[发明专利]镍钴锰多金属氧化矿湿法分步提取镍钴和锰的方法

说明书

镍钴锰多金属氧化矿湿法分步提取镍钴和锰的方法，属于湿法冶金技术领域。包括以下工序：(I)将镍钴锰多金属氧化矿与碳质还原剂混合后进行加压硫酸浸出，得到浸出矿浆；(II)将工序(I)的浸出矿浆固液分离，得到富含镍钴的浸出液与富锰渣；(III)将工序(II)的富锰渣用水洗涤或浸出，然后固液分离，得到浸出渣和硫酸锰溶液。本发明通过采用碳加压还原湿法浸出技术，将高价的锰还原为低价，解离出钴锰多金属氧化矿石中的有价元素并将其浸出到溶液中，利用硫酸锰随高温升高溶解度降低的特点将锰抑制在浸出渣中，然后再对含锰的浸出渣进行常压浸出，实现锰与镍钴多金属的分离。本发明具有原料适应性强、流程短、环境友好的突出优点。

技术领域

本发明属于湿法冶金技术领域，涉及一种镍钴锰多金属氧化矿经湿法浸出分步提取镍钴与锰的方法。

背景技术

镍钴锰多金属氧化矿包括锰结核、富钴结壳、钴土矿，锰结核又称为多金属结核或海底多金属结核，富钴结壳又称为铁锰结壳或海底铁锰结壳或海底钴结壳。这些矿石均富含镍、钴，甚至铜，并含有较高含量的锰，属于镍、钴、锰等多金属资源，特别是在海底广泛分布。

镍钴锰多金属氧化矿的冶炼方法分为火法和湿法两种。其中火法工艺是通过高温还原熔炼的方法，将镍、钴、铜、铁还原形成合金，而锰形成锰渣而分离，高温过程能耗较高。湿法则是通过直接还原浸出或预先还原焙烧然后浸出，将镍、钴、铜甚至锰浸出进入溶液，然后回收。直接还原浸出是在浸出过程中加入一氧化碳、氢气、硫基还原剂、硫酸亚铁或黄铁矿等还原剂将矿石中锰还原成低价后再溶出矿石中的锰、镍、钴、铜等金属。中国专利200510134512公布了一种深海多金属结核自催化还原氨浸的方法，在氨-硫酸铵溶液中，以一氧化碳为还原剂进行催化还原铵浸，矿石中铜、钴、镍等金属以络合物的形式进入溶液中，锰以碳酸锰沉淀进入渣中实现锰与其它有价金属的分离；中国专利201110341449.0公布了一种从海底金属矿中提取有价金属的方法，将海底金属矿在加热条件下通入氢气进行还原，将锰还原为低价后再用酸浸出矿石中的铜、镍、钴、锰等有价金属元素，溶液中的金属经萃取、电积方法进行回收；中国专利200810058946.8公布软锰矿与黄铁矿加压酸浸生产硫酸锰的方法，将软锰矿与黄铁矿按比例混合后，在0.3～1.0MPa、100-110℃条件下用100-220g/L硫酸浸出60-180min，锰的浸出率在95％左右，渣含锰均小于1.5％；中国专利97102703.X公布了一种用二氧化硫气体直接生产硫酸锰的方法，先将氧化锰矿调浆，然后向锰矿浆中通入二氧化硫气体，待锰矿浆反应完毕后关闭二氧化硫气体，矿浆固液分离、净化除杂、结晶干燥得到硫酸锰产品。直接还原氨浸，或者还原焙烧——氨浸，虽然可以选择性浸出镍、钴、铜，通过将锰留在浸出渣中而实现与镍钴铜的分离，但氨浸渣需要进一步冶炼回收锰。还原酸浸，或还原焙烧——酸浸，则由于镍、钴、铜、锰等同时进入浸出液，后续需要通过萃取或沉淀的方法将锰与镍、钴、铜等分离。

发明内容

本发明针对现有镍钴锰多金属氧化矿湿法冶金存在的问题，提供一种原料适应性强、工艺简单、流程短、环境友好的方法。本发明通过两段浸出将锰与多金属分离，并获得单独的镍钴铜多金属溶液与硫酸锰溶液，其中第一段采用高温加压浸出，多金属氧化矿中的镍钴铜等金属浸出进入溶液，锰以硫酸锰固体形式留在渣中形成富锰渣；第二段为常温常压浸出，即将第一段高温高压浸出得到的富锰渣，用水进行浸出或洗涤，将富锰渣中的硫酸锰溶解，得到硫酸锰溶液和最终的浸出渣。

本发明的目的是通过如下技术方案实现的。

镍钴锰多金属氧化矿湿法分步提取镍钴和锰的方法，其特征在于，包括以下工序：

(I)将镍钴锰多金属氧化矿与碳质还原剂混合后进行加压硫酸浸出，得到浸出矿浆；

(II)将工序(I)的浸出矿浆固液分离，得到富含镍钴的浸出液与富锰渣；

(III)将工序(II)的富锰渣用水洗涤或浸出，然后固液分离，得到浸出渣和硫酸锰溶液。

上述方法中涉及的化学反应或物理过程如下：