專利名稱：一種同時處理高鐵和高鎂含量紅土礦的常壓浸出方法
技術領域：
本發明涉及鎳礦冶煉方法，具體涉及一種同時處理高鐵和高鎂含量紅土礦的常壓浸出方法。
背景技術：
紅土礦是由含鎳橄欖巖在熱帶或亞熱帶地區經過大規模長期風化淋濾變質而成的氧化鎳礦，由于存在地理位置、氣候條件以及風化程度的差異，世界各地的紅土礦類型不完全相同。通常以褐鐵礦為主的紅土礦鐵含量較高而鎂含量較低，以硅酸鹽礦物為主的紅土礦鎂含量較高而鐵含量較低。以硅酸鹽礦物為主的紅土礦宜采用火法冶金工藝，褐鐵礦類型的礦床宜采用濕法冶金工藝處理，而處于中間過渡型的礦石可以采用火法冶金，也可以采用濕法冶金工藝。濕法冶金技術包括高壓酸浸和還原焙燒-氨浸以及近年來出現的如常壓酸浸、堆浸工藝等。堆浸技術浸出率較低，只適用于處理高鎂含量的紅土礦；還原焙燒-氨浸工藝由于能耗較高，工藝流程長而較少被采用；火法冶金技術只能生產鎳鐵，不能回收鈷，其應用受到限制。高壓酸浸技術能有效分離鎳鈷和鐵，特別適用于高鐵低鎂型礦物的處理，但浸出過程中硅、鋁及部分鐵會沉積于釜壁形成結垢，導致高壓釜的處理量下降， 生產過程必須定期清理結垢。常壓酸浸技術操作簡單，不需使用昂貴的高壓釜，但要使礦物完全溶解則所需酸耗量較大，且浸出液中含有各種金屬離子，使后續浸化分離工序變得復雜。為了同時開發高鐵和高鎂含量的紅土礦資源，并避免使用昂貴的高壓釜，人們提出了一些改進的常壓酸浸技術，如公開號為CN101273146A的發明專利，提出了同時浸提褐鐵礦和腐泥土礦或先浸提褐鐵礦后浸提腐泥土礦的兩步常壓浸提方法，此方法具有不使用高壓釜的優點，但該申請所述的流程中提出在對浸出溶液進行處理以除去和/或Al時， 需要加入中和劑中和浸出液中的殘酸，使大部分鐵以氫氧化鐵的形式沉積，這會造成鎳鈷等有價元素的損失和料漿過濾困難。又如公開號為CN101541985A的中國專利申請，提出了一種常壓浸出褐鐵礦和腐泥土礦的混合物的方法，但其鐵沉淀產物為黃鉀鐵礬，黃鉀鐵礬中含有硫酸根，因此會增加浸出過程的酸耗；且黃鉀鐵礬是一種熱力學不穩定的化合物，堆積和存放時會釋放出硫酸，從而造成環境污染，此外，黃鉀鐵礬也難于回收利用。再如公開號為CN101006190A的中國專利申請，提出了一種用濃酸處理褐鐵礦和腐泥土礦的混合物然后水浸出鎳鈷的方法，此方法產生的鐵沉積物為除黃鉀鐵礬以外的三價鐵氧化物或氫氧化物，但該申請的浸出時間需要12 48h，浸出時間較長，導致工藝周期較長，生產成本上升。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種酸耗量少、鎳鈷浸出率高，并實現鎳、鈷與鐵、硅高效分離的同時處理高鐵和高鎂含量紅土礦的常壓浸出方法。本發明還將提供對不能簡單的區分成高鐵和高鎂含量兩種礦的紅土礦石的常壓浸出方法。
本發明所述的同時處理高鐵和高鎂含量紅土礦的常壓浸出方法，包括以下步驟(1)將紅土礦分為高鐵含量礦與高鎂含量礦兩部分；(2)將高鐵含量礦的水性礦漿加入第一酸浸槽中，加入硫酸浸提，所得礦漿過濾， 得到浸出渣A和浸出液B;(3)將浸出液B通入第二酸浸槽中，加入高鎂含量礦直至浸出液B的pH值為1 4，浸提，所得礦漿過濾，得到浸出渣C和浸出液D ；(4)對浸出渣C進行磁選，得到磁性部分E和非磁性部分F，所述磁性部分E作為鐵產品回收，非磁性部分F與浸出渣A合并用于回收硅產品；(5)取部分浸出液D作為步驟( 中高鐵含量礦石的補充浸出劑送入第一酸浸槽， 進行下一輪的浸出周期，另一部分浸出液D直接送入鎳、鈷、鋁和鎂回收工序；重復4 5次浸出周期，將最后一次浸出周期得到的浸出液D全部送入鎳、鈷、鋁和鎂回收工序；其中，在第一次浸出周期中，步驟(1)中硫酸與高鐵含量礦的重量比為2. 5 4 1;在第二次及之后的浸出周期中，硫酸與高鐵含量礦的重量比為0.5 1 1。