专利名称：低铁高镁、高铁低镁红土镍矿用废稀硫酸浸出镍钴的方法
技术领域：
本发明属于有色金属湿法冶金及与火法冶金综合应用技术领域，尤其涉及一种低铁高镁、高铁低镁红土镍矿用废稀硫酸浸出镍钴的方法。
背景技术：
全球红土镍矿已有处理工艺技术分三类火法、湿法和火湿结合法。第一类火法工艺流程矿石经选矿破碎、转窑干燥后进行焙烧、电/高炉/电碳还原熔炼或硫化熔炼，产出粗镍铁或低高镍硫半成品，再精炼得产品。第二类湿法分很多种，主要典型的工艺流程如下矿石以硫酸、盐酸或硝酸常温或中、高温，常压或低、中、高压浸出，浸出液进行单/双钙法、烧纯喊钠法、碳/氨法、自矿循环法、续基矿法或硫化法富集提取镇钴。第二类火湿法联合工艺流程分两种一种是还原-选矿法，原矿磨细与粉煤混合制团，经干燥和高温还原焙烧后再磨细制浆，矿浆进行重力选矿和磁力选矿分选出镍铁合金；一种是还原-氨浸法，原··矿还原焙烧后用氨水浸出，浸出液硫化沉镍后再精炼。火法冶炼能耗较高，其经济性在镍价较低时比较困难。高压酸浸适宜于处理镍彡I. 1%，镁< 5%的矿石，镍钴回收率均大于90%，主要存在设备投资大，维护和运转费高的问题。还原-氨浸可处理高镁矿石，但能耗高，钴回收率低，已淘汰。堆浸法适宜于处理低品位矿石，但吨镍酸耗太高，经济上一般不可行。常规的常压硫酸搅拌浸出投资较低，原料成本高，工艺流程不尽合理，不能充分利用硫酸与水混合和硫酸与矿石的反应热。红土镍行业内其它厂都是使用98%浓硫酸生产氢氧化镍。几种湿法及湿法工艺技术方案比较如下表所示
权利要求
1.一种低铁高镁红土镍矿用废稀硫酸浸出镍钴的方法，其特征在于，包括如下步骤 废稀硫酸除杂步骤将废稀硫酸进行脱色、脱盐、脱有机物后得到质量浓度为5 50%的稀硫酸； 制浆步骤将低铁高镁红土镍矿破碎，加入水或者加入上述稀硫酸后，用球磨机将红土镍矿磨至粒度在O. 075毫米以下的颗粒占比> 80 95%，使用高效浓密机、带式过滤机或者压滤机增浓至水分占重量比为30 40%，加入上述稀硫酸进行打浆，控制矿浆浓度> 50 60% ； 浸出和预中和步骤将浆料放入搅拌反应釜槽，按硫酸与低铁高镁红土镍矿干矿质量比为O. 35 O. 65:1的比例加入上述稀硫酸，根据硫酸加入比例的不同，确定用浸出矿浆过滤洗涤时的洗液调整液固比为I. 8 3. 3:1，渐升温至90 175°C，浸出约2小时后，持续通入空气或氧气，釜槽内自然升压至彡O. 10 O. 35MPa，继续浸出半小时后，按与低铁高镁红土镍矿质量比5 30%镁质矿一段除铁并继续无酸浸出I 3小时，待pH彡I. 3 2. 3后，加入石灰石、生石灰、熟石灰、氧化镁、氢氧化镁、菱镁矿、蛇纹石矿、碳铵或氨水中的一种再预中和至pH=2. 5 6. 5，浸出结束； 浸出矿浆过滤洗涤步骤浸出矿浆用质量浓度O. 01 O. 5%的分子量> 1000 1500万的非离子型聚丙烯酰胺高分子絮凝剂絮凝后，用浓密机、带式过滤机、压滤机或者浓密机结合带式过滤机、压滤机进行固液分离、洗涤，洗液一部分返回浸出时用来调整浸出液固比用，一部分并入浸出原液； 浸出液沉镍钴步骤浸出液加入镁基矿二段除铁至pH=3. 5 7. 5，采用菱镁矿富集、中和上清液一段沉镍加碱沉Ni (OH)2至pH=7. I 9. 2，晶种返回沉镍槽，沉镍料进浓密机沉降，底流压滤、浆化、洗涤Ni (OH)2，浓密机溢流进二段沉镍至pH=6 12，使母液中镍小于30 50mg/L，得沉镍钴浆料； 沉镍钴浆料过滤洗涤步骤沉镍钴浆料用浓密机、带式过滤机、压滤机或浓密机结合压滤机、带式过滤机进行固液分离，洗涤，获得含镍> 40 45%的氢氧化镍、氢氧化钴或碳酸镇、碳Ife钻广品。
