专利名称：用矿浆萃取技术从红土矿中提取镍钴的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种有色金属湿法冶金技术，是对红土矿采用湿法高压浸出后从矿 浆中采用矿浆萃取技术对镍、钴的提取回收。
背景技术：
全球陆地镍资源约30%赋存于硫化矿，70%赋存于红土矿(氧化镍矿)中。目前 全球镍产量只有约40%来源于红土矿。随着近年来世界上红土矿项目开发步伐的加快， 预计到2012年全球镍产量中将有50%以上来源于红土矿。红土矿具有难选矿的特性，与 硫化镍矿相比，红土矿供冶炼处理的矿石品位低，冶炼成本高，开发经济性相对较差。处理氧化镍矿工艺主要分火法和湿法。火法主要为还原熔炼生产镍铁，或者还 原熔炼生产镍锍。湿法主要为氨浸法、高压酸浸法，其中高压浸出工艺成为湿法处理红 土矿的主要方法。在红土矿的高压浸出工艺中，浸出液要通过板框压滤或浓密机浓密溢 流等手段与浸出矿渣分离，浸出渣再经过多次的洗涤。分离后的浸液还要经过中和除 杂工序，再次经过多级液固分离及洗涤工作。系统庞大复杂，效率低下导致设备投资巨 大，生产成本较高，并且镍钴的回收率较低。液固分离及洗涤约占总湿法工艺流程的三 分之二成本。红土矿通过高压浸出可抑制大部分铁的浸出，但浸液中铁含量仍大于镍含 量。通过中和除铁，生成的沉淀粘度大难以洗涤，过滤负担极大。尽管采用多级洗涤的 方法，仍有大量镍钴混进铁渣中无法回收。在整个湿法工艺流程中，除铁为镍钴损失最 严重的工序。一般红土矿高压浸出工艺镍总回收率为90%左右，钴为85%左右，而其中 镍钴是损失大部分是在除铁工序。红土矿由于其原料品位低，其开发利用的关键在于降低生产成本。只有控制低 生产成本才能使生产更具有生命力。本发明采用的矿浆萃取法，是红土矿高压浸出后不 经过液固分离，直接加入中和剂除铁。除铁后的矿浆进入多级萃取槽中中，与有机相萃 取剂充分接触，使萃取剂有选择性地萃取镍钴。萃取完成后在沉降槽中分离出负载有机 相，矿浆则可直接进入尾矿处理系统。萃取剂经反萃得到较纯净的镍、钴混合溶液，再 经过常规的萃取分离镍、钴及沉淀、煅烧等工艺得到各种镍、钴盐类产品。本工艺减少 了液固分离及洗涤工序，降低了生产成本。工艺新颖独特，符合我国镍冶金的发展战略 方向。其工艺适应性强，广泛适用于各种类型红土矿。工艺的产品可根据市场情况生产 氧化镍(钴)、镍(钴)粉及各类镍(钴)盐，产品种类灵活，市场前景广阔。本发明项 目对湿法处理红土矿资源提供了新的工艺路线，具有十分重要的意义。
发明内容
本发明的目的就是针对上述现有技术的不足，提供一种用矿浆萃取技术从红土 矿中提取镍钴工艺。实现本发明的步骤为将红土矿破碎、磨细后，以液固比2-5/1加入5-15%的 硫酸溶液，在高压釜中进行高压浸出。使大部分镍、钴浸出到浸出液中，铁少量浸出。浸出后的矿浆不经过液固分离，直接注入反应釜用氧化钙或碳酸钙进行中和除杂，使铁 等杂质水解沉淀。除杂完成后不经过液固分离，矿浆注入萃取槽中进行有机相萃取。采 用多级逆流萃取使镍、钴萃取到有机相中。而大量的浸渣及铁渣通过沉降分相后与有机 相分离，并于放渣槽放出，经治理后排放。