上述方法中，步驟(5)中，當取部分浸出液D作為步驟O)中高鐵含量礦石的補充浸出劑送入第一酸浸槽時，一般是取浸出液D的30 80% (w/w) 0或者，也可以是取全部的浸出液D 作為步驟O)中高鐵含量礦石的補充浸出劑送入第一酸浸槽。步驟(1)中，可根據現有常規方法進行高鐵含量礦與高鎂含量礦的區分，一般是根據紅土礦的顏色和礦物顆粒的粗細采用篩分機分出高鐵含量礦與高鎂含量礦。步驟O)中，形成高鐵含量礦的水性礦漿時，礦與水的固液比為1 10 20(w/ )。該步驟中，硫酸的濃度為93 98% (w/w)；浸提的溫度為80°C至溶液的沸點溫度之間， 浸提時間為0. 5 池。步驟(3)中，浸提的溫度為60°C至溶液的沸點溫度之間，浸提時間為0. 5 3h。在該步驟中，可加入少量氧化劑和晶種，所述氧化劑可以是氧氣或者是空氣，所述晶種可以是針鐵礦。當紅土礦石無法通過簡單的篩分等方法分成高鐵含量礦石與高鎂含量礦石時，可采用下述方法進行浸出一種紅土礦石的常壓浸出方法，包括以下步驟(1)將紅土礦石的水性礦漿加入第一酸浸槽中，加入硫酸，于40 80°C下浸提 0. 5 池，然后升溫至80°C至溶液的沸點溫度之間浸提0. 5 池，所得礦漿過濾，得到浸出渣H和浸出液I ；(2)對浸出渣H進行磁選，得到磁性部分J和非磁性部分K，所述磁性部分J作為鐵產品回收，非磁性部分K用于回收硅產品；(3)取部分浸出液I作為步驟(1)中紅土礦石的補充浸出劑送入第一酸浸槽，進行下一輪的浸出周期，另一部分浸出液I直接送入鎳、鈷、鋁和鎂回收工序；重復4 5次浸出周期，將最后一次浸出周期得到的浸出液I送入鎳、鈷、鋁和鎂回收工序；其中，在第一次浸出周期中，步驟(1)中硫酸與高鐵含量礦的重量比為1 2 1 ； 在第二次及之后的浸出周期中，硫酸與高鐵含量礦的重量比為0.5 1 1。該方法中，步驟O)中，硫酸的濃度為93 98% (w/w)。步驟(3)中，當取部分浸出液D作為步驟O)中高鐵含量礦石的補充浸出劑送入第一酸浸槽時，一般是取浸出液D 的30 80% (w/w) 0或者，也可以取全部的浸出液I作為步驟(1)中紅土礦石的補充浸出劑送入第一酸浸槽。與現有技術相比，本發明的優點在于1、實現了常壓條件下同時處理高鐵含量紅土礦與高鎂含量紅土礦，克服了傳統方法中高鐵含量礦需用高壓釜浸出的缺陷，降低了設備投資費用。2、在常壓條件下實現了礦物浸出與鐵的沉積同步進行，鎳、鈷、鋁和鎂進入浸出液中，而鐵沉積于浸出渣中，從而大大簡化了紅土礦的冶煉工藝流程，降低了生產成本。3、本發明所述方法中，在第二浸出槽進行浸提時不需額外加入酸液，而是用高鐵含量礦的浸出液中的殘酸溶解高鎂含量礦石，此步驟降低了溶液的酸度，使其達到浸出液中鐵沉積所需的酸度，鐵沉積時釋放的酸可繼續溶解剩余的高鎂含量礦石；當高鎂含量礦石溶解完全后，將第二浸出槽的浸出液循環送至第一浸出槽，又可利用第二浸出槽的殘酸浸出下一批高鐵含量礦石；因此，整個流程實現了酸的循環利用，與現有常壓浸出法相比， 大大減少了酸耗量，而且實現了無酸液排放。4、鐵以針鐵礦的形式而不是以氫氧化鐵或黃鉀鐵礬的形式沉積，不僅可直接作為產品出售，而且避免了沉鐵過程鎳、鈷等有價元素的損失。5、對浸出渣的磁選使含硅產品與含鐵產品得到分離，因而本發明實現了鐵、硅、 鎳、鈷的高效分離和綜合利用。
圖1為本發明所述同時處理高鐵和高鎂含量紅土礦的常壓浸出方法的工藝流程圖。
具體實施例方式下面結合實例對本發明做進一步說明，但本發明不受這些實施例的限制。以下的實施例中選擇了四種礦樣，其中礦樣1#、礦樣2#為高鐵含量紅土礦，礦樣3# 為高鎂含量紅土礦，礦樣4#為鐵含量與鎂含量接近的紅土礦石。其元素分析如表1所示。表1 礦樣的元素分析(wt % )
權利要求
