常压酸浸和中等压力浸出相结合处理褐铁矿的方法_2

文档序号:8468808阅读:来源:国知局
该方法存在以下缺点和不 足:首先常压浸出褐铁矿的时间较长,通常为4小时以上,因此所需常压浸出设备庞大;二 是酸消耗较高,总酸/矿石=0. 6/1,这一酸耗指标虽然远低于常压酸浸却远高于高压酸浸; 三是所用腐泥土矿量是褐铁矿量的1倍,这同样和红土矿的矿带构成相矛盾,众所周知的 是红土镍矿床中,褐铁矿量:腐泥土矿量多2 : 1。
[0017] 总之,在上述红土镍矿湿法冶炼的发明专利中,高压酸浸(HPAL)工艺和改进的高 压酸浸工艺的缺点是:需要复杂的高温、高压的高压釜以及相关的设备,其安装与维护都很 昂贵;HPAL工艺消耗的硫酸比按化学计量溶解矿石中的非铁金属成分所需的硫酸更多; HPAL工艺只限于处理主要为褐铁矿类的原料;HPAL工艺在运行过程中高压釜容易结垢, 需定期停产清理,开工率低。常压酸浸工艺和改进的常压酸浸工艺的缺点是:硫酸消耗高; 镍、钴浸出率低;反应时间长,所需设备庞大。高压酸浸包括改进的高压酸浸工艺和常压酸 浸工艺包括改进的常压酸浸工艺的共同缺点是浸出渣量大,而且是硅和铁的混合渣,不能 经济有效的开发利用。尽管CN102206749A的发明专利中提及了浸出渣的回收利用,但由于 渣中的二氧化硅及氧化铁、针铁矿等均为反应生成的细小微粒,它们相互"生长"在一起,很 难用简单的磁选等方法将它们分离,因此上述浸出渣开发利用的经济效益很差,只能当废 固处理,甚至对于镍浸出率较低的浸出渣必须当危废渣进行处理。