载荷有机相则经过反洗除杂后，再经过反萃 得到纯净的镍、钴混合液。再经过萃取分离镍、钴等常规工艺分别得到镍、钴产品。所述红土矿含镍1-3%，含钴0.05-0.5%，含铁10-40%。磨矿粒度为小于 0.074mm，浸出温度为150-300°C，压力为2_5Mpa，浸出时间为2_5h。浸出后中和剂 可选用氧化钙、碳酸钙、碳酸钠、碳酸氢钠中的一种或几种，控制中和反应终点PH值为 1.5-5.5，除铁时间为2-5h，温度大于等于90°C。除铁过程中可通入氧气或空气、加入双 氧水等氧化剂来使二价铁离子氧化成三价铁离子，以达到完全去除的目的。除铁完成后 矿浆注入多级萃取槽，有机相和矿浆形成逆流运动，饱和有机相从第一段萃取槽溢流， 进入反洗除杂槽中。矿浆则依次从前向后运行。反萃后皂化处理的有机相补加到最后一 段萃取槽中。采用P204、P507、C272等选择性萃取剂，为保持PH值反萃后的有机相 采用碱溶液皂化。皂化可采用氨水或氢氧化钠等碱性溶液。有机相以磺化煤油等为稀 释剂，浓度为体积比5-20%，皂化率为60-80%。相比0/A为1/(0.5-3)。萃取温度为 20-55°C。萃取完成速度较快，一般混合时间为Ι-lOmin，澄清时间为2-20min。负载有 机相从矿浆中分离后流入多级洗涤槽，矿浆则由放渣槽放出进入矿浆处理系统。矿浆PH 值约为4-5，经过中和处理后排放。进入到洗涤槽中的有机相经过多级洗涤，使有机相中 所含镍钴进入水相，从而得到纯净的镍钴混合液。洗涤液为1-2%硫酸溶液。洗涤后的 有机相进入反萃槽采用3-6N盐酸反萃，将有机相中铁等杂质除去。反萃后的有机相经皂 化后返回矿浆萃取工序循环使用。纯净的镍钴混合液则通过P507或C272等萃取剂分离 镍钴得到纯净的镍、钴溶液。用矿浆萃取技术从红土矿中提取镍钴工艺，包括以下顺序和步骤a、将红土矿破碎，加红土矿2-5倍的水，磨细至粒度小于0.074mm ；b、将磨好的矿浆装入高压釜中，按矿浆2-5/1的比例加入浓度为5-15%硫酸进 行高压酸浸；c将浸出后的矿浆注入常压反应釜，加入中和剂调节溶液PH值至1.5-5.5;同 时通入热空气鼓风氧化，搅拌反应2-5h，温度大于90°C，使铁氧化为三价铁离子水解沉 淀，除铁后溶液中铁含量小于5mg/l ；中和剂为CaC03、CaO或Na2C03。d、除铁后的矿浆注入带有搅拌、沉降槽和挡板的混合沉降萃取槽中，经过 5-12级萃取、洗涤、反萃和分相，分别得到镍钴混合液、含杂废液及矿浆；萃取剂为 P204萃取剂、P507萃取剂或C272萃取剂中的一种，萃取温度为20-55°C，相比0/A 为1/0.5-3，用煤油作萃取剂的稀释剂，萃取剂占有机相体积的5-20%，洗涤剂为浓度 1-5%硫酸溶液，反萃剂为3-6N盐酸溶液；e、反萃后的萃取剂加入皂化剂，皂化率为60-80%，皂化后返回萃取槽循环利 用，由放渣槽排出的矿浆和含杂废液则进行综合处理后排放；皂化剂浓度为10%的氨水 或5-20%的氢氧化钠溶液f、镍钴混合液采用P507萃取剂或C272萃取剂萃取分离镍、钴，分别得到纯净 的镍、钴溶液，再分别经过常规沉淀、分别煅烧得到氧化镍、氧化钴产品。
