專利名稱：一種處理褐鐵型紅土鎳礦的堿-酸雙循環(huán)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及有色金屬冶金領(lǐng)域，具體來說，涉及一種處理褐鐵型紅土鎳礦的
堿-酸雙循環(huán)工藝。
背景技術(shù)：
鎳具有優(yōu)良的性能，現(xiàn)已成為航空工業(yè)、國防工業(yè)和日常生活不可缺少的金 屬。世界上可開采的鎳資源分為硫化鎳礦和氧化鎳礦，目前世界上約70%的鎳是從硫化 鎳礦中提取的。但隨著硫化鎳礦資源的逐漸減少，從氧化鎳礦中提取鎳和鈷的工藝已逐 漸受到廣泛的關(guān)注。氧化鎳礦石呈紅色，所以又稱為紅土鎳礦。復(fù)合存在于氧化鎳礦床 中的鎳占鎳總貯量的65%。 紅土鎳礦的可開采部分一般由褐鐵礦層、過渡層和蛇紋石礦層組成。其冶金工 藝可分為火法冶煉和濕法冶煉兩種?；鸱ㄒ睙捁に嚢ㄟ€原熔煉生產(chǎn)鎳鐵和還原硫化熔 煉生產(chǎn)鎳锍，此工藝適合處理含鎳2%以上的高品位鎳礦，冶煉回收率約90%，是一種 傳統(tǒng)的工藝。中國發(fā)明專利ZL 200710066019.6公開了以下技術(shù)方案以紅土鎳礦為原 料，經(jīng)過預(yù)處理，加入熔劑、還原劑后，在高溫下進(jìn)行還原熔煉，最終得到鎳鐵合金。 此工藝能耗高、投資大，不適合處理鎳品位低的褐鐵型鎳礦。 濕法冶煉主要形成了兩種較為成熟的工藝， 一種是還原焙燒-氨浸工藝，此工藝 可處理含鎳1.5%以下的低品位褐鐵型紅土鎳礦，冶煉回收率約85%，但鈷回收率低。另 一種是高壓或常壓硫酸酸浸工藝。由于影響硫酸酸浸工藝成本及鎳、鈷浸出率的因素很 多，例如礦石品位、鎂鋁含量等。所以只有鎳鈷品位較高、鎂鋁含量低的紅土鎳礦才能 保證這種酸浸工藝的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。為此許多研究者針對傳統(tǒng)酸浸工藝提出了不同的改 進(jìn)方案。 中國發(fā)明專利申請公開CN101139656提出以下方法使用兩段加壓浸出工藝， 浸出褐鐵礦型紅土鎳礦，并利用蛇紋石型紅土鎳礦中和浸出礦漿殘酸、回收蛇紋石型紅 土鎳礦中有價金屬。此方法利用蛇紋石型紅土鎳礦中的耗酸元素來中和一段加壓酸浸出 礦漿中的殘酸，可降低后續(xù)的中和劑的使用量。 中國發(fā)明專利申請公開CN101078061的技術(shù)方案用于處理中低品位的紅土鎳 礦，分為三個步驟首先將紅土鎳礦與濃硫酸混合，然后進(jìn)行焙燒，最后將焙燒產(chǎn)物用 水浸出。此方案的投資、操作成本較低，但鎳、鈷的浸出率偏低。 中國發(fā)明專利申請公開CN101273146的技術(shù)方案采用常壓酸浸蛇紋石型紅土鎳 礦，包含三個步驟首先將蛇紋石型紅土鎳礦配成水性礦漿，然后在常壓下用濃無機(jī)酸 進(jìn)行酸浸處理，最后將富集浸出液進(jìn)行處理以從中回收溶解的鎳、鈷，對留下的含鎂貧 液進(jìn)行處理回收鎂鹽。 綜上所述，雖然關(guān)于紅土鎳礦的冶金工藝研究很多，但由于紅土鎳礦的來源、 品位及晶型結(jié)構(gòu)等礦物因素不盡相同，導(dǎo)致紅土鎳礦的綜合利用效果不佳。如，紅土鎳 礦中普遍含有鉻、鋁等礦物成分，傳統(tǒng)的火法和濕法冶煉工藝并不能對這些有價金屬進(jìn)
