DOC《硫酸常压强化浸出红土镍矿新工艺研究》

硫酸常压强化浸出红土镍矿新工艺研究 伍耀明 (广西冶金研究院,南宁 530023) 摘要:采用常压强化浸出红土镍矿,镍、钴浸出率可以提高到95%以上,且无废酸处理.

浸出液进行两段除铁、铝得到铁渣;

控制较高pH沉淀镍、锰获得纯净的硫酸镁溶液,再经浓缩、结晶、脱水制取无水硫酸镁.采用硫磺作还原剂,在真空回转窑内800 ℃常压热分解无水硫酸镁得到二氧化硫和活性氧化镁,二氧化硫制酸后用于浸出红土镍矿,一部分活性氧化镁作除铁铝和沉镍锰的中和剂,另一部分外销. 关键词:红土镍矿;

硫酸常压强化浸出;

热分解;

活性氧化镁 中图分类号:TF815;

TF822 文献标志码:A 文章编号:1007-7545(2014)01-0000-00 New Process of Atmospheric Pressure Strengthening Leaching for Nickel Laterite Ore with Vitriol WU Yao-ming (Guangxi Metallurgical Research Institute, Nanning 530023, China) Abstract: Nickel laterite ore was strengthening leached with vitriol at atmospheric pressure. Nickel leaching rate rose to 95% above without waste acid treatment. Iron slag was produced from lixivium after iron and aluminum removal. Pure magnesium sulfate solution was produced from precipitation of nickel and manganese at a relatively high pH value. Magnesium sulfate anhydrous was prepared from magnesium sulfate solution by concentration, crystallization, and dehydration. Sulfur dioxide and active magnesium oxide were prepared by atmospheric pressure thermal decomposition of magnesium sulfate anhydrous in vacuum rotary kiln at

800 ℃ with sulphur as reductant. Sulphur was first used to make acid and then to leach nickel laterite ore. Active magnesium oxide was to remove iron and aluminum, precipitate nickel and manganese, or to be for sale. Key words: nickel laterite ore;

vitriol atmospheric pressure strengthening leaching;

thermal decomposition;

active magnesium oxide

1 技术方案的提出 红土镍矿的目的元素是镍和钴,但其主要成分是镁、铁、硅,附带有铜、铬、铝、锰、锌,含钙很低,不含硫,根据主元素的特点,提出了从红土镍矿中分离回收镍钴镁铁硅的方法[1],主要解决3个问题: 1)红土镍矿含硅高,容易形成硅酸胶体难过滤,为避免形成硅胶,采用高温高酸浸出工艺,使硅胶脱水,既解决过滤问题,也使镍浸出率由一般的89%提高到95%. 2)红土镍矿中的铁是三价铁,不适合采用先还原后氧化的针铁矿法除铁工艺;

红土镍矿中的镁需要回收,为了得到高纯度硫酸镁,最好不要采用铁矾法.于是提出了采用反向稀释操作的两段氢氧化铁除铁法,既可以分离铁、铝,也可以降低铁渣含镍,而且所得氢氧化铁渣很好过滤. 3)采用菱镁矿做除铁铝、沉镍锰的中和剂,既可以吃掉铁、镍等元素沉淀时放出的酸,也可以保证铁渣不含硫酸钙,便于综合利用,还可以使最终冶炼废液是纯净的硫酸镁溶液,从而获得纯度很高的镁产品. 但该工艺路线的镍浸出率还不够高,浸出余酸高,中和剂菱镁矿不易获得.本文对该工艺做了改进.

2 硫酸常压强化浸出红土镍矿 2.1 强化浸出原理 冶金行业一般说的强化浸出都是指高压浸出,但是本文的强化浸出工艺是在常压下进行的.硫酸的沸点高达338 ℃,硫酸根具有同离子效应.基于此,采用大液固比,高硫酸浓度,高温度的浸出工艺,将矿物中金属元素强化浸取出来以后,又结晶析出在浸出渣中,分离出来的浸出母液仍然是高浓度的硫酸溶液,循环返回浸出红土镍矿,没有废酸处理. 收稿日期:2013-07-17 作者简介:伍耀明(1940-),男,湖南祁阳人,大学本科,教授级高工. 2.2 实验室浸出试验结果 红土镍矿成分(%):Ni 1.40,Co 0.03,Mg 9.08,Fe 13.32,Si 20.10,Al 1.83,粒度-0.147 mm,用量400 g.第一次全用新硫酸,以后用浸出母液补充消耗的理论量硫酸.控制温度150~160 ℃,保持达温时间的液固比(4.5~8.5)∶1,恒温浸出时间30~45 min,最后降温到100~80 ℃过滤.分析结果表明,以浸出渣计,镍浸出率达到99.96%~99.80%,钴浸出率达到98.48%~96.49%,从该结果看,已经超过了高压浸出的指标.因此,确定液固比5∶1,在160 ℃恒温浸出30 min,就可以保证镍的浸出率达到99%以上[2]. 2.3 工业生产浸出设备的解决方案 借鉴硫酸法钛白生产的酸解锅耐酸防腐耐高温的措施,搪瓷反应罐罐底可以做成椭圆形封头的结构,搪瓷设备能够在70%~100%硫酸240 ℃下使用,搪瓷层耐急冷急热冲击的性能以及对搪瓷反应罐的使用经验,研发了一种搪瓷加热装置[3],安装在浸出槽中,可通入热风对矿浆进行加热升温,也可通入冷风对矿浆进行冷却降温.搅拌机可以通过衬聚四氟乙烯进行保护,槽顶采用夹套平顶,既固定了搪瓷加热装置,也加强了槽顶强度.硫酸常压强化浸出的工艺条件都有了满足要求的措施,则可设计出硫酸常压强化浸出槽(中国专利申请号201310281984.0),就可以在工业上实施硫酸常压强化浸出工艺.