專利名稱：全濕法處理紅土鎳礦生產電解鎳的綜合方法
技術領域：
本發明涉及一種硫酸常壓浸出低品位紅土鎳礦，經沉鐵脫雜后沉淀氫氧化鎳，精煉后生產電解鎳的方法，屬于濕法冶金技術領域。
背景技術：
紅土鎳礦占全球鎳資源總量的70%，但開采程度遠不及硫化鎳礦。按其主要成分、 礦物組成和處理工藝不同，主要分為兩大類。一類是鐵高鎂低的鐵質鎳礦，一類是鐵低鎂高的鎂質鎳礦。其冶煉工藝火法、濕法、火濕法結合均有，主要有包括高壓酸浸、常壓酸浸(含堆浸和攪拌浸出)、還原焙燒一氨浸、回轉窯干燥預還原一礦熱電爐還原熔煉等。高壓酸浸適合處理褐鐵礦型紅土礦，在高溫(240 260°C)、高壓(4. 5 4. 7MPa) 條件下，在硫酸介質中將97%的鎳，95%的鈷浸出進入溶液，鐵水解生成赤鐵礦進入渣中。浸出液可沉淀生產鎳鈷硫化物或氫氧化物，進一步精煉生產金屬鎳，也可直接萃取分離富集鎳、鈷。具有代表性的工廠包括Murrin Murrin，Cawse和Bulong。常壓浸出(含堆浸和攪拌浸出)比較適合處理含鐵低、鎂高的紅土鎳礦，在80 85°C下攪拌浸出，液固分離后沉淀回收鎳鈷。該工藝一般來說在沿海地區建廠才能解決大量含鎂廢水排放問題，局限性很明顯，但投資很低，適合小規模生產。純濕法工藝主要有氨浸(堿浸)和酸浸，而酸浸又有硫酸、硝酸、鹽酸以及混合酸浸之分，國內針對硫酸浸出工藝做了大量研究，主要專利有
BHP比利通SSM開發有限公司專利，“常壓酸浸提紅土的方法”(CN101778958A)，分別制備固體含量為20% 40%褐鐵礦漿和腐泥土礦漿，用酸礦重量比(硫酸與褐鐵礦)為1 30至1 65、大氣壓及105°C下進行初級浸提，再移至其它一個或多個反應器中，加入腐泥土礦漿在大氣壓及105°C下進行次級浸提。廣西冶金研究院專利，“從紅土鎳礦中分離回收鎳鈷鎂鐵硅的方法，， (CN101525690A)，采用高溫高酸浸出紅土鎳礦中的鎳鈷鎂鐵，經壓濾后得到浸出液，再在浸出液中加入蛇紋石、菱鎂礦粉兩段除鐵，得到合格鎳鎂溶液，再加入菱鎂礦粉沉淀碳酸鎳， 沉鎳母液濃縮結晶回收硫酸鎂。金川集團有限公司專利，“一種紅土鎳礦浸出方法”(CNl01139656A)，對紅土鎳混合礦進行一段加壓浸出，再加入腐質土礦漿，進行二段加壓加氧浸出。江西稀有稀土金屬鎢業集團有限公司專利，“一種提取鎳和/或鈷的方法，對褐鐵礦型號礦石采用常壓加溫攪拌浸取，而蛇紋石型礦石則采用堆浸法浸取。對于紅土鎳礦酸浸液進行固液分離、脫鋁硅后的處理，有沉淀硫化鎳、氫氧化鎳等方式，主要專利有
中南大學專利，“一種從紅土鎳礦浸出液分離富集鎳鈷的方法”(CN101298638A)，對硫酸或鹽酸浸出固液分離后，加入硫化鈉、硫化氫或硫化銨，反應沉淀硫化鎳。“一種采用硫化沉淀從紅土鎳礦浸出液中富集鎳鈷的方法”(CN101302584A)，則采用含氫與不含氫的硫化劑混合或分別加入浸出液中進行硫化鎳沉淀。
廣西銀億科技礦冶有限公司專利，“一種二段式沉鎳方法”(CN102061387A)，向含鎂的硫酸鎳溶液中加入氫氧化鈉溶液，調整PH值為7. 5 8. 5、反應溫度20 80°C、反應時間0. 5 3小時，進行一段沉淀氫氧化鎳；固液分離后再向沉鎳母液中加入氫氧化鈉溶液，調整PH值為9 10、反應溫度20 80°C、反應時間0. 5 3小時，進行二段沉淀氫氧化鎳。總的來說，硫酸浸出紅土鎳礦工藝主要存在鎳浸出率、回收率不高、酸耗大，特別是工藝流程長以及含鎂廢水量大、處理困難的缺點。另外，過濾、脫雜后的硫酸鎳溶液，如果用沉淀硫化鎳的方式，會產生或使用劇毒硫化氫氣體，存在較大的安全隱患，并且還需進行加壓加氧酸浸硫化鎳，再進行脫鐵鋁硅的深度凈化，才能進行電解鎳的生產。
發明內容
