專利名稱：含鎂礦石的浸出方法
技術領域：
本發明涉及濕法冶煉工藝，更具體的，涉及含鎂礦石的浸出方法。
背景技術：
傳統上的礦石冶煉是通過火法冶煉工藝進行的。近年來開發出了濕法冶煉技術。 由于濕法冶煉能夠有效地減少對環境的污染，并且能夠適用多種不同的礦，因此正逐漸取 代火法冶煉。 目前的濕法冶煉工藝多采用硫酸浸出方法，能夠浸出礦石中所含有的多種金屬元 素。如果不能對這些金屬元素進行回收的話，將是極大的浪費，而且浸出液中的某些成分還 可能對人體造成傷害。例如對含鎂礦石進行浸出時，會產生大量含有硫酸鎂的溶液，由于硫 酸鎂又被稱作"苦水"，是能夠引起人腹瀉的有毒物質，因此國家禁止含有硫酸鎂的廢水直 接排放。傳統的處理方法是將含有硫酸鎂的溶液進行加熱蒸發，得到硫酸鎂晶體。但這種 處理方法的缺點是成本高，效率低，需要消耗大量的能源，并且所得到的硫酸鎂晶體的純度 低。 例如，中國專利CN101104521公開了一種硫酸鎂廢液的處理方法，其包括量取一 定量的硫酸鎂廢液，在機械攪拌條件下加熱濃縮結晶，結晶后干燥，煅燒，獲得的初級氧化 鎂，產生的煙氣回收，作為制硫酸用；把得到的初級氧化鎂加水消化，過濾除雜，獲得氫氧 化鎂乳濁液，把乳濁液移入微壓反應釜中并控制壓力，在攪拌條件下通二氧化碳碳化，經過 濾，獲得碳酸氫鎂溶液，在加熱和攪拌條件下進行碳酸氫鎂溶液熱解便得到堿式碳酸鎂沉 淀，最后過濾、洗滌、烘干和煅燒，獲得活性氧化鎂。 由于該技術采用蒸發-煅燒的工藝路線，因此，大量消耗了能源，對環境造成了再 次污染，并且由于該工藝采用煅燒等方法，因此對設備的要求高，進而生產成本高，不適于 大規模工業應用。
發明內容
本發明的目的旨在至少解決現有技術中的上述問題之一。 為此，本發明的一個目的在于提出一種能夠增大硫酸鈣的粒度從而更好回收鎂的 含鎂礦石的浸出方法。 根據本發明實施例的含鎂礦石的浸出方法包括以下步驟 A)將含鎂礦石與硫酸溶液混合進行硫酸浸出以得到含有硫酸鎂的浸出液； B)對所述浸出液進行凈化得到硫酸鎂溶液； C)將所述硫酸鎂溶液與氧化鈣和/或氫氧化鈣以及作為晶種的硫酸鈣進行混合， 以生成硫酸鈣沉淀和氫氧化鎂沉淀；以及
D)分離硫酸f丐和氫氧化鎂。 根據本發明 一個實施例的含鎂礦石浸出方法，能夠將含鎂礦石中的金屬元素進行 回收。同時由于硫酸鎂與氫氧化鈣的反應體系中存在作為晶種的硫酸鈣，因此，能夠增大反
3應過程中生成的硫酸鈣的粒度，從而有利于后續分離硫酸鈣和氫氧化鎂沉淀，因此，本發明
能夠以低成本、低污染的方式從含鎂礦石中回收金屬元素，達到資源的重復利用。 在本發明的一個實施例的含美礦石的浸出方法中，所述硫酸鎂溶液與氧化鈣和/
或氫氧化鈣以及作為晶種的硫酸鈣進行混合包括首先將氧化鈣和/或氫氧化鈣與作為晶
種的硫酸鈣混合，接著將所述硫酸鎂溶液加入到氧化鈣和/或氫氧化鈣與硫酸鈣的混合物
中。本發明的發明人發現首先將氧化鈣和/或氫氧化鈣與作為晶種的硫酸鈣混合，再加入
硫酸鎂溶液，可以提高后續硫酸鎂與氫氧化鈣的反應效率，而且能夠進一步提高硫酸鈣與
