一种常压酸浸红土镍矿提取镍、钴的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及红±媒矿的湿法冶炼处理工艺，具体涉及一种常压酸浸红±媒矿提取 媒、钻的方法。
【背景技术】
[0002] 媒矿物主要W硫化媒矿和媒红±矿(也称红±媒矿）两种形式存在，其中硫化媒矿 约占20%、媒红±矿大约75%、娃酸媒矿占5%，媒矿的开发利用W硫化媒矿和媒红±矿为主， 由于近年来媒消耗量的不断增加W及硫化媒矿储量不断减少，媒红±矿的开发日益受到重 视，媒红±矿它是由地球表面含媒的超基性岩风化、淋浸、蚀变、富集而成的，由铁、铅、娃等 含水氧化物组成的疏松粘±状矿石，风化过程产生层状沉淀，随着深度的增加，风化程度降 低，各层按照铁、媒、娃镇的含量不同可大致分为褐铁矿层、过渡层和腐泥±层，红±媒矿中 Fe的含量随深度的增加稳定降低；而MgO和Si化含量随深度的增加而升高；Ni的分布 与MgO和Si化一致，在腐泥矿层含量最高。腐殖±中除铁W外的金属杂质较高，一般适用 于火法生产媒铁及媒铁合金。褐铁矿中由于含铁量较高，其他金属相对较少，比较适合于高 压酸浸法进行冶炼。
[0003] 红±媒矿主要为含铁矿物和娃酸盐矿物，主相包括蛇纹石（Mg,化)3Si2〇5(〇H)4,石 英Si〇2,针铁矿化0 (0H)，赤铁矿化2〇3,化0,滑石Mg3仪2〇5) 2 (0H) 2,角闪石（Ca，化)2. sMgsSig 022 (0H)2等。其中，一部分媒嵌布于针铁矿或娃酸盐矿物中。若要较高的媒钻浸出率，酸浸 过程中必须具有较高的化学能，用W破坏矿物相对稳定的化学结构，对镶嵌矿物进行破坏 性浸出，浸取其中的媒和钻。
[0004] 酸浸处理红±媒矿，一般分为高压酸浸和常压酸浸两种，高压酸浸法（HPAL)处理 红±媒矿是从上世纪50年代发展起来的。一般流程为：在250~27(TC，4~5 MPa的高 温高压条件下，用稀硫酸将媒、钻等有价金属与铁、铅矿物一起溶解，并控制一定的抑值等 浸出条件，使铁、铅和娃等杂质元素水解进入渣中，媒、钻则选择性地进入溶液。该种方法采 用硫酸在高温（25CTC)高压（570psi)环境下对矿物进行溶解，90% W上的有价金属生成相 应的硫酸盐进入溶液中，再通过水解除杂、萃取分离、电解等工艺得到纯度很高的电解媒和 电解钻。而高压酸浸（HPAL)法由于其工艺的限制，只适用于浸取含铁35% W上的褐铁矿， 且要求矿物组成中的娃和镇的含量较低。高压酸浸（HPAL)法最大优点是酸耗较低，浸出液 杂质含量低，矿浆后续处理成本较低。而面临的主要问题是生产过程中所要求的压力高，具 有一定的危险性，需要使用昂贵的设备和先进的设备材料，设备投资高，生产和维护成本都 很高，该也是制约高压酸浸（HPAL)法发展的瓶颈。由于红±媒矿中含娃较多，在浸出过程 中容易结垢，高压蓋需要定时停机检修，致使生产效率大幅降低。浸出渣难W处理，堆存所 环境污染较大。
【发明内容】
[0005] 本发明为了解决上述问题，提供了一种在常压下用硫酸高效浸出红±媒矿的方 法。