有鑒于此，本發明的目的在于提供一種全濕法處理紅土鎳礦生產電解鎳的綜合方法，其酸耗小，工藝流程短，體系中的鎂可得到開路變為有用產品，生產廢水可直接外排或回用，同時部分回收的鎂可返回流程作為中和劑。本發明通過以下技術方案達到上述目的
對紅土鎳礦磨礦，用酸度150 350g/L的硫酸，在0. 3 1. 2 1酸礦質量比下常壓浸出，加入中和劑至PH值3.0，進行中和沉淀除鐵(沉淀為黃鈉鐵礬，改善了浸出渣的過濾性，可降低過濾能耗)，母液中再加中和劑至PH值6. 0，中和脫除鋁硅，過濾后的硫酸鎳溶液中繼續加中和劑至PH值為9.0，沉淀出氫氧化鎳，氫氧化鎳中間品經重新溶解、凈化脫雜、 電解產出電解鎳產品，沉鎳后的硫酸鎂溶液，加入氫氧化鈣中和沉淀、碳化分離鎂鈣后得碳酸鎂。本發明的具體工藝步驟為
A、將紅土鎳礦磨礦至粒度60 200目，制備為濃度20 55%礦漿；
B、將礦漿加入反應器內，加入硫酸攪拌浸出；
C、浸出完成后，加入中和劑氫氧化鎂、碳酸鈉或氫氧化鈣進行中和沉淀，分別除去鐵、 招、娃；
D、過濾后的浸出液用中和劑氫氧化鎂或氫氧化鈉調節pH值，沉淀出氫氧化鎳；
E、沉淀氫氧化鎳后含鎂母液，加入氫氧化鈣中和得氫氧化鎂，部分返回本工藝流程作為中和劑，多余部分經碳化、熱解后得到碳酸鎂，再煅燒碳酸鎂得到氧化鎂產品。F、氫氧化鎳經重新溶解、凈化脫雜、電解產出電解鎳產品。在上述步驟C中加入的中和劑是在后工藝步驟E中得到的氫氧化鎂。在上述步驟D中加入的中和劑是在后工藝步驟E中得到的氫氧化鎂。本工藝所處理的紅土鎳礦原料為含鎳0. 8 1. 8%、鐵10 30%、鎂10 30%的紅土鎳礦。本發明的突出優點在于
本發明在高酸度、高酸礦比條件下，不需要密閉、加壓、加氧，在常壓下即可把紅土鎳礦中的鎳充分浸出到液相中，鐵被充分氧化成三價態。本發明在鐵沉淀完成后，可加入后續流程中所回收的氫氧化鎂或氫氧化鈉/氫氧化鈣等堿，進一步地沉淀鋁、硅，使酸浸礦漿的過濾性得到加強，進一步地，使濕法工藝中的鎂可以回用，節約了生產成本。本發明用后續流程中回收的氫氧化鎂或氫氧化鈉/氫氧化鈣等堿，沉淀氫氧化鎳，節約了生產成本。進一步地，氫氧化鎳的重新溶解，不再如傳統的硫化鎳那樣使用加壓加氧方式，節約了生產成本。
說明書附圖為本發明的原則工藝流程圖。 具體實施例下面通過具體實施例對本發明所述技術方案作進一步詳細描述，實施例的給出決不是限制本發明。本發明是一種全濕法處理紅土鎳礦生產電解鎳的工藝，實現步驟如下。實施例1 取紅土鎳礦(含鎳0. 8%、鐵15%、鎂15%) 200g磨礦至-100目，加水制備成含固30%的礦漿。在礦漿中緩慢加入95ml硫酸，常壓攪拌，進行硫酸浸出，浸出時間4小時。在完成浸出的酸浸礦漿中，加入碳酸鈉，常壓攪拌，監測PH值，直到pH=3. 0，繼續攪拌3. 5小時，完成沉淀鐵釩。緩慢加入氫氧化鎂溶液，監測PH值，直到pH=6. 0，穩定無變化后完成鋁硅沉淀。過濾，清液為硫酸鎳、鎂溶液，緩慢加入氫氧化鎂溶液，直到pH=9. 0，穩定無變化后
完成氫氧化鎳沉淀。沉鎳后母液中加入氫氧化鈣溶液中和pH>10，得到氫氧化鎂，部分返回流程，其余經碳化、熱解后鎂、鈣分離，得到碳酸鎂。氫氧化鎳經重新酸溶、凈化脫雜后，電解得到電解鎳。實施例2 取紅土鎳礦(含鎳0. 8%、鐵15%、鎂15%) 200g磨礦至-160目，加水制備成含固37%的礦漿。在礦漿中緩慢加入88ml硫酸，常壓攪拌，進行硫酸浸出，浸出時間4小時。在完成浸出的酸浸礦漿中，加入碳酸鈉，常壓攪拌，監測PH值，直到pH=3. 0，繼續攪拌3. 5小時，完成沉淀鐵釩。緩慢加入氫氧化鎂溶液，監測PH值，直到pH=6. 0，穩定無變化后完成鋁硅沉淀。過濾，清液為硫酸鎳、鎂溶液，緩慢加入氫氧化鎂溶液，直到pH=9. 0，穩定無變化后
