿的丰富来源。对于常规全矿加工而言，大多数红土通常被认为是低品级的含镍矿，并且与硫化矿相比更难以回收镍。然而，随着硫化物矿床开始消失，红土镍矿床正日益成为镍和钴的重要来源。

从红土矿中提取镍和钴的常规方法通常局限于昂贵和/或耗能的方法。例如，已知直接熔炼红土矿，其是非常耗能的方法。特别地，腐泥土组分可以通过诸如旋转窑和电炉(RKEF)法的高温冶金手段进行处理，以产生镍铁。红土矿的褐铁矿组分通常在诸如用浓硫酸的高压酸浸提(HPAL)法的湿法冶金方法中进行处理。

供替代的手段正在开发，诸如可以在搅拌桶或罐中进行的常压浸提。堆浸是目前正在开发的用于从可能不适于RKEF、HPAL或甚至不适于常压罐法的矿石中经济地提取金属的另一种方法。

在用于处理红土镍矿的湿法冶金方法中的浸提液或浸滤剂典型地为硫酸，尽管在某些情况下还利用其它无机酸，如盐酸或硝酸。正在开发的方法中，浸滤剂包括酸强化的淡水或盐碱水(salinated water)。来自从红土矿的硫酸浸提的富集浸提溶液(PLS)会产生硫酸盐溶液，其通常包括期望的镍离子和钴离子以及诸如亚铁离子、三价铁离子、铝离子、铬离子、锰离子和镁离子的杂质，含量根据PLS的品质及被浸提的矿石的种类而变。

通过许多不同的技术，可以从此类溶液回收镍和钴。例如，常规多级中和及硫化、离子交换、溶剂萃取、电积金属法和高温水解都是为了从镍PLS溶液中回收镍和钴而完善建立的技术。用于回收镍的下游处理取决于从溶液中充分去除的杂质。