[0006] 本发明通过W下技术方案实现的： 一种常压酸浸红±媒矿提取媒、钻的方法，具体包括W下步骤， a) 原矿的分离；对红±媒矿过筛得红±、研磨至100-200目做为酸浸原料，备用；对于 红±媒矿过筛时筛分出来的石块进行破碎球磨，得含有大量镇和巧等金属化合物及有价金 属媒、钻的矿石粉，备用； b) 原料配制：按固液质量比为1 ;1-1 ;1. 3的量在酸浸原料中加入90-100°C的水，混合 揽匀，配制成矿浆； C)常压酸浸：将浓硫酸加热至15CTC -30(TC，按高温浓硫酸与酸浸原料的质量比 0. 8:1-1:1的量输送高温浓硫酸和步骤b配制的矿浆至双螺旋反应器中反应l-12min，反应 过程中矿浆中的水分不断蒸发，最终形成具有致密孔隙的疏松状固体物料； d) 中和水浸；对步骤b得到疏松状固体物料进行破碎，破碎后加入水浸罐中，按固液质 量比为1 ;1-1 ;1. 2的量加入60-9(TC的热水进行混合、揽拌成稀的浆料，然后往水浸罐中加 入矿石粉进行中和浸出，使矿石粉中含有的大量镇、巧等金属化合物及有价金属媒、钻与浆 料中的残酸反应生成相应的硫酸盐进入溶液中，矿石粉的加入量按投入疏松状固体物料质 量的10-18%加入，反应0. 8-1小时； e) 固液分离；将步骤C得到的最终产物通过带滤机进行固液分离，最终得到含娃固体 渣和滤液，对滤液进行除铁、除杂处理，得到富含媒、钻的富集液； f) 提纯；对富含媒、钻的富集液通过传统工艺进行分离提纯，最终得到金属媒、钻产 品。
[0007] 优选的，步骤a的矿石粉为球磨后过100-200目筛的矿石粉。
[0008] 优选的，步骤C常压酸浸过程中产生的酸性高温气体通过逆流洗涂培回收得到含 有少量硫酸的稀酸溶液用于配置矿浆。
[0009] 优选的，步骤C所述的浓硫酸通过蒸汽在换热器中加温至15CTC -30(TC，且经过换 热后的蒸汽通入矿浆，用于配制和加热矿浆。
[0010] 优选的，步骤C所述的矿浆为温度60-9(TC的矿浆。
[0011] 本发明针对高压酸浸工艺的很多缺点提供了一种常压下用浓硫酸浸出红±媒矿 中媒、钻的工艺，在常压下进行高温酸浸，形成具有致密孔隙的疏松状固体物料，反应过程 中所产生的酸性高温气体通过逆流洗涂培回收，用W配置原矿浆，对于筛分过程中的大块 矿石采用破碎球磨处理，用W水浸过程中的中和浸出。本发明对原矿的利用率高，具有广泛 的适用性，适用于几乎所有的红±媒矿类型，且能够得到很高的浸出率，浸出后的物料通过 水浸，过滤，所得溶液再经过水解除杂、萃取分离得到富含媒和钻的母液，所得滤渣主要为 娃类残渣，所占质量约为原矿的1/12-1/4,使用此种工艺产生的渣量少，含娃高，可用于生 产建筑材料，如泡沫陶瓷等，解决了高压酸浸渣量巨大，造成环境污染和常压酸浸浸出率低 下的问题，天然红±媒矿床中含有大量石块，其中娃镇含量较高，媒钻含量较低，一般做筛 分处理后弃用，本发明筛分后通过破碎球磨，在水浸过程中作为中和剂使用，不仅能够中和 溶液中多余的残酸，而且能够回收中和剂中含有的有价金属媒和钻，最终实现资源的综合 利用。本发明处理红±媒矿，流程短，设备简单，经济效益好，金属回收率高，残渣少，环境效 益高。本发明通过利用高温硫酸的热能、浓硫酸的稀释热W及加热矿浆的热能，在对红± 媒矿进行硫酸熟化过程中，对矿物中的复杂矿物结构进行破坏性浸出，得到了很高的浸出 率。所生成的金属硫酸盐通过水浸进入溶液，通过固液分离的形式最终得到富含媒和钻的 溶液，最后再经过除铁、水解除杂、萃取、电解等工艺得到金属媒与钻。W实验矿1吨的实验 量，在对来自菲律宾、新喀里多尼亚红±媒矿的实验中，媒钻的浸出率均大于96%，有的甚至 高达99% W上。
【附图说明】
[0012] 图1.为本发明常压酸浸红±媒矿提取媒、钻的流程图。
【具体实施方式】
[0013] 实验用红±媒矿来自菲律宾，粒度为80目，矿石粉研磨至200目。取样分析，通过 X-射线衍射等手段对其进行了主要化学成分的测定，具体结果见表1. 1。实验所需的其他 物料有：浓硫酸、絮凝剂等，均属于工业原料。