1.一種同時處理高鐵和高鎂含量紅土礦的常壓浸出方法，其特征在于包括以下步驟(1)將紅土礦分為高鐵含量礦與高鎂含量礦兩部分；(2)將高鐵含量礦的水性礦漿加入第一酸浸槽中，加入硫酸浸提，所得礦漿過濾，得到浸出渣A和浸出液B ；(3)將浸出液B通入第二酸浸槽中，加入高鎂含量礦直至浸出液B的pH值為1 4，浸提，所得礦漿過濾，得到浸出渣C和浸出液D ；(4)對浸出渣C進行磁選，得到磁性部分E和非磁性部分F，所述磁性部分E作為鐵產品回收，非磁性部分F與浸出渣A合并用于回收硅產品；(5)取部分浸出液D作為步驟O)中高鐵含量礦石的補充浸出劑送入第一酸浸槽，進行下一輪的浸出周期，另一部分浸出液D全部直接送入鎳、鈷、鋁和鎂回收工序；重復4 5 次浸出周期，將最后一次浸出周期得到的浸出液D送入鎳、鈷、鋁和鎂回收工序；其中，在第一次浸出周期中，步驟(1)中硫酸與高鐵含量礦的重量比為2.5 4 1 ； 在第二次及之后的浸出周期中，硫酸與高鐵含量礦的重量比為0.5 1 1。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于步驟(5)中，所述的部分浸出液D是指 3O 80% (w/w)的浸出液D。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于步驟(5)中，取全部的浸出液D作為步驟 (2)中高鐵含量礦石的補充浸出劑送入第一酸浸槽，進行下一輪的浸出周期。
4.根據權利要求1或3所述的方法，其特征在于步驟( 中，浸提的溫度為80°C至溶液的沸點溫度之間，浸提時間為0. 5 池。
5.根據權利要求1或3所述的方法，其特征在于步驟C3)中，浸提的溫度為60°C至溶液的沸點溫度之間，浸提時間為0. 5 池。
6.一種紅土礦石的常壓浸出方法，其特征在于包括以下步驟(1)將紅土礦石的水性礦漿加入第一酸浸槽中，加入硫酸，于40 80°C條件下浸提 0. 5 池，然后升溫至80°C至溶液的沸點溫度之間浸提0. 5 池，所得礦漿過濾，得到浸出渣H和浸出液I ；(2)對浸出渣H進行磁選，得到磁性部分J和非磁性部分K，所述磁性部分J作為鐵產品回收，非磁性部分K用于回收硅產品；(3)取部分浸出液I作為步驟(1)中紅土礦石的補充浸出劑送入第一酸浸槽，進行下一輪的浸出周期，另一部分浸出液I直接送入鎳、鈷、鋁和鎂回收工序；重復4 5次浸出周期，將最后一次浸出周期得到的浸出液I全部送入鎳、鈷、鋁和鎂回收工序；其中，在第一次浸出周期中，步驟(1)中硫酸與高鐵含量礦的重量比為1 2 1 ；在第二次及之后的浸出周期中，硫酸與高鐵含量礦的重量比為0.5 1 1。
7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于步驟(3)中，取全部的浸出液I作為步驟 (1)中紅土礦石的補充浸出劑送入第一酸浸槽，進行下一輪的浸出周期。
全文摘要
本發明公開了一種同時處理高鐵和高鎂含量紅土礦的常壓浸出方法，包括以下步驟篩分高鐵含量礦與高鎂含量礦；將高鐵含量礦加硫酸浸提，得浸出渣A和浸出液B；向浸出液B中加入高鎂含量礦，浸提，得浸出渣C和浸出液D；對浸出渣C進行磁選，磁性部分E作為鐵產品回收，非磁性部分F與浸出渣A合并用于回收硅產品；取部分浸出液D送入凈化回收工序，另一部分返回高鐵含量礦浸出工序，進行下一輪浸出周期；重復4～5次浸出周期，將最后一次浸出周期得到的浸出液I全部送入鎳、鈷、鋁和鎂回收工序。本發明所述方法，成本低，酸耗量低，鎳鈷浸出率高，實現了鐵、硅與鎳鈷的高效分離和回收利用，實現了無酸液排放。
文檔編號C22B26/22GK102206749SQ20111011277
公開日2011年10月5日 申請日期2011年4月30日 優先權日2011年4月30日
發明者劉葵 申請人:廣西師范大學