【发明内容】

[0018] 本发明的目的是提供一种耗酸少、浸出率高的常压酸浸和中等压力浸出相结合处 理褐铁矿的方法。
[0019] 本发明通过以下技术方案来实现上述目的: 一种常压酸浸和中等压力浸出相结合处理褐铁矿的方法,包括以下步骤: a、 对褐铁矿洗选分级得到+80目的高硅镁矿和-80目的低硅镁高铁矿; b、 将上述高硅镁矿制成含固量为40%_60%的矿浆,将高硅镁矿浆和浓硫酸加入钢衬合 金反应罐中反应,以溶解大部分的可溶性非铁金属和可溶性铁; c、 将上述b步骤中的反应物料与水以1 :0. 8~1 :1. 5的质量比进行溶解,并固液分离 得到常压浸出渣A和常压浸出液B ; d、 低硅镁高铁矿制成含固量为40%-60%的矿浆,将上述b步骤所得的常压浸出液B和 低硅镁高铁矿浆加入加压管道反应器,在150°C~240°C、1. 5MPa~4. OMPa条件下加压浸 出,浸出0. 5~1. 5h后,进行固液分离,得到加压浸出渣C和加压浸出液D ; e、 将上述d步骤所得的加压浸出液D纯化除杂,通过硫化物或氢氧化物沉淀回收镍、 钻。
[0020] 其中步骤b中浓硫酸与高硅镁矿以质量比为0. 8 :1~1. 2 :1的量加入。
[0021] 其中步骤b在常压下发生反应,反应时间1~12min。
[0022] 对步骤c中的常压浸出渣A和步骤d中的加压浸出渣C进行洗涤得洗涤液E,洗涤 液E用于制备低硅镁高铁矿浆。
[0023] 其中步骤d中控制常压浸出液B和低硅镁高铁矿浆的加入量使反应物料的最终pH 值在0. 5~1. 5之间。
[0024] 其中控制步骤b中的反应温度在95°C~120°C之间。
[0025] 其中步骤c中常压浸出渣A中二氧化硅含量为65%~90%。
[0026] 其中步骤d中得到的加压浸出渣C中铁含量为58%~65%。
[0027] 其中步骤d中温度优选为210 °C~240 °C。
[0028] 第一步包括对褐铁矿洗选分级得到+80目的高硅镁矿和-80目的低硅镁高铁矿; 第二步包括向反应器中加入高硅镁矿浆和足够的浓硫酸,在常压下发生反应,以溶解绝大 部分的可溶性非铁金属和可溶性铁;第三步包括对常压反应物料进行水溶和固液分离得到 常压浸出渣A和常压浸出液B;第四步包括将常压浸出液和低硅镁高铁矿浆按比例加入加 压管道反应器中,在中等压力条件下加压浸出,降低浆料的压力并进行固液分离,得到加压 浸出渣C和加压浸出液D;第五步包括对加压浸出滤液纯化,通过硫化物或氢氧化物沉淀或 其它回收方法回收镍和/或钴。
[0029] 第一步在对褐铁矿洗选分级过程中,将褐铁矿中的砾石、砂石等颗粒较粗的矿物 从原矿中分离,得到+80目的高硅镁矿,而大部分颗粒较细的矿物为-80目的低硅镁高铁 矿。
[0030] 第二步在高硅镁矿酸浸过程中,高硅镁矿浆和足够量的浓硫酸快速充分混合,浓 硫酸和矿浆中的水产生的稀释热使物料温度升高促使高硅镁矿中的金属(镍、钴、铁、镁、 铬、铝等)和硫酸快速反应生成金属硫酸盐,因钢衬合金反应罐的密闭性良好,反应前可不 对矿浆和浓硫酸提前预热,也可保证大量的反应热使物料温度达到彻底反应的温度95°C~ 120°C之间。浓硫酸与高硅镁矿以0. 8 :1~1. 2 :1的比例加入,反应1分钟至12分钟,二氧 化硅、极少量未反应的铁和非铁金属形成酸浸残渣。
[0031] 第三步为常压酸浸物料的水溶及固液分离过程,第二步的常压浸出物料放置一段 时间,在降温过程中形成酥松的蜂窝状固态膏体,加入最少量的但能保证金属硫酸盐全部 溶解的水并搅拌,使金属硫酸盐全部溶解,进行固液分离得到常压浸出渣A和常压浸出液 B,并对常压浸出渣A洗涤得洗涤液E。
[0032] 第四步为常压浸出液浸出低硅镁高铁矿的过程。用上述洗涤液E制备低硅镁高铁 矿浆,即对洗涤液进行回收利用,以减少矿产资源的浪费;将常压浸出液B和低硅镁高铁矿 浆加入加压管道反应器中,在中等压力条件下加压浸出,滤液中的Fe 3+水解为赤铁矿沉淀 并释放出酸(H+)以浸出褐铁矿;采用加压管道反应器相比高压釜可实现连续化生产,连续 产出,生产集成化效率高。其中常压浸出液和褐铁矿矿浆的加入量应按照使反应物料最终 pH值为0. 5~1. 5的比例控制。反应温度足够高至达到铁离子的水解产物为赤铁矿和快的 水解速度及较高的镍钴浸出率和浸出速度,并足够低至在获得较高的镍(和钴)的浸出率的 前提下使达到的工作压力在简单、低成本的加压反应器所能承受的范围内,通常为150°C~ 240°C,优选210°C~240°C,浸出时间为0. 5小时~1. 5小时。将加压浸出物料降温并进行 固液分离得到加压浸出渣C和加压浸出液D,其中加压浸出渣C的主要成分为赤铁矿,铁含 量很高,加压浸出液D镍浓度较高且铁/镍比值较低。
[0033] 第四步包括对加压浸出滤液纯化,通过硫化物或氢氧化物沉淀或其它回收方法回 收镍、钴。
[0034] 本发明的有益效果是: 1、实现了褐铁矿的高效开发利用,采用常压酸浸和中等压力浸出相结合工艺,克服了 现有高压酸浸工艺需要高压釜及相关设备,造成成本、维护费用昂贵的缺陷,以及解决了该 酸浸工艺酸量消耗高且仅限于处理褐铁矿类原料的技术问题,具有比常压浸出工艺更高的 镍、钴回收率,易对浸出渣进行有效分离等有益效果。
[0035] 2、与高压酸浸出(HPAL)工艺相比,本发明的加压浸出在1. 5MPa~4. OMpa的中压 条件下进行,较高压酸浸的条件温和,相应的加压设备的投资成本和运行费用比高压酸浸 低的多,并且操作简单。虽然CN101001964A专利公开了加压浸出在更低的压力(约0. 5MPa) 条件下进行,但是该技术为了获取较理想的镍、钴浸出率,浸出时间需要1~2小时,是本发 明所用时间的2倍。
[0036] 3、与常压酸浸相比,本发明的常压浸出时间为1~12分钟,而
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