[发明专利]一种酸溶性金属化镍锍制备方法

权利要求书

1.一种酸溶性金属化镍锍制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（一）硫酸熟化阶段：红土镍矿硫酸熟化是矿料加硫酸进行铁镍钴等元素与硫酸反应的过程，对矿料有较好的硫酸盐化作用，其主要反应是浓硫酸与红土矿中的金属氧化物发生反应生成相应的金属硫酸盐；

在熟化过程中，随着温度的升高，NiFe₂O、Fe₂O₃、Fe₃O₄与浓硫酸反应的吉布斯自由能缓慢增大，说明反应的程度有所减弱，有利于镍氧化物及镍、铁的硫酸盐的选择性硫化；随温度升高，NiO与浓硫酸反应的吉布斯自由能减小，加快了镍的硫酸熟化进程，有利于将Ni的氧化物转变为硫酸盐；

当熟化温度高于硫酸盐的分解温度，硫酸盐就会分解，因此在逐渐提高熟化温度的过程中，最理想的情况是铁的硫酸盐完全分解生成Fe₂O₃，而Ni、Co的硫酸盐在熟化温度下不会分解，仍然以NiSO₄、CoSO₄的形式存在，利于后续还原焙烧过程中转变成锍的形态；

（二）高温还原阶段：化学反应的自发进行程度可根据反应的标准吉布斯自由能判断，当∆G=0时，化学反应到平衡，当∆G＜0时化学反应自发正向进行，当∆G＞0时化学反应自发逆向进行；

（1）在红土镍矿焙烧过程中炉内镍、氧化物及镍、铁的硫酸盐发生的固固还原反应，且随着温度的提高，化学反应正向进行越来越稳定；

（2）在红土镍矿球团焙烧过程中炉内镍、氧化物及镍、铁的硫酸盐发生的气固还原反应；

（三）还原焙烧料的磁选：还原焙烧料磨细后调成浆液，在有分散剂作用下进行湿式磁选，获得磁性产品即为金属化镍锍。

2.根据权利要求1所述的一种酸溶性金属化镍锍制备方法，其特征在于：硫酸熟化阶段中红土矿的金属氧化物包括Fe，Ni，Co，原矿的XRD分析显示，Fe主要是以针铁矿的形式存在与浓硫酸反应生成Fe₂(SO₄)₃，Ni与浓硫酸反应生成NiSO₄，Co与硫酸反应生成CoSO₄。

3.根据权利要求2所述的一种酸溶性金属化镍锍制备方法，其特征在于：利用HSC6.0软件进行相关热力学计算，以下式子显示了红土镍矿硫酸熟化过程可能发生的化学反应：

2FeOOH+3H₂SO₄=Fe₂(SO₄)₃+4H₂O

Fe₂O₃+3H₂SO₄=Fe₂(SO₄)₃+3H₂O

NiO+H₂SO₄=NiSO₄+H₂O

Fe₃O₄(s)+4H₂SO₄(l)=Fe₂(SO₄)₃(s)+FeSO₄(s)+4H₂O(g)

CoO+H₂SO₄=CoSO₄+H₂O。

4.根据权利要求3所述的一种酸溶性金属化镍锍制备方法，其特征在于：将上述反应式相关热力学数据绘制成图，从图中可以看出：在所研究的温度范围内，随着温度的升高，吉布斯自由能大都小于零，说明反应非常容易自发进行；同时反应中放出的大量热量也能够促进矿石中主要成分针铁矿结构的破坏，使赋存于其中的镍、钴暴露出来，从而与浓硫酸反应生成硫酸镍、硫酸钴。