[发明专利]一种用于褐铁矿型红土镍矿降铁及富集有价金属的方法

说明书

本发明公开了一种用于褐铁矿型红土镍矿降铁及富集有价金属的方法，包括：将待处理褐铁矿型红土镍矿、水、草酸及草酸盐混合，加热搅拌条件下，进行有价金属富集反应；富集反应结束前加入有机沉淀剂，搅拌后进行液固分离，得到浸出液和镍钴渣；在浸出液中加入碱液，加热搅拌条件下调节pH，进行沉铁反应，反应结束后保温预设时间进行液固分离，得到铁沉淀及草酸盐滤液；蒸发及冷却结晶处理，冷却结晶处理后，进行液固分离，得到再生草酸盐及结晶母液；本发明在常压下进行，铁以草酸合铁配合物形式进入浸出液，镍钴渣渣量少；由于大量铁被脱除，有利于镍钴渣中有价金属的分离与回收；回收铁和再生草酸盐工艺简单，适合规模化生产。

技术领域

本发明属于褐铁矿型红土镍矿预处理技术领域，特别涉及一种用于褐铁矿型红土镍矿降铁及富集有价金属的方法。

背景技术

随着新能源汽车行业的快速发展以及对高镍低钴三元材料需求的提振，加剧了镍供应的紧张。传统提镍原料为硫化镍，其正面临资源枯竭、品位低和开采成本高等问题；全球镍行业将开发中心瞄准储量丰富的红土镍矿；红土镍矿资源虽丰富，易开采，但70％的红土镍矿为低品位褐铁矿型红土镍矿；其中含0.8～1.5％的镍、0.07～0.2％的钴、2～5％的Cr₂O₃、10～30％的SiO₂、40～50％铁及其它铜、锰等低品位有价金属元素；其中大部分铁以褐铁矿(FeOOH)形式存在，镍、钴、铜、铬等低品位有价金属主要赋存于褐铁矿中。因此，褐铁矿的存在是造成褐铁矿型红土镍矿中低品位有价金属难以综合回收的根本原因，因此镍铁的初步分离成为褐铁矿型红土镍矿中低品位有价金属回收首要条件。

初步分离镍铁有三种形式，第一种是将铁及镍、钴等低品位金属浸出进入浸出液，然后在浸出液再沉淀分离铁；第二种是利用Fe³⁺在高温高压条件下易水解的特性，使浸出的铁以赤铁矿形式入渣，而使镍、钴等低品位有价金属被浸出进入浸出液；第三种是常压将铁浸出进入浸出液，而将镍、钴等低品位金属富集入渣，然后再从浸出液中沉淀分离铁和再生浸出剂，实现铁的回收、浸出剂的再生以及低品位有价金属的富集。因此，对于褐铁矿型红土镍矿，最适宜的镍铁分离方法是湿法；所述现有的湿法主要有硫酸、硝酸、盐酸常压酸浸和高压酸浸；其中，硫酸、硝酸、盐酸常压酸浸属于第一种镍铁分离方法，此类初步分离镍铁的方法存在的主要问题是浸出过程选择性差、酸耗大，需要大量石灰中和沉铁、铝，产出大量的铁铝渣和浸出渣无法综合利用，且浸出剂硫酸不能再生；高压酸浸法属于第二种初步分离镍铁的方法，分离过程在高压釜中进行，需定期除垢，操作过程复杂，生产成本高。在前两种初步分离镍铁方法中，硫酸常压浸出、硫酸高压浸出是最成熟的方法，硫酸高压酸浸虽实现了镍钴等低品位有价金属与铁的初步分离，但产出大量含硫尾矿渣无法作为钢铁生产原料。目前，国外均采取深海填埋方式处理，存在潜在污染海洋环境的问题；硫酸常压-加压联合法虽解决了常压酸浸铁浸出率高、酸耗量大以及镍钴与铁分离的技术难题，但并未解决含硫尾矿渣深海填埋的问题。盐酸、硝酸高压酸浸虽产出无硫铁渣，选铁后可作为钢铁生产原料，但铁综合利用价值较低。另外，高压酸浸处理的原料均为褐铁矿型红土镍矿原矿，其中镍含量仅有0.8～1.5％，而褐铁矿铁氧化物相含量高达90％以上，且90％以上的铁以赤铁矿形式入渣，导致尾矿渣渣量大，液固分离设备多，生产投资大。另外，盐酸、硝酸和硫酸高压酸浸均具有高温、高酸、高压力等严酷工况条件，使得高压酸浸分离镍铁工艺在工程设计以及工程应用上均具有极大的挑战性。

综上，第一种和第二种初步分离镍铁方法存在诸多技术缺陷，第三种初步分离镍铁方法可实现褐铁矿型红土镍矿资源利用的最大化以及镍铁分离过程的清洁生产。因此，目前亟需开发第三种常压初步分离镍铁的方法，一种能在常压下高效降铁并富集褐铁矿型红土镍矿中低品位有价金属的技术以及高值化利用铁的新方法。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种用于褐铁矿型红土镍矿降铁及富集有价金属的方法，以解决现有的镍铁分离方法难以实现红土镍矿中高含量铁的高价值化利用，生产成本高，且由于褐铁矿的存在影响低品位有价金属回收率的技术问题。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：