氫氧化鎂沉淀粒度上的差別，進而可以提高分離效率。 在根據本發明的一個實施例的含鎂礦石浸出方法中，所述硫酸浸出為富氧常壓浸 出或富氧高壓浸出，這樣可以促進硫酸浸出的效率。 在根據本發明的一個實施例的含鎂礦石浸出方法中，所述含鎂的礦石為高鎂鎳精 礦。由于在含鎂的精礦硫酸浸出中，會產生大量的含硫酸鎂的溶液，因此低成本回收鎂工藝 在高鎂鎳精礦硫酸浸出的工業應用中的效果更佳。 在本發明的一個實施例的含鎂礦石浸出方法中，所述凈化包括去除浸出液中的 鐵、銅、鈷、鎳中的至少一種，由此，不但能夠回收鐵、銅、鈷、鎳等成份，而且回收了礦石中的 鎂，既減少了污染，又循環利用了資源。 在根據本發明的一個實施例的含鎂礦石浸出方法中，作為晶種的硫酸鈣是通過堿 金屬的硫酸鹽與氧化鈣和/或氫氧化鈣反應制備的。這樣所得到的作為晶種的硫酸鈣能夠 使硫酸鎂溶液中的硫酸鈣更容易附著到其上，生成更大顆粒的沉淀，從而更容易與氫氧化 鎂沉淀分離。 根據進一步的實施例中，所述堿金屬的硫酸鹽是硫酸鈉，這樣可以節省成本。
在根據本發明的一個實施例的含鎂礦石浸出方法中，作為晶種的硫酸鈣是通過硫 酸鎂溶液與氧化鈣和/或氫氧化鈣反應得到硫酸鈣和氫氧化鎂、然后分離硫酸鈣和氫氧化 鎂，并對分離后的硫酸鈣進行洗滌和干燥獲得的。這樣可以省去堿金屬的硫酸鹽，節省成本。
在根據本發明的一個實施例的含鎂礦石浸出方法中，進一步包括用分離得到的氫 氧化鎂制造鎂制品，例如含有氫氧化鎂的肥料或人造板材，這樣可以對氫氧化鎂進行進一 步地利用，提高回收的經濟價值。 本發明附加的方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變 得明顯，或通過本發明的實踐了解到。
圖1是根據本發明一個實施例的含鎂礦石的浸出方法的流程圖
圖2是根據本發明另一實施例的含鎂礦石的浸出方法的流程圖
圖3是根據本發明另一實施例的含鎂礦石的浸出方法的流程圖
圖4是根據本發明另一實施例的含鎂礦石的浸出方法的流程圖
圖5是根據本發明另一實施例的含鎂礦石的浸出方法的流程圖,
具體實施例方式
下面詳細描述本發明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發明，而不能解釋為對本發明的限制。
需要說明的是，在本發明中所采用的術語"氧化鈣和/或氫氧化鈣"是指可以使用 氧化鈣(生石灰)也可以使用氫氧化鈣(熟石灰)，也可以加入二者的混合物。在實際操作 中，可以用水消化生石灰(Ca0)，從而得到石灰乳，主要反應為CaO+H20 = Ca(0H)2，將石灰乳 作為氧化鈣與氫氧化鈣的混合物來使用。 另外，在本發明中所采用的術語"有價金屬"(valuable metals)是指在提煉金屬 的原料中，除主金屬外，具有回收價值的其他金屬。一般說來，某一種金屬是否有回收價值， 取決于該金屬的使用價值、回收需要的費用及其商品價格，例如，鉛鋅礦中的鍺在半導體工 業未興起以前，回收的價值并不大，而20世紀50年代后卻成了很有回收價值的金屬。