完成氫氧化鎳沉淀。沉鎳后母液中加入氫氧化鈣溶液中和pH>10，得到氫氧化鎂，部分返回流程，其余經碳化、熱解后鎂、鈣分離，得到碳酸鎂。氫氧化鎳經重新酸溶、凈化脫雜后，電解得到電解鎳。實施例3 取紅土鎳礦(含鎳0. 8%、鐵15%、鎂15%) 200g磨礦至-200目，加水制備成含固45%的礦漿。在礦漿中緩慢加入75ml硫酸，常壓攪拌，進行硫酸浸出，浸出時間4小時。在完成浸出的酸浸礦漿中，加入碳酸鈉，常壓攪拌，監測PH值，直到pH=3. 0，繼續攪拌3小時，完成沉淀鐵釩。緩慢加入氫氧化鎂溶液，監測PH值，直到pH=6. 0，穩定無變化后完成鋁硅沉淀。過濾，清液為硫酸鎳、鎂溶液，緩慢加入氫氧化鎂溶液，直到pH=9. 0，穩定無變化后
完成氫氧化鎳沉淀。沉鎳后母液中加入氫氧化鈣溶液中和pH>10，得到氫氧化鎂，部分返回流程，其余經碳化、熱解后鎂、鈣分離，得到碳酸鎂。氫氧化鎳經重新酸溶、凈化脫雜后，電解得到電解鎳。
權利要求
1.一種全濕法處理紅土鎳礦生產電解鎳的綜合方法，其特征是對紅土鎳礦磨礦，用酸度150 350g/L的硫酸，在0. 3 1. 2 :1酸礦質量比下常壓浸出，加入中和劑至pH值 3. 0，進行中和沉淀除鐵，母液中再加中和劑至pH值6. 0，中和脫除鋁硅，過濾后的硫酸鎳溶液中繼續加中和劑至PH值為9.0，沉淀出氫氧化鎳，氫氧化鎳中間品經重新溶解、凈化脫雜、電解產出電解鎳產品，沉鎳后的硫酸鎂溶液，加入氫氧化鈣中和沉淀、碳化分離鎂鈣后得碳酸鎂。
2.按權利要求1所述的全濕法處理紅土鎳礦生產電解鎳的綜合方法，其特征是具體工藝步驟為A、將紅土鎳礦磨礦至粒度60 200目，制備為濃度20 55%礦漿；B、將礦漿加入反應器內，加入硫酸攪拌浸出；C、浸出完成后，加入中和劑氫氧化鎂、碳酸鈉或氫氧化鈣進行中和沉淀，分別除去鐵、 招、娃；D、過濾后的浸出液用中和劑氫氧化鎂或氫氧化鈉調節pH值，沉淀出氫氧化鎳；E、沉淀氫氧化鎳后含鎂母液，加入氫氧化鈣中和得氫氧化鎂，部分返回本工藝流程作為中和劑，多余部分經碳化、熱解后得到碳酸鎂，再煅燒碳酸鎂得到氧化鎂產品；F、氫氧化鎳經重新溶解、凈化脫雜、電解產出電解鎳產品。
3.如權利要求2所述的全濕法處理紅土鎳礦生產電解鎳的綜合方法，其特征是步驟C 中加入的中和劑是在后工藝步驟E中得到的氫氧化鎂。
4.如權利要求2所述的全濕法處理紅土鎳礦生產電解鎳的綜合方法，其特征是步驟D 中加入的中和劑是在后工藝步驟E中得到的氫氧化鎂。
5.如權利要求3或4所述的全濕法處理紅土鎳礦生產電解鎳的綜合方法，其特征是 本工藝所處理的紅土鎳礦原料為含鎳0. 8 1. 8%、鐵10 30%、鎂10 30%的紅土鎳礦。
全文摘要
一種全濕法處理紅土鎳礦生產電解鎳的綜合方法，本發明涉及一種硫酸常壓浸出低品位紅土鎳礦的方法，屬于濕法冶金技術領域。本綜合方法步驟為，對紅土鎳礦磨礦，用酸度150～350g/L的硫酸，在0.3～1.21酸礦質量比下常壓浸出，加入中和劑至pH值3.0，進行中和沉淀除鐵，母液中再加中和劑至pH值6.0，中和脫除鋁硅，過濾后的硫酸鎳溶液中繼續加中和劑至pH值為9.0，沉淀出氫氧化鎳，氫氧化鎳中間品經重新溶解、凈化脫雜、電解產出電解鎳產品，沉鎳后的硫酸鎂溶液，加入氫氧化鈣中和沉淀、碳化分離鎂鈣后得碳酸鎂。本發明解決了現有工藝流程長以及含鎂廢水量大、處理困難的缺點，使鎂得到開路成為產品，生產廢水可直接外排或回用，同時部分回收的鎂可返回流程循環用作中和劑。
文檔編號C22B3/44GK102329955SQ20111024604
公開日2012年1月25日 申請日期2011年8月25日 優先權日2011年8月25日
發明者唐瑞祥, 季登會, 楊成武, 王煒, 陳光云, 黃欣 申請人:云南錫業集團(控股)有限責任公司