[发明专利]一种常压酸浸红土镍矿提取镍、钴的方法

说明书

技术领域

本发明涉及红土镍矿的湿法冶炼处理工艺，具体涉及一种常压酸浸红土镍矿提取镍、钴的方法。

背景技术

镍矿物主要以硫化镍矿和镍红土矿（也称红土镍矿）两种形式存在，其中硫化镍矿约占20%、镍红土矿大约75%、硅酸镍矿占5%，镍矿的开发利用以硫化镍矿和镍红土矿为主，由于近年来镍消耗量的不断增加以及硫化镍矿储量不断减少，镍红土矿的开发日益受到重视，镍红土矿它是由地球表面含镍的超基性岩风化、淋浸、蚀变、富集而成的，由铁、铝、硅等含水氧化物组成的疏松粘土状矿石，风化过程产生层状沉淀，随着深度的增加，风化程度降低，各层按照铁、镍、硅镁的含量不同可大致分为褐铁矿层、过渡层和腐泥土层，红土镍矿中Fe 的含量随深度的增加稳定降低; 而MgO 和SiO₂含量随深度的增加而升高; Ni 的分布与MgO 和SiO₂一致，在腐泥矿层含量最高。腐殖土中除铁以外的金属杂质较高，一般适用于火法生产镍铁及镍铁合金。褐铁矿中由于含铁量较高，其他金属相对较少，比较适合于高压酸浸法进行冶炼。

红土镍矿主要为含铁矿物和硅酸盐矿物，主相包括蛇纹石(Mg,Fe)₃Si₂O₅(OH)₄，石英SiO₂，针铁矿FeO(OH)，赤铁矿Fe₂O₃，FeO，滑石Mg₃(Si₂O₅)₂(OH)₂，角闪石(Ca,Na)_2.3Mg₅Si₈O₂₂(OH)₂等。其中，一部分镍嵌布于针铁矿或硅酸盐矿物中。若要较高的镍钴浸出率，酸浸过程中必须具有较高的化学能，用以破坏矿物相对稳定的化学结构，对镶嵌矿物进行破坏性浸出，浸取其中的镍和钴。

酸浸处理红土镍矿，一般分为高压酸浸和常压酸浸两种，高压酸浸法（HPAL）处理红土镍矿是从上世纪50年代发展起来的。一般流程为：在250 ～ 270℃，4 ～ 5 MPa 的高温高压条件下，用稀硫酸将镍、钴等有价金属与铁、铝矿物一起溶解，并控制一定的pH 值等浸出条件，使铁、铝和硅等杂质元素水解进入渣中，镍、钴则选择性地进入溶液。这种方法采用硫酸在高温（250℃）高压（570psi）环境下对矿物进行溶解，90%以上的有价金属生成相应的硫酸盐进入溶液中，再通过水解除杂、萃取分离、电解等工艺得到纯度很高的电解镍和电解钴。而高压酸浸（HPAL）法由于其工艺的限制，只适用于浸取含铁35%以上的褐铁矿，且要求矿物组成中的硅和镁的含量较低。高压酸浸（HPAL）法最大优点是酸耗较低，浸出液杂质含量低，矿浆后续处理成本较低。而面临的主要问题是生产过程中所要求的压力高，具有一定的危险性，需要使用昂贵的设备和先进的设备材料，设备投资高，生产和维护成本都很高，这也是制约高压酸浸（HPAL）法发展的瓶颈。由于红土镍矿中含硅较多，在浸出过程中容易结垢，高压釜需要定时停机检修，致使生产效率大幅降低。浸出渣难以处理，堆存所环境污染较大。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提供了一种在常压下用硫酸高效浸出红土镍矿的方法。

本发明通过以下技术方案实现的：

一种常压酸浸红土镍矿提取镍、钴的方法，具体包括以下步骤，

a)  原矿的分离：对红土镍矿过筛得红土、研磨至100-200目做为酸浸原料，备用；对于红土镍矿过筛时筛分出来的石块进行破碎球磨，得含有大量镁和钙等金属化合物及有价金属镍、钴的矿石粉，备用；

b)  原料配制：按固液质量比为1：1-1：1.3的量在酸浸原料中加入90-100℃的水，混合搅匀，配制成矿浆；

c)   常压酸浸：将浓硫酸加热至150℃-300℃，按高温浓硫酸与酸浸原料的质量比0.8:1-1:1的量输送高温浓硫酸和步骤b配制的矿浆至双螺旋反应器中反应1-12min，反应过程中矿浆中的水分不断蒸发，最终形成具有致密孔隙的疏松状固体物料；