有益效果本发明使有价元素富集到萃取剂中，通过反萃可以得到较高浓度的 溶液，为后续处理提供了便利，有利于提高生产效率。缩短了工艺流程，减少液固分离 负担，减少大量的洗涤、过滤工序，从而降低了生产能耗，减少了生产成本，增加了经 济效益。萃取剂经过皂化后可反复使用，综合消耗较低。萃取发生过程速度较快，一般 小于lOmin，萃取效率高。萃取后的矿浆可统一中和处理，减少了尾矿治理成本。工艺 简单，回收率较高，镍、钴回收率均大于等于90%，易于推广。
附图用矿浆萃取技术从红土矿中提取镍钴工艺流程图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例作进一步的详细说明用矿浆萃取技术从红土矿中提取镍钴工艺，包括以下顺序和步骤a、将红土矿破碎，加红土矿2-5倍的水，磨细至粒度小于0.074mm ；b、将磨好的矿浆装入高压釜中，按矿浆2-5/1的比例加入浓度为5-15%硫酸进 行高压酸浸；c将浸出后的矿浆注入常压反应釜，加入中和剂调节溶液PH值至1.5-5.5;同时 通入热空气鼓风氧化，搅拌反应2-5h，温度90°C，使铁氧化为三价铁离子水解沉淀，除 铁后溶液中铁含量小于5mg/l ；中和剂为CaC03、CaO或Na2CO3 ；氧化剂为氧气、空气 或双氧水。d、除铁后的矿浆注入带有搅拌、沉降槽和挡板的混合沉降萃取槽中，经过5-12 级萃取、洗涤、反萃和分相，分别得到镍钴混合液、含杂废液及矿浆；萃取剂为P204， 萃取温度为20-55°C，相比Ο/Α为1/0.5-3，用煤油作萃取剂的稀释剂，萃取剂占有机相 体积的5-20%，洗涤剂为浓度1-5%硫酸溶液，反萃剂为3-6Ν盐酸溶液；e、反萃后的萃取剂加入皂化剂，皂化率为60-80%，皂化后返回萃取槽循环利 用，由放渣槽排出的矿浆和含杂废液则进行综合处理后排放；皂化剂浓度为10%的氨水 或5-20%的氢氧化钠溶液f、镍钴混合液采用P507萃取剂或C272萃取剂萃取分离镍、钴，分别得到纯净 的镍、钴溶液，再分别经过常规沉淀、分别煅烧得到氧化镍、氧化钴产品。实施例1a、取IOOOg红土矿破碎，加红土矿2000ml水，磨细至粒度小于0.074mm ；b、将磨好的矿浆装入高压釜中，按矿浆2/1的比例加入浓度为5%硫酸1500ml
进行高压酸浸；c将浸出后的矿浆注入常压反应釜，加入CaCO3调节溶液PH值至1.55;同时通 入热空气鼓风氧化，搅拌反应2h，温度90°C，使铁氧化为三价铁离子水解沉淀，除铁后 溶液中铁含量小于5mg/l ；d、除铁后的矿浆注入带有搅拌、沉降槽和挡板的混合沉降萃取槽中，经过P204 萃取剂5级萃取，萃取温度为20°C，用浓度硫酸溶液洗涤，用3N盐酸溶液反萃，相 比0/A为1/1，用煤油作萃取剂的稀释剂，萃取剂占有机相体积的5%，分相后分别得到镍钴混合液、含杂废液及矿浆；e、反萃后的萃取剂加入浓度为10%的氨水，皂化率为60%，皂化后返回萃取槽 循环利用，由放渣槽排出的矿浆和含杂废液则进行综合处理后排放；f、镍钴混合液采用P507萃取剂剂萃取分离镍、钴，分别得到纯净的镍、钴溶 液，再分别经过常规沉淀、分别煅烧得到氧化镍、氧化钴产品。实施例2a、取IOOOg红土矿破碎，加红土矿3000ml水，磨细至粒度小于0.074mm ；b、将磨好的矿浆装入高压釜中，按矿浆3/1的比例加入浓度为10%硫酸IOOOml
