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CN101956081B - 一种从低品位红土镍矿中强化氨浸取镍钴的工艺 - Google Patents

一种从低品位红土镍矿中强化氨浸取镍钴的工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种从低品位红土镍矿中强化氨浸取镍钴的工艺，其特征在于工艺由以下步骤：a)从矿山开采出的铁质镍红土矿，经过筛分，采用焙烧还原，使红土镍矿中镍、钴和铁的氧化物选择性还原为金属镍、钴和四氧化三铁；b)将矿浆加浸出剂调整，控制矿浆液固重量比4∶1～5∶1；矿浆直接加入浸出罐并通入空气进行有价金属；c)将浸出液浓密分离，上清液一段过滤得成品液送萃取分离，一段浸渣加碳氨溶液并通入空气进行二段浸出；d)对二段浸出液浓密分离，二段上清返回系统循环，二段浸出渣送磁选工序尾矿处理；e)通过浸出液部分循环对浸出液进行调配，使浸出液中镍离子浓度达到0.8～4.5g/L，得含有镍钴的矿物成品液。

Description

一种从低品位红土镍矿中强化氨浸取镍钴的工艺
技术领域
本发明涉及一种从含镍矿物中提取镍的工艺，尤其是一种从低品位红土镍矿中强化氨浸取镍钴的方法。
背景技术
目前，世界上的镍虽然产自硫化镍矿床居多，但作为巨大资源潜力的氧化镍矿-红土镍矿的采冶、开发，日益受到人们的重视。处理不同矿石的工艺原则流程可归纳为：(1)火法流程，(2)湿法氨浸流程，(3)湿法加压酸浸流程。火法流程要求较高的镍品位，而对于镍含量在1％左右的红土镍矿则可采用湿法氨浸流程，如用湿法加压酸浸流程，生产工艺复杂、工艺环节、对设备的要求较高、辅料消耗高、加压阀结疤严重、运营生产成本高等问题，直接制约着企业的发展。而选择湿法氨浸流程物料腐蚀性弱，设备材质要求较弱，易于加工制作，并采用常压浸出，设备结构简单，试剂可循环使用。在红土镍矿冶炼过程中，氨浸工艺是关键工序，氨浸过程、浸出效果直接决定镍、钴回收率的高低。氨浸出过程中粒度、浸出剂的浓度、搅拌强度、供氧量、温度、浸出时间等主要因素对浸出效果影响的研究是现在需要解决的最主要的问题。
发明内容
本发明的目的在于针对低品位红土镍矿(Ni：0.6～1.2％)，提供一种工艺简单、流程短浸出效果好的一种从低品位红土镍矿中强化氨浸取镍钴的方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
本发明的反应原理：
Ni+1/2O2+nNH3+CO2＝Ni(NH3)n 2++CO3 2-
Co+1/2O2+nNH3+CO2＝Co(NH3)n 2++CO3 2-
2Co(NH3)n 2++1/2O2+CO2＝Co(NH3)n 2++CO3 2-
Fe+1/2O2+nNH3+CO2＝Fe(NH3)n 2++CO3 2
FeO+nNH3+CO2＝Fe(NH3)n 2++CO3 2-
4Fe(NH3)n 2++10H2O+O2＝4Fe(OH)3↓+4(n-2)NH3+8NH4 +
本发明的技术方案是：一种从低品位红土镍矿中强化氨浸取镍钴的工艺，其特征在于工艺由以下步骤：
a)从矿山开采出的铁质镍红土矿，经过筛分，采用焙烧还原，使红土镍矿中镍、钴和铁的氧化物选择性还原为金属镍、钴和四氧化三铁。焙砂返球磨机，加水磨细，粒度控制在-0.074mm占80％左右；
b)将矿浆加浸出剂调整，控制矿浆液固重量比4∶1～5∶1；矿浆直接加入浸出罐并通入空气进行有价金属(Ni、Co等)的一段浸出；
c)将浸出液浓密分离，上清液一段过滤得成品液送萃取分离，一段浸渣加碳氨溶液并通入空气进行二段浸出；
d)对二段浸出液浓密分离，二段上清返回系统循环，二段浸出渣送磁选工序尾矿处理；
e)通过浸出液部分循环对浸出液进行调配，使浸出液中镍离子浓度达到0.8～4.5g/L，得含有镍钴的矿物成品液。
所述用于浸矿用浸出剂为液氨、碳氨或者他们的混合物。由于碳氨具有稳定、廉价、氨含量高和环境友好等特点，本发明优选的碳氨是碳酸氨或碳酸氢铵。
所述有价金属的浸出为矿物和浸出剂在搅拌浸出罐中于20℃～25℃下，通过物理化学过程将矿物中镍钴等有价金属转入溶液。