2.根据权利要求I所述的低铁高镁红土镍矿用废稀硫酸浸出镍钴的方法，其特征在于，在沉镍钴浆料过滤洗涤步骤之后还包括沉镍母液处理步骤沉镍母液中镁离子浓度^ 35g/L时，用菱镁矿、碳铵、石灰石、氧化钙、氢氧化钠、蛇纹石矿、熟石灰、氧化镁、或氨水中和沉淀分离得氢氧化镁、碳酸镁、碱式碳酸镁、氢氧化镁和采用低温膜技术直接分离结晶硫酸镁。
3.根据权利要求I所述的低铁高镁红土镍矿用废稀硫酸浸出镍钴的方法，其特征在于，在制浆步骤之前还包括选矿步骤按照镁铁含量的不同从红土镍矿中选择选择铁含量^ 20%的作为高铁低镁红土镍矿，铁含量〈20%的作为低铁高镁红土镍矿。
4.一种高铁低镁红土镍矿用废稀硫酸浸出镍钴的方法，其特征在于，包括如下步骤 废稀硫酸除杂步骤将废稀硫酸进行脱色、脱盐、脱有机物后得到质量浓度为5 50%的稀硫酸； 制浆步骤将高铁低镁红土镍矿破碎，加入水或者加入上述稀硫酸后，用球磨机将红土镍矿磨至粒度在O. 075毫米以下的颗粒占比> 80 95%，使用高效浓密机、带式过滤机或者压滤机增浓至水分占重量比为30 40%，加入上述稀硫酸进行打浆，控制矿浆浓度> 35 45% ； 浸出和预中和步骤将浆料放入搅拌反应釜槽，按硫酸与高铁低镁红土镍矿干矿量质量比为O. 55 I. 3:1的比例加入上述稀硫酸，根据硫酸加入比例的不同，确定用浸出矿浆过滤洗涤时的洗液调整液固比为I. 8 4. 0:1，渐升温至90 175°C，浸出约2小时后，按与高铁低镁红土镍矿质量比为15 90%的矿石量加入低铁高镁红土镍矿矿浆，按与低铁高镁红土镍矿质量比为O. 12 O. 55:1加入上述稀硫酸，通入空气或氧气，釜槽内自升压彡O. 10 O. 35MPa，继续浸出I 3小时后，按与高铁低镁红土镍矿质量比5 30%镁质矿一段除铁并继续无酸浸出I 3小时，待pH彡I. 3 2. 3后，加入石灰石、生石灰、熟石灰、氧化镁、氢氧化镁、菱镁矿、蛇纹石矿、碳铵或氨水中的一种再预中和至PH=L 5 4. 5，浸出结束； 浸出矿浆过滤洗涤步骤浸出矿浆浓密进行液固分离，浓密机溢流流入浸出上清液槽，浓密机底流经泵送一次、二次压滤，滤饼洗涤后外排，一次滤液送至除硅铝槽进行二次除杂，除杂纯化除去Fe、Al、Cu、Zn、Si、Cr，除硅铝再浓密机固液分离，用质量浓度O. 01 O. 5%的分子量> 1000 1500万的非离子型聚丙烯酰胺高分子絮凝剂絮凝后，用浓密机、带式过滤机、压滤机或者浓密机结合带式过滤机、压滤机进行固液分离、洗涤，洗液一部分返回浸出时用来调整浸出液固比用，一部分并入浸出原液； 浸出液沉镍钴步骤浸出液加入镁基矿二段除铁至pH=3. 5 7. 5，采用菱镁矿富集、中和上清液一段沉镍加碱沉Ni (OH)2至pH=7. I 9. 2，晶种返回沉镍槽，沉镍料进浓密机沉降，底流压滤、浆化、洗涤Ni (OH)2，浓密机溢流进二段沉镍至pH=6 12，使母液中镍小于30 50mg/L，得沉镍钴浆料； 沉镍钴浆料过滤洗涤步骤沉镍钴浆料用浓密机、带式过滤机、压滤机或浓密机结合压滤机、带式过滤机进行固液分离，洗涤，获得含镍> 40 45%的氢氧化镍、氢氧化钴或碳酸镇、碳Ife钻广品。
5.根据权利要求4所述的高铁低镁红土镍矿用废稀硫酸浸出镍钴的方法，其特征在于，在沉镍钴浆料过滤洗涤步骤之后还包括沉镍母液处理步骤沉镍母液中镁离子浓度^ 35g/L时，用菱镁矿、碳铵、石灰石、氧化钙、氢氧化钠、蛇纹石矿、熟石灰、氧化镁、或氨水中和沉淀分离得氢氧化镁、碳酸镁、碱式碳酸镁、氢氧化镁和采用低温膜技术直接分离结晶硫酸镁。
