一種利用鹽酸選擇性浸出蛇紋石型紅土鎳礦的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于濕法冶金領(lǐng)域，具體地，本發(fā)明涉及一種利用鹽酸選擇性浸出蛇紋石型紅土鎳礦的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鎳以其優(yōu)良的特性被廣泛應(yīng)用于制造不銹鋼。鎳主要來(lái)源于硫化鎳礦與紅土鎳礦。隨著優(yōu)質(zhì)硫化鎳礦的逐漸減少，低品位紅土鎳礦的開(kāi)發(fā)與利用越來(lái)越吸引人們的注意。紅土鎳礦中鐵、鎂含量相對(duì)較高，鎳、鈷含量相對(duì)較低，其總量約占已探明世界陸地鎳資源的70%左右。綜合利用紅土鎳礦具有重要的戰(zhàn)略意義。
[0003]70%的紅土鎳礦采用火法冶金工藝生產(chǎn)鎳鐵。但是火法工藝會(huì)產(chǎn)生大量的鎳鐵渣，大約占原料的80%?90%，鎳鐵渣的再利用是一個(gè)世界性難題。鎳、鈷的回收率低是火法工藝的另一缺點(diǎn)。除此之外，火法工藝的缺點(diǎn)還包括操作溫度較高，能耗大。采用硫酸加壓處理紅土鎳礦是濕法工藝普遍采用的方法。但是該方法操作條件比較苛刻(270°C，5Mpa)，對(duì)設(shè)備要求相對(duì)較高，反應(yīng)后的浸出澄由于含硫較高難以利用。相對(duì)于采用硫酸作為浸出介質(zhì)，鹽酸有比較明顯的優(yōu)勢(shì)，如:鹽酸的回收與循環(huán)更加容易，氯化體系的中的鎳、鈷萃取分離更加普遍。已有的關(guān)于鹽酸酸浸的專(zhuān)利文獻(xiàn)未見(jiàn)有使用鹽酸選擇性浸出技術(shù)處理蛇紋石型紅土鎳礦的專(zhuān)利或文獻(xiàn)報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)文獻(xiàn)報(bào)道硫酸加壓浸出的條件比較苛刻，以及鹽酸常壓浸出過(guò)程浸出液中鐵離子濃度高難以?xún)艋s的問(wèn)題，本發(fā)明的目的時(shí)提供一種紅土鎳礦鹽酸選擇性浸出鎳、鈷的生產(chǎn)方法，該方法能實(shí)現(xiàn)紅土鎳礦中鎳、鈷的選擇性高效浸出，絕大部分鐵以赤鐵礦形式賦存于渣中，提升蛇紋石型紅土鎳礦的綜合利用。
[0005]本發(fā)明的利用鹽酸選擇性浸出蛇紋石型紅土鎳礦的方法，包括以下步驟:
[0006]I)將鹽酸溶液與蛇紋石型紅土鎳礦混合，在120?200°C下浸取0.5?5h，得到中間漿料；其中，所述的鹽酸溶液與蛇紋石型紅土鎳礦的液固質(zhì)量比為1:1?5:1 ;
[0007]2)將步驟I)得到中間漿料進(jìn)行固液分離，得到鐵硅渣和含鎳、鈷、鎂、鋁、鉻、錳和鐵的浸出液；
[0008]3)將步驟2)得到的浸出液與中和劑發(fā)生沉淀反應(yīng)，經(jīng)沉淀除鐵后，得到含鎳、鈷、鎂、鋁、鉻和錳的溶液；
[0009]4)將步驟3)得到的溶液經(jīng)凈化除雜后，得到含鎳、鈷和鎂的溶液；所述凈化除雜為向步驟3)得到的溶液中依次加入氧化劑和中和劑，使發(fā)生氧化反應(yīng)和沉淀反應(yīng)；
[0010]5)將步驟4)得到的溶液經(jīng)沉淀后，得到鎳鈷渣與含鎂溶液；
[0011]6)將步驟5)得到的含鎂溶液在500?1000°C下經(jīng)噴霧水解后得到氧化鎂與鹽酸；
[0012]7)將步驟2)得到的鐵硅渣經(jīng)鹽酸浸出后獲得含鐵浸出液及硅渣，將獲得的含鐵浸出液經(jīng)中和反應(yīng)得到鐵渣。
[0013]根據(jù)本發(fā)明利用鹽酸選擇性浸出蛇紋石型紅土鎳礦的方法，所述蛇紋石紅土鎳礦Ni的質(zhì)量含量小于2%，Co的質(zhì)量含量小于0.2%，F(xiàn)e2O3的質(zhì)量含量為20%?35%，MgO的質(zhì)量含量為15%?25%，S12的質(zhì)量含量為20%?30%。根據(jù)本發(fā)明所述利用鹽酸選擇性浸出蛇紋石型紅土鎳礦的方法，步驟I)所述的鹽酸溶液的質(zhì)量百分比濃度為20%?30%。