进行高压酸浸；c将浸出后的矿浆注入常压反应釜，加入CaO调节溶液PH = 2.0 ；同时通入热 空气鼓风氧化，搅拌反应3h，温度90°C，使铁氧化为三价铁离子水解沉淀，除铁后溶液 中铁含量小于5mg/l ；d、除铁后的矿浆注入带有搅拌、沉降槽和挡板的混合沉降萃取槽中，经过P204 萃取剂8级萃取，萃取温度为30°C，用浓度2%硫酸溶液洗涤，用4N盐酸溶液反萃，相 比0/A为1/2，用煤油作萃取剂的稀释剂，萃取剂占有机相体积的10%，分相后分别得 到镍钴混合液、含杂废液及矿浆；e、反萃后的萃取剂加入浓度为5%的氢氧化钠溶液，皂化率为70%，皂化后返 回萃取槽循环利用，由放渣槽排出的矿浆和含杂废液则进行综合处理后排放；f、镍钴混合液采用C272萃取剂萃取分离镍、钴，分别得到纯净的镍、钴溶 液，再分别经过常规沉淀、分别煅烧得到氧化镍、氧化钴产品。实施例3a、取IOOOg红土矿破碎，加红土矿4000ml水，磨细至粒度小于0.074mm ；b、将磨好的矿浆装入高压釜中，按矿浆4/1的比例加入浓度为13%硫酸IOOOml
进行高压酸浸；c将浸出后的矿浆注入常压反应釜，加入Na2CO3调节溶液PH = 4;同时通入热 空气鼓风氧化，搅拌反应2-5h，温度90°C，使铁氧化为三价铁离子水解沉淀，除铁后溶 液中铁含量小于5mg/l ；d、除铁后的矿浆注入带有搅拌、沉降槽和挡板的混合沉降萃取槽中，经过P204 萃取剂10级萃取，萃取温度为40°C，用浓度4%硫酸溶液洗涤，用5N盐酸溶液反萃，相 比0/A为1/2.5，用煤油作萃取剂的稀释剂，萃取剂占有机相体积的15%，分相后分别得 到镍钴混合液、含杂废液及矿浆；e、反萃后的萃取剂加入浓度为10%的氢氧化钠溶液，皂化率为80%，皂化后返 回萃取槽循环利用，由放渣槽排出的矿浆和含杂废液则进行综合处理后排放；f、镍钴混合液采用P507萃取剂萃取分离镍、钴，分别得到纯净的镍、钴溶液， 再分别经过常规沉淀、分别煅烧得到氧化镍、氧化钴产品。实施例4a、取IOOOg红土矿破碎，加红土矿5000ml水，磨细至粒度小于0.074mm ；b、将磨好的矿浆装入高压釜中，按矿浆5/1的比例加入浓度为15%硫酸IOOOml
进行高压酸浸；
c将浸出后的矿浆注入常压反应釜，加入CaCO3调节溶液PH = 5.5 ；同时通入 热空气鼓风氧化，搅拌反应5h，温度90°C，使铁氧化为三价铁离子水解沉淀，除铁后溶 液中铁含量小于5mg/l ；d、除铁后的矿浆注入带有搅拌、沉降槽和挡板的混合沉降萃取槽中，经过P204 萃取剂12级萃取，萃取温度为55°C，用浓度1-5%硫酸溶液洗涤，用6N盐酸溶液反萃， 相比0/A为1/3，用煤油作萃取剂的稀释剂，萃取剂占有机相体积的20%，分相后分别 得到镍钴混合液、含杂废液及矿浆；e、反萃后的萃取剂加入浓度为20%的氢氧化钠溶液，皂化率为80%，皂化后返 回萃取槽循环利用，由放渣槽排出的矿浆和含杂废液则进行综合处理后排放；f、镍钴混合液采用C272萃取剂萃取分离镍、钴，分别得到纯净的镍、钴溶 液，再分别经过常规沉淀、分别煅烧得到氧化镍、氧化钴产品。
