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CN102776357A - 一种微波-氨浸处理红土镍矿的方法 - Google Patents

一种微波-氨浸处理红土镍矿的方法 Download PDF

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刘岩
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Northeastern University China
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Abstract

本发明涉及一种微波-氨浸技术处理红土镍矿的方法，具体的过程为配料-混料-造球-干燥-微波加热-冷却-氨浸-过滤。在该工艺中，红土镍矿与碳源及添加剂混合，利用微波加热还原，微波还原产物再经氨浸，提取镍。该方法具有加热速度快，还原效率高以及氨浸提镍具有良好的选择性等优点。

Description

一种微波-氨浸处理红土镍矿的方法
技术领域
本发明涉及有色金属冶金技术领域，具体涉及提供微波-氨浸工艺处理红土镍矿的方法。
背景技术
镍是一种坚硬、强韧、可锻的银白色金属，现代社会中镍作为结构材料和功能材料被广泛应用于工业生产的各个领域。
镍的矿物主要包括硫化型矿物和氧化型矿物两种。硫化型矿物中由于不同晶粒间存在明显的界面，易于破碎成脉石颗粒及解离的硫化矿物颗粒，可根据颗粒的表面特性及颗粒的磁感应将有用矿物从矿石中解离出来而弃去脉石，分离出来的含有大量有用矿物的部分被富集成为精矿。与硫化矿不同，镍的氧化型矿物的有价矿物和脉石类矿物界面残余价键特性相似，导致浮选剂选择性差，采用选矿的方法富集分离困难，回收率低；又因为碱性脉石含量高和有价金属赋存状态复杂而进一步限制其开发利用，使得储量占镍总储量60％以上的红土镍矿生产的精炼镍产量只占总产量的23％左右。但镍的该类矿物具有储量大、易于开采等优点，因此，随着镍资源的日益紧张，红土镍矿的利用逐渐成为当前的研究热点。
现有处理红土镍矿的方法包括湿法和火法，两种方法又包含不同的工艺路线。其中湿法主要有：常压酸浸法，压力酸浸法，生物浸出法。湿法的优点是镍的回收率和纯度均较高，缺点是流程长，设备复杂。红土镍矿现有火法冶炼方法包括：还原熔炼镍铁工艺-小高炉工艺，造锍熔炼工艺，回转窑-电炉工艺。其优点是流程短，但由于红土镍矿中的镍含量普遍较低，故传统工艺中大量能源消耗在熔化矿渣上。
发明内容
针对现有红土镍矿冶炼过程中效率低和高耗能的现状，本发明提供了一种微波-氨浸技术处理红土镍矿的方法。
本发明的主要流程为：配料-混料-造球-干燥——微波加热-冷却-氨浸-过滤。该方法包括以下步骤：
(1)、将红土镍矿研磨至粒度小于1mm备用；
(2)、将步骤(1)制备好的红土镍矿与碳还原剂、添加剂按一定质量比均匀混合。其中碳还原剂的质量为红土镍矿质量的1～20％，添加剂质量为红土镍矿质量的0～50％；
(3)、将步骤(2)配制好的原料充分混合均匀，制成球团后在120℃下干燥脱水；
(4)、将步骤(3)所得干燥球团置于微波设备中进行加热还原，加热时间为1～120min
(5)、将步骤(4)所得还原产物冷却、破碎后按液固比1～5∶1的比例置于含氨溶液的浸出设备中，在室温～90℃、通入空气条件下氨浸出0.5～3h；
(6)、将步骤(5)所得溶液过滤，得到含镍的氨溶液和滤渣，氨溶液继续用于步骤(4)中使用，直至镍的浓度达到0.5～12.0g/L得到镍浓溶液，用萃取法提镍，或者用硫化物沉淀法沉淀提取镍浓溶液中的镍，萃余液和去除硫化镍后的溶液均可经调整和补充适当的氨和铵盐再用于步骤(4)；滤渣作为炼铁原料用于提铁。
本发明所述步骤(2)中的碳还原剂包括活性炭、褐煤、烟煤、无烟煤、木炭、焦炭、石墨、碳粉等各种含碳原料。添加剂包括膨润土、石灰石、橄榄石、白云石、碳酸钙、碳酸镁以及自制复合添加剂。
本发明所述步骤(4)中微波设备包括间歇式工业微波炉或者连续式工业微波炉或者微波流化床。
本发明所述步骤(5)中氨溶液为氨水与氯化氨或硫酸氨或碳酸铵配制的混合液，总氨量在2～6mol/L，氨与铵盐的摩尔比为1～10∶1；浸出设备包括球磨浸出设备或者高压浸出设备或者常压浸出设备。
本发明的优点在于微波还原的高效快速以及氨浸的高效与选择性，浸出渣可以作为炼铁原料，氨溶液可多次循环使用，大大降低了废液和废渣的排放，具有很好的经济效益和社会效益。
具体实施方式
实施例1
原料为某镍红土矿，组成为：Ni：0.9％、Fe2O3 46.1％、MgO：12.6％、SiO2：10.1％。
将镍红土矿磨到45μm以下，将其与活性炭和氧化钙按质量比1∶01∶0.1均匀混合后，制成球团，在120℃下干燥24h，将干燥球后团置于间歇式微波设备中进行加热还原10min，还原产物冷却至室温后按液固比2∶1的比例置于含氨溶液的球磨设备中，在室温下球磨浸出1h，过滤，滤液返回到浸出工艺中继续使用，直至镍的浓度达到6g/L，采用萃取法提取镍。
实施例2
原料为某镍红土矿，组成为：Ni：1.6％、Fe2O3 31.1％、MgO：15.6％、SiO2：33.5％。.
将镍红土矿磨到75μm以下，将其与活性炭和白云石按质量比1∶015∶0.2均匀混合后，制成球团，在120℃下干燥24h，将干燥球后团置于连续式微波设备中进行加热还原30min，熟料按液固比5∶1的比例置于含氨溶液的常压浸出釜中，在室温并通入空气流速10L/min条件下浸出1.5h，过滤，滤液返回到浸出工艺中继续使用，直至镍的浓度达到10g/L，采用硫化物沉淀法提取镍。