有的 重金屬礦物中主金屬含量較低，不一定具有開采價值，但其他有價金屬較多時，綜合考慮， 則可能有開采價值。有時，根據某種具體社會情況如戰爭等，而對某種金屬有特殊需求時， 即使經濟上暫時不太合理，也可能要進行回收。總之，"有價"的概念在本發明中不是一成不 變的。 圖1示出了根據本發明一個實施例的含鎂礦石的浸出方法的流程圖。根據圖1所 示，首先將含鎂礦石加入到硫酸溶液中進行硫酸浸出以得到含有硫酸鎂的浸出液；對所述 浸出液進行凈化得到硫酸鎂溶液；接著，將所得到的硫酸鎂溶液與氧化鈣和/或氫氧化鈣 以及作為晶種的硫酸鈣進行混合，以生成硫酸鈣沉淀和氫氧化鎂沉淀，所發生的主要反應 是 MgS04+Ca (OH) 2 = Mg (OH) 2 I +CaS04 I ;
最后，分離硫酸鈣和氫氧化鎂。 如前所述，通過將含鎂礦石中的金屬元素通過硫酸浸出，浸出到浸出液中，并通過
凈化可以回收多種有價金屬，例如鐵、銅、鈷、鎳。另外，如上所述，在加入氧化鈣和/或氫氧
化鈣后，硫酸鎂溶液中的硫酸鎂與氫氧化鈣反應生成硫酸鈣沉淀和氫氧化鎂沉淀。然而，硫
酸鈣沉淀和氫氧化鎂沉淀的顆粒都非常小，并且粒度差別比較小，更具體而言，硫酸鈣沉淀
為晶體形式，而氫氧化鎂為凝膠狀，氫氧化鎂包覆在硫酸鈣上，因此二者難以分離。 此外，如果在硫酸鎂溶液中沒有預先加入作為晶種的硫酸鈣，氫氧化鎂限制了硫
酸鈣粒度的進一步增大，從而進一步增加了分離難度。根據本發明的實施例，由于硫酸鎂和
氫氧化鈣的反應體系中存在作為晶體的硫酸鈣，因此在硫酸鎂與氫氧化鈣進行反應生成硫
酸鈣和氫氧化鎂的沉淀的過程中，硫酸鈣沉淀會形成在晶種上，從而硫酸鈣沉淀的粒度能
夠進一步增大，即形成大粒度的硫酸鈣沉淀，由此便于后續硫酸鈣與氫氧化鎂沉淀之間的分離。 在本發明中所使用的作為晶種的硫酸鈣的來源并不受到限制，既可以是從市場上 購買的現成硫酸鈣，也可以是通過單獨的化學反應得到的硫酸鈣，也可以是在本工藝中所 生成的產物硫酸鈣。 參考圖2，在本發明的一個實施例中，作為晶種的硫酸鈣是使用堿金屬的硫酸鹽與 氧化鈣和/或氫氧化鈣反應所生成的硫酸鈣沉淀在進行分離后所得到的，所發生的主要反 應是 Na2S04+Ca(0H)2 = CaS04+2Na0H。發明人發現使用該方法獲得的硫酸鈣作為晶種 能夠明顯增大硫酸鈣的粒度。另外，在進一步的實施例中，所使用的堿金屬的硫酸鹽是硫酸
5鈉，由于硫酸鈉的成本低，并且所生成的氫氧化鈉可溶，因此在能夠便于分離氫氧化鈉和硫 酸鈣的同時，還降低了成本。 參考圖3，在本發明的一個實施例中，作為晶種的硫酸鈣是通過硫酸鎂溶液與氧化 鈣和/或氫氧化鈣反應得到硫酸鈣和氫氧化鎂、分離硫酸鈣和氫氧化鎂、然后對分離后的 硫酸鈣進行洗滌后得到的，這樣不需要額外單獨的制備硫酸鈣晶種并且節省了堿金屬的硫 酸鹽，因此進一步節省了生產產本。例如，可以先向將部分硫酸鎂溶液與氧化鈣和/或氫氧 化鈣混合得到硫酸鈣和氫氧化鎂沉淀，然后從該溶液中分離出硫酸鈣和氫氧化鎂，并對得 到的硫酸鈣沉淀進行洗滌并干燥得到作為晶種的硫酸鈣。 此外，如上所述，在工藝過程之初，可以將從市場夠得的硫酸f丐作為晶種與硫酸鎂