权利要求
1.一种用矿浆萃取技术从红土矿中提取镍钴工艺，其特征在于，包括以下顺序和步骤a、将红土矿破碎，加红土矿2-5倍的水，磨细至粒度小于0.074mm；b、将磨好的矿浆装入高压釜中，按矿浆2-5/1的比例加入浓度为5-15%硫酸进行高 压酸浸；c将浸出后的矿浆注入常压反应釜，加入中和剂调节溶液PH值至1.5-5.5;同时通入 热空气鼓风氧化，搅拌反应2-5h，温度大于90°C，使铁氧化为三价铁离子水解沉淀，除 铁后溶液中铁含量小于5mg/l ；d、除铁后的矿浆注入带有搅拌、沉降槽和挡板的混合沉降萃取槽中，经过5-12级 萃取、洗涤、反萃和分相，分别得到镍钴混合液、含杂废液及矿浆；e、反萃后的萃取剂加入皂化剂，皂化率为60-80%，皂化后返回萃取槽循环利用， 由放渣槽排出的矿浆和含杂废液则进行综合处理后排放；f、镍钴混合液采用P507萃取剂或C272萃取剂萃取分离镍、钴，分别得到纯净的 镍、钴溶液，再分别经过常规沉淀、分别煅烧得到氧化镍、氧化钴产品。
2.按照权利要求1所述的用矿浆萃取技术从红土矿中提取镍钴工艺，其特征在于， 步骤d所述的萃取剂为P204萃取剂、P507萃取剂或C272萃取剂中的一种，萃取温度 为20-55°C，相比Ο/Α为1/0.5-3，用煤油作萃取剂的稀释剂，萃取剂占有机相体积的 5-20%,洗涤剂为浓度1-5%硫酸溶液，反萃剂为3-6Ν盐酸溶液；
3.按照权利要求1所述的用矿浆萃取技术从红土矿中提取镍钴工艺，其特征在于，步 骤c中所述的中和剂为CaC03、CaO或Na2CO3 ；
4.按照权利要求1所述的矿浆萃取技术从红土矿中提取镍钴工艺，其特征在于，步骤 e中所述的皂化剂浓度为10%的氨水或5-20%的氢氧化钠溶液。
全文摘要
本发明涉及一种用矿浆萃取技术从红土矿中提取镍钴工艺。将红土矿破碎，磨细，装入高压釜中高压酸浸除铁，注入带有搅拌槽经过5-12级萃取、反萃和分相，洗涤、分别得到镍钴混合液，萃取分离镍、钴，分别得到纯净的镍、钴溶液，再分别经沉淀、煅烧得氧化镍、氧化钴产品。本发明通过萃取得到较高浓度的溶液，缩短了工艺流程，减少液固分离负担，减少大量的洗涤、过滤工序，从而降低了生产能耗，减少了生产成本，增加了经济效益。萃取剂经过皂化后可反复使用，综合消耗较低。萃取发生过程速度较快，一般小于10min，萃取效率高。萃取后的矿浆可统一中和处理，减少了尾矿治理成本。工艺简单，回收率较高，镍、钴回收率均大于等于90％，易于推广。
文档编号C22B23/00GK102010993SQ20101053746
公开日2011年4月13日 申请日期2010年11月10日 优先权日2010年11月10日
发明者刘丹丹, 刘力勇, 张鸣昕, 曲海翠, 李韧, 王学哲, 袁凤艳, 项允丛, 马忠诚 申请人:吉林吉恩镍业股份有限公司, 吉林昊融技术开发有限公司