[0014]根據(jù)本發(fā)明所述利用鹽酸選擇性浸出蛇紋石型紅土鎳礦的方法，步驟2)所述固液分離，操作溫度為室溫，可以選用現(xiàn)有的分離方法及分離設(shè)備，例如板框壓濾機(jī)，離心機(jī)等相關(guān)過(guò)濾設(shè)備。
[0015]根據(jù)本發(fā)明所述利用鹽酸選擇性浸出蛇紋石型紅土鎳礦的方法，一般地，步驟2)所述含鎳、鈷、鎂、鋁、鉻、錳和鐵的酸浸液中Fe的質(zhì)量濃度為I?20g/L，Ni的質(zhì)量濃度為
1.0?10g/L，Co的質(zhì)量濃度為0.1?2g/L，Mg的質(zhì)量濃度為10?30g/L。
[0016]根據(jù)本發(fā)明所述利用鹽酸選擇性浸出蛇紋石型紅土鎳礦的方法，步驟3)所述沉淀反應(yīng)溫度為20?90°C，反應(yīng)pH為0.5?3，反應(yīng)時(shí)間0.5?3h。所述中和劑可以是MgO，也可以采用相關(guān)離子的堿、鹽、氧化物，如Mg(OH)2、CaO、Na2COjP NaOH中的一種或幾種。
[0017]根據(jù)本發(fā)明所述利用鹽酸選擇性浸出蛇紋石型紅土鎳礦的方法，步驟3)與步驟7)所述的鐵澄中鐵的質(zhì)量含量大于60%。
[0018]根據(jù)本發(fā)明所述利用鹽酸選擇性浸出蛇紋石型紅土鎳礦的方法，步驟4)所述凈化除雜，氧化劑采用H202、03等相關(guān)氧化劑，氧化劑用量約為錳含量的1.1?1.5倍，氧化操作溫度為室溫，反應(yīng)時(shí)間為0.5?3h ;步驟4)所述沉淀反應(yīng)的中和劑可以采用MgO，也可以采用相關(guān)離子的堿、鹽、氧化物，如Mg (OH) 2、CaO、Na2CO3、NaOH中的一種或幾種，操作溫度為室溫，操作pH為3?8，反應(yīng)時(shí)間為0.5?3h。
[0019]根據(jù)本發(fā)明所述利用鹽酸選擇性浸出蛇紋石型紅土鎳礦的方法，步驟5)所述沉淀反應(yīng)的中合劑為MgO、Mg (OH)2, CaO、Na2COjP NaOH中的一種或幾種，操作溫度為室溫，操作pH為8?12，反應(yīng)時(shí)間為0.5?3h。
[0020]根據(jù)本發(fā)明所述利用鹽酸選擇性浸出蛇紋石型紅土鎳礦的方法，步驟5)所述方法中回收鹽酸的濃度大于20%。
[0021]根據(jù)本發(fā)明所述利用鹽酸選擇性浸出蛇紋石型紅土鎳礦的方法，步驟6)所述噴霧水解，操作溫度為500?1000°C，使完全水解即可，優(yōu)選反應(yīng)時(shí)間為10?60min ;步驟5)得到的含鎂溶液的流量為100?1000L/h，氧化鎂收集裝置可以采用旋風(fēng)分離器、布袋除塵器的一種或幾種，鹽酸收集裝置可以采用填料吸收塔、板式吸收塔的一種或幾種。
[0022]根據(jù)本發(fā)明所述利用鹽酸選擇性浸出蛇紋石型紅土鎳礦的方法，步驟7)所述鹽酸濃度為20%?30%，浸出溫度為60?90°C，浸出時(shí)間為0.5?3h，固液分離后得到含鐵浸出液及硅渣，硅渣經(jīng)干燥后可做建材等，含鐵浸出液經(jīng)中和后得到鐵渣，中和劑可以采用MgO,也可以采用相關(guān)離子的堿、鹽、氧化物，如Mg (OH)2, CaO, Na2CO3^ NaOH中的一種或幾種，中和溫度為20?90°C，中和pH為0.5?3，反應(yīng)時(shí)間為0.5?3h。
[0023]本發(fā)明所述沉淀或中和反應(yīng)所使用的中和劑MgO，均可以使用步驟6)得到的氧化鎂，從而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)物循環(huán)利用。
[0024]根據(jù)本發(fā)明所述利用鹽酸選擇性浸出蛇紋石型紅土鎳礦的方法，所述方法中鎳、鈷的回收率大于90%。