所述浸出罐为多级串联，串联数5～8；浸出罐之间通过溢流口相联，浆状物料从上一级的溢流口溢流进入下一级浸出罐。
所述矿浆加入是将已调整液固比的原始矿浆从串联浸出罐的第一级加入，在最后一级完成浸出过程。
所述浸出剂的加入是将计量的液氨或碳氨与矿浆一起从串联浸出罐的第一级加入。
所述浸出液循环调配时将有价金属浓度达不到要求的浸出浆返回用于调整浆料液固比。
在本发明方法中，焙砂中镍、钴的浸出过程是一个氧化过程，氧化剂是空气中的氧。通入空气是补充浸出剂中消耗的氧气。
所述氧化剂为氧气、还原剂为焙砂中的金属单质。
在本发明方法中，物料的浸出PH值在10～10.5之间，当PH大于10.5时，浸出过程中镍氨络合物不能稳定存在；PH小于10时，碱度过低，反应发生不完全，浸出渣率高，浸出效果不好。
本发明的低品位红土镍矿氨浸方法，其特征在于铁镍矿一段浸出后，镍、钴的浸出率分别可达到78％、42.7％(镍钴含量按1计算)，二段浸出后镍、钴浸出率82.23％、60％。一段浸出主要回收镍，二段浸出回收钴。
在本发明中，最佳浸出温度为20℃～25℃。
在本发明中，最佳浸出时间为120min。
在本发明中，最佳的鼓空气速度应为60m3/h·t(焙砂)。
在本发明中，最佳的浸出浓度为NH3/CO2＝75/55(g·L-1)/(g·L-1)。
本发明的优点在于强化氨浸技术具有浸出率高，试剂可循环使用，安全环保等特点；本发明采用工业碳铵，提高了利用率，廉价、易储运，经过在高原上的工业化应用，经济效益和社会效益十分明显。
附图说明
以下结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
图1是本发明的工艺流程图。
具体实施方式
本发明采用廉价、易得的碳铵作为提取剂，利用一段浸出、二段浸出使镍钴以不稳定的氨络离子形式存在与碳铵溶液中，实现高效提取红土镍矿中的镍钴，并实现工业化应用。从矿山上开采出的铁质镍红土矿，进行矿破碎、还原焙烧、球磨机细磨，粒度控制在-0.074mm占80％左右，将磨细的物料加到铵盐溶液中，进行一段a、b、c、d、e五级浸出，通过浓密分离，得到上清液精制含镍溶液A，底流经过二段A、B二级浸出，上清返回一级浸出工序，底流至磁选进行选铁工序。由上工业运作，镍钴平均浸出率可达到82.23％和60％。本发明具有显著优势，经过在高原上工业化应用，经济效益和社会效益十分明显。
工业化生产实例1
浸出条件为：温度25℃，L/S(液固比)为4/1，氧化浸出时间为120min。浸出结果如下：
NH3/CO2浓度对焙砂浸出影响
Figure BSA00000277091700041
Figure BSA00000277091700051
工业化生产实例2
浸出条件为：NH3/CO2＝75(g·L-1)/55(g·L-1)，温度25℃，L/S＝4∶1，氧化浸出时间120min。浸出结果下表：
细度对浸出的影响结果
Figure BSA00000277091700052
工业化生产实例3
浸出条件：NH3/CO2为75(g·L-1)/55(g·L-1)，温度25℃，氧化浸出时间120min，改变矿浆液固比，浸出结果如下：
不同液固比的浸出结果
Figure BSA00000277091700053
Figure BSA00000277091700061
工业化生产实例4
浸出条件：NH3/CO2为75(g·L-1)/55(g·L-1)，温度25℃，L/S＝4∶1。浸出结果如下表：
浸出过程渣中Ni、Co含量随时间的变化
Figure BSA00000277091700062
工业化生产实例5
浸出条件：NH3/CO2为75(g·L-1)/55(g·L-1)，氧化浸出时间120min，L/S＝4∶1。浸出结果如下表：
浸出温度对Ni、Co浸出的影响
Figure BSA00000277091700063
综合上述实施例讨论及验证，结果确定了氨浸的最佳工艺条件：NH3/CO2为75(g·L-1)/55(g·L-1)，焙砂细度-0.074mm占80％，液固比4∶1，鼓空气速度60m3/h·t(焙砂)，浸出温度20℃，由生产结果可知常温常压下，用NH3/CO2溶液可以有效地浸出焙砂中的镍、钴。镍、钴平均浸出率分别为82.23％和60％，浸出渣镍、钴平均含量分别可降至0.15％和0.035％。