Claims (4)

1.一种微波-氨浸技术处理红土镍矿的方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)、将红土镍矿研磨至粒度小于1mm备用；
(2)、将步骤(1)制备好的红土镍矿与碳还原剂、添加剂按一定质量比均匀混合。其中碳还原剂的质量为红土镍矿质量的1～20％，添加剂质量为红土镍矿质量的0～50％；
(3)、将步骤(2)配制好的原料充分混合均匀，制成球团后在120℃下干燥脱水；
(4)、将步骤(3)所得干燥球团置于微波设备中进行加热还原，加热时间为1～120min；
(5)、将步骤(4)所得还原产物冷却、破碎后按液固比1～5∶1的比例置于含氨溶液的浸出设备中，在室温～90℃、并通入空气条件下氨浸出0.5～3h；
(6)、将步骤(5)所得溶液过滤，得到含镍的氨溶液和滤渣，氨溶液继续用于步骤(4)中使用，直至镍的浓度达到0.5～12.0g/L得到镍浓溶液。
2.根据权利要求1所述的微波-氨浸技术处理红土镍矿的方法，其特征在于：使用的还原剂包括活性炭、褐煤、烟煤、无烟煤、木炭、焦炭、石墨、碳粉等含碳原料。添加剂包括膨润土、石灰石、橄榄石、白云石、碳酸钙、碳酸镁以及自制复合添加剂。
3.根据权利要求1所述的微波-氨浸技术处理红土镍矿的方法，其特征在于：微波设备包括间歇式工业微波炉或者连续式工业微波炉或者微波流化床。
4.根据权利要求1所述的微波-氨浸技术处理红土镍矿的方法，其特征在于：氨溶液为氨水与氯化氨或硫酸氨或碳酸铵配制的混合液，总氨量在2～6mol/L，氨与铵盐的摩尔比为1～10∶1；浸出设备包括球磨浸出设备或者高压浸出设备或者常压浸出设备。
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