6.根据权利要求4所述的高铁低镁红土镍矿用废稀硫酸浸出镍钴的方法，其特征在于，在制浆步骤之前还包括选矿步骤按照镁铁含量的不同从红土镍矿中选择铁含量^ 20%的作为高铁低镁红土镍矿，选择铁含量〈20%的作为低铁高镁红土镍矿。
7.一种低铁高镁红土镍矿用废稀硫酸浸出镍钴的堆池浸综合方法，其特征在于，包括如下步骤 废稀硫酸除杂步骤将废稀硫酸进行脱色、脱盐、脱有机物后得到质量浓度为5 50%的稀硫酸； 浸出和预中和步骤选矿步骤在火法红土镍冶炼工厂完成，经筛分干燥好的低铁高镁矿石，无需制浆，以先浸泡后喷淋的布液方式，按硫酸与高铁低镁红土镍矿干矿量质量比为O. 35 I. 1:1的比例加入上述稀硫酸，池浸或筑堆堆浸浸出，堆池浸240 360hr后ρΗ=1· 5 4. 5，浸出结束；浸出矿浆过滤洗涤步骤颗粒度〈O. 075mm，含固量〈8%的浸出液进入浓密机进行液固分离，浓密机底流含固量〉33%，浓密机溢流及含固量< 1%，浓密机溢流流入浸出上清液槽，浓密机底流经泵送一次、二次压滤，滤饼洗涤后外排，一次滤液送至除硅铝槽进行常温或彡95°C二次除杂，反应时间为2 3. 5 4hr，除杂纯化除去Fe、Al、Cu、Zn、Si、Cr，除硅铝再浓密机固液分离； 浸出液沉镍钴步骤固液分离后进入沉镍工序，沉镍时间为I. 5hr，用絮凝剂絮凝后，用浓密机、带式过滤机、压滤机进行固液分离、洗涤，洗液一部分返回浸出时用来调整浸出液固比用，一部分并入浸出原液，接着，浸出液加入镁基矿二段除铁至pH=3. 5 7. 5，采用菱镁矿富集、中和上清液一段沉镍加碱沉Ni (OH) 2至pH=7. I 9. 2，晶种返回沉镍槽，沉镍料进浓密机沉降，底流压滤、浆化、洗涤Ni (OH)2，浓密机溢流进二段沉镍至pH=6 12，使母液中镍小于30 50mg/L，得沉镍钴浆料； 沉镍钴浆料过滤洗涤步骤沉镍钴浆料用浓密机、带式过滤机、压滤机或浓密机结合压滤机、带式过滤机进行固液分离，洗涤，获得含镍> 40 45%的氢氧化镍、氢氧化钴或碳酸镇、碳Ife钻广品。
8.根据权利要求7所述的低铁高镁红土镍矿用废稀硫酸浸出镍钴的方法，其特征在于，在沉镍钴浆料过滤洗涤步骤之后还包括沉镍母液处理步骤沉镍母液中镁离子浓度^ 35g/L时，用菱镁矿、碳铵、石灰石、氧化钙、氢氧化钠、蛇纹石矿、熟石灰、氧化镁、或氨水中和沉淀分离得氢氧化镁、碳酸镁、碱式碳酸镁、氢氧化镁和采用低温膜技术直接分离结晶硫酸镁。
9.根据权利要求7所述的低铁高镁红土镍矿用废稀硫酸浸出镍钴的方法，其特征在于，在浸出和预中和步骤之前还包括选矿步骤从火法红土镍冶炼工厂筛分出干燥好的矿石粒度为2 5mm，矿石品位为I. 35 I. 8%的低铁高镁红土镍矿。
全文摘要
本发明提供一种低铁高镁、高铁低镁红土镍矿用废稀硫酸浸出镍钴的方法。直接利用经脱色、脱盐后无需浓缩的废稀硫酸酸浸红土镍矿提取氢氧化镍和氢氧化钴等。具体工艺流程包括废稀硫酸除杂步骤、制浆步骤、浸出和预中和步骤、浸出矿浆过滤洗涤步骤、浸出液沉镍钴步骤、沉镍钴浆料过滤洗涤步骤、电积镍步骤以及后处理循环回收铁、镁、锰等。本发明提供的方法克服技术难关，使直接稀硫酸常压浸出法工艺路线的技术运行稳定，大幅度降低成本，生产效率高，镍、钴、铁、镁、锰等金属的回收率高。同时有效回收利用目前难以处理的染料等工业副产废稀硫酸，对环境友好，不排放任何有害气体，废渣为固形物，可植树绿化也可回收利用，废水完全能达标排放。
文档编号C22B3/08GK102876892SQ201210423318
公开日2013年1月16日 申请日期2012年10月30日 优先权日2012年10月30日
发明者不公告发明人 申请人:杭州蓝普水处理设备有限公司