Claims (8)

1.一种从低品位红土镍矿中提取镍钴的强化氨浸工艺，其特征在于工艺由以下步骤：
a)从矿山开采出的铁质镍红土矿，经过筛分，采用焙烧还原，使红土镍矿中镍、钴和铁的氧化物选择性还原为金属镍、钴和四氧化三铁，焙砂返球磨机，加水磨细，粒度控制在-0.074mm占80％；
b)将矿浆加浸出剂调整，控制矿浆液固重量比4∶1～5∶1；矿浆直接加入浸出罐并通入空气进行有价金属Ni、Co的一段浸出；
c)将浸出液浓密分离，上清液一段过滤得成品液送萃取分离，一段浸渣加碳氨溶液并通入空气进行二段浸出；
d)对二段浸出液浓密分离，二段上清液返回系统循环，二段浸出渣送磁选工序尾矿处理；
e)通过浸出液部分循环对浸出液进行调配，使浸出液中镍离子浓度达到0.8～4.5g/L，得含有镍钴的矿物成品液。
2.根据权利要求1所述的从低品位红土镍矿中提取镍钴的强化氨浸工艺，其特征在于所述的浸出剂用液氨、碳氨和水配制而成。
3.根据权利要求1所述的从低品位红土镍矿中提取镍钴的强化氨浸工艺，其特征在于所述浸出罐为多级串联，串联数5～8级。
4.根据权利要求1所述的从低品位红土镍矿中提取镍钴的强化氨浸工艺，其特征在于所述矿浆直接加入浸出罐是将已调整液固比的原始矿浆从串联浸出罐的第一级加入，在最后一级完成浸出过程。
5.根据权利要求1所述的从低品位红土镍矿中提取镍钴的强化氨浸工艺，其特征在于浸出温度为20℃～25℃。
6.根据权利要求1所述的从低品位红土镍矿中提取镍钴的强化氨浸工艺，其特征在于浸出时间为120min。
7.根据权利要求1所述的从低品位红土镍矿中提取镍钴的强化氨浸工艺，其特征在浸出浓度为NH3/CO2＝75(g·L-1)/55(g·L-1)。
8.根据权利要求2所述的从低品位红土镍矿中提取镍钴的强化氨浸工艺，其特征在于浸出剂中的碳氨是碳酸氨或碳酸氢铵。
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