溶液混合，然后通過反應、分離得到的硫酸鈣就可以作為以后使用的晶種。 在本發明中，可以加入氧化鈣(生石灰)，也可以加入氫氧化鈣(熟石灰)，也可
以加入二者的混合物。具體地，可以用水消化生石灰(CaO)，從而得到石灰乳，主要反應為
Ca0+H20 = Ca(0H)2。更具體而言，生石灰加少量水使其發熱、水化、呈膏狀，當放熱反應基本
結束后，加水稀釋調漿，在時間允許的情況下可延長消化時間。當用工業石灰時，除延長消
化時間外，還需要過篩，以除去未反應的殘渣。 本領域技術人員可以理解，即可以將石灰乳加入到硫酸鎂溶液中，也可以將硫酸 鎂溶液加入到石灰乳中。參考圖5，在本發明的一個實施例中，硫酸鎂溶液與氧化鈣和/或 氫氧化鈣以及作為晶種的硫酸鈣進行混合是通過首先將氧化鈣和/或氫氧化鈣與作為晶 種的硫酸鈣混合，接著向所得到的混合物中加入硫酸鎂溶液進行的。發明人發現首先將氧 化鈣和/或氫氧化鈣與作為晶種的硫酸鈣混合，再加入硫酸鎂溶液，可以提高后續硫酸鎂 與氫氧化鈣的反應效率，而且能夠進一步提高硫酸鈣與氫氧化鎂沉淀粒度上的差別，進而 可以提高分離效率。在一個進一步的實施例中，將硫酸鎂溶液滴加到氧化鈣和/或氫氧化 鈣與作為晶種的硫酸鈣的混合物中，這樣可以大大地提高整體的效果。 由于硫酸鈣的粒度比氫氧化鎂的粒度要大，而且由于在硫酸鎂和氫氧化鈣的反應 體系中存在作為晶種的硫酸鈣，與不加晶種相比，所生成的硫酸鈣沉淀的粒度相對于氫氧 化鎂的粒度能夠進一步增大因此可以根據兩種沉淀物的顆粒大小不同，容易地對硫酸鈣和 氫氧化鎂進行分離。 另外，在本發明的一個實施例中，為了獲得純度較高的氫氧化鎂，并長期保存，對 分離出的氫氧化鎂進行洗滌和干燥。洗滌液可以采用去離子水，這樣可以防止氫氧化鎂懸 液發生絮凝。 參考圖4，在本發明的一個實施例中，分離獲得的氫氧化鎂可以用于制備鎂制品。 例如，在本發明的一個具體實施例中，分離獲得的氫氧化鎂由于其含有高含量的鎂，因此可 以用于作為農作物的鎂肥，用于可以提高光合作用，可以提高農作物的產量和質量。也可以 用于制作人造板材。 參考圖3，在本發明的一個實施例中，如前所述，分離所獲得的硫酸鈣在經過洗滌 除去表面的雜質(如氫氧化鎂)后，可以作為晶種返回到反應體系中。另外，所得到的硫酸 鈣還可以用于制備硫酸。 本發明中所采用的硫酸浸出工藝不受到任何限制。例如，浸出可以為富氧常壓浸 出或富氧高壓浸出。浸出過程包括細磨高鎂鎳精礦；用硫酸溶液對細磨后的高鎂鎳精礦進行漿化；將漿化后的精礦加入到浸出容器內，其中浸出容器內的溫度控制為90°C -IO(TC、 壓力為常壓，同時向浸出容器內通入氧氣以便進行富氧常壓浸出。 在本發明的進一步實施例中，所使用的硫酸鎂溶液是硫酸浸出液經過凈化之后得 到的溶液，即先回收(去除)浸出液內的其他成分，然后再回收廢液內的以硫酸鎂形式存在 的鎂。在本發明中所使用的術語"凈化"可以是除去硫酸浸出液中的鐵、銅、鈷、鎳中的至少 一種，但本發明并不限于去除上述成分。