[0025]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0026](I)本發(fā)明利用鹽酸酸浸蛇紋石型紅土鎳礦的工藝較現(xiàn)有硫酸酸浸紅土鎳礦工藝，反應(yīng)條件溫和，且解決了現(xiàn)有硫酸浸出渣難以利用的問(wèn)題。
[0027](2)本發(fā)明采用鹽酸酸浸蛇紋石型紅土鎳礦，不僅能大幅提鎳、鈷浸出率，還能避免大量鐵的浸出。
[0028](3)本發(fā)明得到的鐵渣的鐵質(zhì)量含量大于62%，可以作為火法冶煉鋼鐵的原料。
[0029](4)本發(fā)明的利用噴霧水解的方法處理含鎂廢液，實(shí)現(xiàn)了鹽酸的再生循環(huán)和鎂的綜合利用。
[0030](5)本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了蛇紋石型紅土鎳礦中鎳、鈷、鐵、鎂、硅等元素的綜合利用，大幅提高了資源利用率，其中鎳、鈷的回收率大于90%。
【附圖說(shuō)明】
[0031]圖1為本發(fā)明的利用鹽酸酸浸蛇紋石型紅土鎳礦的工藝流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032]實(shí)施例1
[0033]將Fe、N1、Co和Mg的質(zhì)量含量分別為18.8%、1.4%、0.06%和10.8%的蛇紋石型紅土鎳礦與25%鹽酸溶液混合，在150°C下浸取2小時(shí)，得到中間漿料，其中，稀鹽酸與浸出渣的液固質(zhì)量比為2:1 ;中間漿料經(jīng)固液分離、充分洗滌后得到鐵硅渣和含鎳、鈷、鎂、鋁、鉻、錳和鐵的浸出液，浸出液中Fe的質(zhì)量濃度為4.8g/L，Ni的質(zhì)量濃度為3.5g/L，Co的質(zhì)量濃度為0.15g/L，Mg的質(zhì)量濃度小于20g/L ;所得浸出液加入MgO，保持pH值在2，50°C進(jìn)行沉淀反應(yīng)2h，經(jīng)沉淀除鐵后，得到含鎳、鈷、鎂、鋁、鉻和錳的溶液。向含鎳、鈷、鎂、鋁、鉻和錳的溶液中加入錳含量1.1倍的H2O2，進(jìn)行氧化反應(yīng)2h，反應(yīng)后溶液再加入MgO，保持PH值為5，常溫下進(jìn)行中和反應(yīng)2h，獲得凈化除雜后的溶液。將凈化除雜后的溶液再次加入MgO，保持pH值在10，常溫下進(jìn)行沉淀反應(yīng)2h，得到鎳鈷渣和含鎂溶液。將獲得的含鎂溶液含以流量100L/h噴霧水解，操作溫度為500°C，水解60min，采用旋風(fēng)分離器收集氧化鎂，采用填料吸收塔收集鹽酸。將前述所得鐵硅渣經(jīng)20%鹽酸60°C浸出3h，獲得含鐵浸出液及硅渣，將獲得的含鐵浸出液加入MgO，保持pH值在2，90°C下進(jìn)行中和反應(yīng)2h，得到鐵渣；將所述鐵渣在100°C干燥后得到Fe的質(zhì)量含量為62.2%的鐵渣。此工藝中，鎳的回收率為90.2%，鈷的回收率為93.20Z0o
[0034]實(shí)施例2
[0035]將Fe、N1、Co和Mg的質(zhì)量含量分別為18.8%、1.4%、0.06%和10.8%的蛇紋石型紅土鎳礦與20%鹽酸溶液混合，在190°C下浸取I小時(shí)，得到中間漿料，其中，稀鹽酸與浸出渣的液固質(zhì)量比為1:1 ;中間漿料經(jīng)固液分離、充分洗滌后得到鐵硅渣和含鎳、鈷、鎂、鋁、鉻、錳和鐵的浸出液，浸出液中Fe的質(zhì)量濃度為5.2g/L, Ni的質(zhì)量濃度為3.6g/L，Co的質(zhì)量濃度為0.15g/L，Mg的質(zhì)量濃度小于20g/L ;所得浸出液加入MgO，保持pH值在3，70°C進(jìn)行沉淀反應(yīng)lh，經(jīng)沉淀除鐵后，得到含鎳、鈷、鎂、鋁、鉻和錳的溶液。向含鎳、鈷、鎂、鋁、鉻和錳的溶液中加入錳含量1.4倍的H2O2，進(jìn)行氧化反應(yīng)lh，反應(yīng)后溶液再加入MgO，保持pH值為7，常溫下進(jìn)行中和反應(yīng)lh，獲得凈化除雜后的溶液。將凈化除雜后的溶液再次加入MgO，保持pH值在11，常溫下進(jìn)行沉淀反應(yīng)lh，得