[发明专利]一种回收红土矿中镍、钴、铁、硅和镁的方法

说明书

技术领域

本发明涉及同一工艺中对低品位红土镍矿的高硅镁矿成分进行硫酸常压浸出和用常压浸出液对低硅镁高铁成分进行加压浸出,进行回收的方法，属于低品位红土镍矿的湿法冶金工艺，具体的说是一种回收红土矿中镍、钴、铁、硅和镁的方法。

背景技术

红土矿也称红土镍矿，是由含镍橄榄岩在热带或亚热带地区经过大规模长期风化淋滤变质而成的氧化镍矿，由于存在地理位置、气候条件以及风化程度的差异，世界各地的红土矿类型不完全相同，它是相对于硫化镍矿的一种含镍矿石，其矿石中主要含镍成分为氧化镍。一般来说，红土矿矿床自上（上层）而下（下层）分为三层，即褐铁矿矿层、过渡矿矿层和腐泥土（腐殖土）矿层。褐铁矿颗粒细微，含镍较低，硅、镁含量也低，但含铁高；腐泥土矿含镍高，硅、镁含量也高，但含铁低，处于褐铁矿和腐泥土之间的主要含有绿脱石粘土的带，称为过渡矿，过渡矿含镍、硅、镁、铁的量介于二者之间。

通常情况下，褐铁矿为红土镍矿的主要组成部分，占红土矿总量的65%～75%；腐泥土占15%～25%；过渡矿占10%。

从红土矿镍中回收镍、钴的困难之处在于，在进行化学处理分离金属有用成分之前通常不能通过物理方式充分富集镍的有用成分，即无法用选矿的技术进行富集，这使得红土镍矿的处理成本很高；并且由于褐铁矿和腐泥土矿中不同的矿物和化学组成，这些矿石通常不适于使用同一处理技术进行处理。

红土镍矿的处理工艺可分为火法工艺和湿法工艺两大类。但是由于传统的红土镍矿湿法冶炼的发明专利中，都会涉及高压酸浸（HPAL）工艺和改进的高压酸浸工艺，其缺点在于：需要复杂的高温、高压的高压釜以及相关的设备，设备的安装与维护昂贵；HPAL工艺消耗的硫酸比按化学计量溶解矿石中的非铁金属成分所需的硫酸更多；HPAL工艺只限于处理主要为褐铁矿类的原料；HPAL工艺在运行过程中高压釜容易结垢，需定期停产清理，开工率低。常压酸浸工艺和改进的常压酸浸工艺的缺点是：硫酸消耗高；镍、钴浸出率低；反应时间长，所需设备庞大。高压酸浸包括改进的高压酸浸工艺和常压酸浸工艺包括改进的常压酸浸工艺的共同缺点是浸出渣量大，而且是硅和铁的混合渣，使得红土矿的主要成分铁不能经济有效的开发利用。

发明内容

本发明的目的是获得比常规工艺更高的镍、钴回收率，以及更快的回收速度，且比高压酸浸更低的酸消耗；特别是在工艺过程中很自然方便的将红土矿的主要成分铁加工成铁精粉，将部分硅回收为高品位二氧化硅产品，使废渣量减少为原矿量的百分之五左右。

为实现上述目的，本发明提供一种回收红土矿中镍、钴、铁、硅和镁的方法，其实现步骤如下：

a.取褐铁矿矿石洗选分级，将褐铁矿中的砾石、砂石等颗粒较粗的矿物从原矿中分离，得到高硅镁矿石和低硅镁矿石；

b.将高硅镁矿石加水制备得到高硅镁矿石矿浆，待用；向双螺旋推料反应器中同步加入步骤b制备得到的高硅镁矿石矿浆加热至60～100℃和足量的高浓度无机酸加热至150～200℃，在混合后被双螺旋推料反应器推出全部反应用时10min，被双螺旋推料反应器推出的物料呈酥松的蜂窝状固态膏体进行简单破碎，破碎后倒入水浸罐中，加入与酥松的蜂窝状固态膏体相等重量的水，进行水溶步骤，搅拌25～35min；

c.将水溶步骤所得浆料泵入板框压滤机进行固液分离和滤渣洗涤，得到常压酸浸滤渣A、常压酸浸滤液B和洗涤液E；

d.常压酸浸滤液B浸出低硅镁高铁矿的过程：称取步骤a得到的低硅镁矿石，加入洗涤液E配制成低硅镁矿石矿浆后移入加压釜中，再向加压釜中加入常压酸浸滤液B，使得溶液pH值为0.5～1.5；密封加压釜后控制其温度范围为150～240℃，继续恒温加热30～60min之后停止加热并冷却降温，降温至80℃后从加压釜中移出反应浆料进行固液分离并洗涤滤渣，常压酸浸滤液B中的Fe³⁺水解为赤铁矿沉淀并释放出酸浸出低硅镁高铁矿，降低浆料的压力并进行固液分离，得到加压浸出渣C、加压浸出液D和洗涤液F；

e.加压浸出液D用氧化镁纯化和沉淀、过滤，得到氢氧化镍和氢氧化钴；

f.对沉镍后液蒸发结晶到的七水硫酸镁；

g.取300g加压浸出渣C加入盛有1000ml、10%碳酸钠溶液的容器中，加热至25～60℃并搅拌10～30min；固液分离并洗涤滤饼、烘干，制取铁精粉；

h.对常压酸浸滤渣A经筛分处理得到高品位二氧化硅产品和建筑砂。