例如，在本發明的一個實施例中，將富氧常壓直接 浸出產生的浸出液從浸出容器內排出到沉鐵容器中，將浸出液的溫度調節到75°C 80°C， 例如78°C ，并將浸出液的HI值調節到3 4，從而沉淀出鐵，將回收鐵之后的浸出液作為硫 酸鎂溶液進行前述的后續處理，獲得氫氧化鎂和硫酸鈣。 盡管已經示出和描述了本發明的實施例，對于本領域的普通技術人員而言，可以 理解在不脫離本發明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換 和變型，本發明的范圍由所附權利要求及其等同限定。
權利要求
一種含鎂礦石的浸出方法，包括以下步驟A)將含鎂礦石與硫酸溶液混合進行酸浸以得到含硫酸鎂的浸出液；B)對所述浸出液進行凈化得到硫酸鎂溶液；C)將所述硫酸鎂溶液與氧化鈣和/或氫氧化鈣以及作為晶種的硫酸鈣進行混合，以生成硫酸鈣沉淀和氫氧化鎂沉淀；以及D)分離硫酸鈣和氫氧化鎂。
2. 根據權利要求1所述的含鎂礦石的浸出方法，其特征在于，所述硫酸鎂溶液與氧化 牽丐和/或氫氧化f丐以及作為晶種的硫酸f丐進行混合包括首先將氧化f丐和/或氫氧化f丐與作 為晶種的硫酸鈣混合，接著將所述硫酸鎂溶液加入到氧化鈣和/或氫氧化鈣與硫酸鈣的混 合物中。
3 根據權利要求1所述的含鎂礦石的浸出方法，其特征在于，所述酸浸為富氧常壓浸 出或富氧高壓浸出。
4. 根據權利要求1所述的含鎂礦石的浸出方法，其特征在于，所述含鎂的礦石為高鎂 鎳精礦。
5. 根據權利要求4所述的含鎂礦石的浸出方法，其特征在于，所述凈化包括去除浸出 液中的鐵、銅、鈷、鎳中的至少一種。
6. 根據權利要求1所述的含鎂礦石的浸出方法，其特征在于，作為晶種的硫酸鈣是通 過堿金屬的硫酸鹽與氧化鈣和/或氫氧化鈣反應制備的。
7. 根據權利要求6所述的含鎂礦石的浸出方法，其特征在于，所述硫酸鹽是硫酸鈉。
8. 根據權利要求1所述的含鎂礦石的浸出方法，其特征在于，作為晶種的硫酸鈣是通 過硫酸鎂溶液與氧化鈣和/或氫氧化鈣反應得到硫酸鈣和氫氧化鎂、分離硫酸鈣和氫氧化 鎂，及對分離后的硫酸鈣進行洗滌和干燥獲得的。
9. 根據權利要求1所述的含鎂礦石的浸出方法，其特征在于，進一步包括用分離得到 的氫氧化鎂制造鎂制品。
10. 根據權利要求9所述的含鎂礦石的浸出方法，其特征在于，所述鎂制品包括鎂肥和 人造板材。
全文摘要
本發明提供了一種含鎂礦石的浸出方法，包括以下步驟A)將含鎂礦石與硫酸溶液混合進行硫酸浸出以得到含有硫酸鎂的浸出液；B)對所述浸出液進行凈化得到硫酸鎂溶液；C)將所述硫酸鎂溶液與氧化鈣和/或氫氧化鈣以及作為晶種的硫酸鈣進行混合，以生成硫酸鈣沉淀和氫氧化鎂沉淀；以及D)分離硫酸鈣和氫氧化鎂。本發明能夠以低成本、低污染的方式從含鎂礦石中回收金屬元素，達到資源的重復利用。
文檔編號C22B26/00GK101724748SQ200810223690
公開日2010年6月9日 申請日期2008年10月7日 優先權日2008年10月7日
發明者劉金山, 王魁珽, 顧凌霄 申請人:中國恩菲工程技術有限公司