[0014] 表1. 1原矿矿样主要元素成分分析表
【主权项】
1. 一种常压酸浸红土镍矿提取镍、钴的方法，其特征在于：具体包括以下步骤， a) 原矿的分离：对红土镍矿过筛得红土、研磨至100-200目做为酸浸原料，备用；对于 红土镍矿过筛时筛分出来的石块进行破碎球磨，得含有大量镁和钙等金属化合物及有价金 属镍、钴的矿石粉，备用； b) 原料配制：按固液质量比为I :1-1 :1. 3的量在酸浸原料中加入90-KKTC的水，混合 搅匀，配制成矿浆； c) 常压酸浸：将浓硫酸加热至150°C _300°C，按高温浓硫酸与酸浸原料的质量比 0. 8:1-1:1的量输送高温浓硫酸和步骤b配制的矿浆至双螺旋反应器中反应l-12min，反应 过程中矿浆中的水分不断蒸发，最终形成具有致密孔隙的疏松状固体物料； d) 中和水浸：对步骤b得到疏松状固体物料进行破碎，破碎后加入水浸罐中，按固液质 量比为I :1-1 :1. 2的量加入60-90°C的热水进行混合、搅拌成稀的浆料，然后往水浸罐中加 入矿石粉进行中和浸出，使矿石粉中含有的大量镁、钙等金属化合物及有价金属镍、钴与浆 料中的残酸反应生成相应的硫酸盐进入溶液中，矿石粉的加入量按投入疏松状固体物料质 量的10-18%加入，反应0. 8-1小时； e) 固液分离：将步骤c得到的最终产物通过带滤机进行固液分离，最终得到含硅固体 渣和滤液，对滤液进行除铁、除杂处理，得到富含镍、钴的富集液； f) 提纯：对富含镍、钴的富集液通过传统工艺进行分离提纯，最终得到金属镍、钴产 品。
2. 根据权利要求1所述的一种常压酸浸红土镍矿提取镍、钴的方法，其特征在于：步骤 a的矿石粉为球磨后过100-200目筛的矿石粉。
3. 根据权利要求1所述的一种常压酸浸红土镍矿提取镍、钴的方法，其特征在于：步骤 c常压酸浸过程中产生的酸性高温气体通过逆流洗涤塔回收得到含有少量硫酸的稀酸溶液 用于配置矿浆。
4. 根据权利要求1所述的一种常压酸浸红土镍矿提取镍、钴的方法，其特征在于：步骤 c所述的浓硫酸通过蒸汽在换热器中加温至150°C _300°C，且经过换热后的蒸汽通入矿浆， 用于配制和加热矿浆。
5. 根据权利要求1所述的一种常压酸浸红土镍矿提取镍、钴的方法，其特征在于：步骤 c所述的矿浆为温度60-90°C的矿浆。
【专利摘要】本发明提供了一种常压酸浸红土镍矿提取镍、钴的方法，包括以下步骤，对红土镍矿过筛得红土为酸浸原料和矿石为中和浸出剂，按固液质量比为1：1-1：1.3的量在酸浸原料中加入90-100℃的水，配成矿浆；将浓硫酸加热至150℃-300℃，按高温浓硫酸与酸浸原料的质量比0.8:1-1:1的量输送高温浓硫酸和矿浆至双螺旋反应器中反应1-12min，最终形成具有致密孔隙的疏松状固体物料；然后加入矿石粉进行中和浸出、固液分离、对富含镍、钴的富集液通过传统工艺进行分离提纯，最终得到金属镍、钴产品。本发明在常压下进行高温酸浸，对于筛分过程中的大块矿石采用破碎球磨处理，用以水浸过程中的中和浸出，实现原矿的充分利用，镍钴的浸出率均大于96%，且工艺流程短，设备简单，残渣少。
【IPC分类】C22B23-00, C22B3-08
【公开号】CN104630464
【申请号】CN201410845325
【发明人】杜昊, 刘玉强, 孙志忠, 陈学安, 沙滨, 王晓婵, 李正禄, 朱纪念, 郝增选, 王少华
【申请人】金川集团股份有限公司
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2014年12月31日