3行有效的綜合利用，從而一方面導(dǎo)致紅土鎳礦的工業(yè)利用價值較低，另一方面導(dǎo)致冶煉 后有毒重廢棄物的大量排放，不符合清潔生產(chǎn)的要求。所以，開發(fā)一種鎳、鈷回收率 高、有價金屬資源綜合利用程度高、污染較小的紅土鎳礦清潔生產(chǎn)技術(shù)有著十分重要的 現(xiàn)實意義。
發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本發(fā)明的主要目的是克服褐鐵型貧鎳紅土鎳 礦直接利用高壓硫酸酸浸處理存在的不經(jīng)濟(jì)、污染較大的弊端，提供一種具有工業(yè)操作 性且環(huán)境友好的處理紅土鎳礦的工藝。也就是說，提供一種從紅土鎳礦中有效提取有價 金屬鉻、鋁的可行的工藝，從而使紅土鎳礦產(chǎn)品多元化、增加經(jīng)濟(jì)效益，為紅土鎳礦資 源的綜合利用提供一條有效的途徑。 本發(fā)明的第一個技術(shù)方案是 一種處理褐鐵型紅土鎳礦的堿-酸雙循環(huán)工藝，其 特征是，該工藝包括以下步驟 (l)將由固體氫氧化鈉、固體氫氧化鉀、固體碳酸鈉和固體碳酸鉀組成的固體物 質(zhì)組中選擇的一種物質(zhì)配制成濃度為加％ (重量) 50% (重量)的水溶液，并和紅土
鎳礦混合后一起送入濕式研磨機(jī)研磨，上述固體物質(zhì)與紅土鎳礦的重量比為o.2 : l
1.5 : 1，研磨后的顆粒尺寸為200目以下的礦料占總礦料組成的80%以上，產(chǎn)出的礦 漿用回轉(zhuǎn)窯噴漿干燥； (2)將步驟(1)得到的混合干燥料在50(TC 120(TC下進(jìn)行高溫焙燒反應(yīng)，并將產(chǎn) 出的固體焙燒產(chǎn)物冷卻至300°C 50(TC并水淬； (3)將步驟(2)得到水淬焙砂料用水進(jìn)行洗滌并過濾，得到富含水溶性鉻酸鹽、鋁 酸鹽有價金屬鹽的堿性濾液和不溶性的固體濾餅，其中水洗溫度控制在30 95°C ;
(4)將步驟(3)得到的富含水溶性鉻酸鹽、鋁酸鹽有價金屬鹽的堿性濾液進(jìn)一步處 理，分別得到用于生產(chǎn)鉻、鋁的中間產(chǎn)品； (5)將步驟(3)得到固體濾餅進(jìn)一步脫鈉處理后，用濃度為100 250g/L的硝酸 或硫酸溶液進(jìn)行漿化，控制液固重量比為2 5 : 1、浸出溫度為150 250°C、浸出時 間為10 90min，使鎳和鈷浸出，再經(jīng)過濾、洗滌，得到富含鎳鈷的酸性濾液和高鐵含 量的固體濾餅； (6)將步驟(5)得到的富含鎳鈷的酸性濾液進(jìn)一步處理，得到鎳鈷的富集物。
根據(jù)本發(fā)明的第一個技術(shù)方案，所述堿處理后的濾餅經(jīng)高壓酸浸后，鎳、鈷的 浸出率可以達(dá)到95%以上，與未經(jīng)堿處理的原礦進(jìn)行高壓酸浸提鎳、鈷工藝相比，鎳、 鈷浸出率均提高了 10% 15%。 所述堿處理的礦渣在進(jìn)行酸浸工藝之后得到的酸浸渣與未經(jīng)堿處理的酸浸渣相 比，前者渣中鐵品位比后者提高了 5%左右，鐵含量達(dá)到61%以上。 本發(fā)明的第二個技術(shù)方案是根據(jù)上述第一個技術(shù)方案所述的工藝，其特征 是在所述步驟(4)的對堿性濾液進(jìn)一步處理中，紅土鎳礦中鉻的浸出率大于90%，鋁的 浸出率大于70%。 本發(fā)明的第三個技術(shù)方案是根據(jù)上述第一個技術(shù)方案所述的工藝，其特征 是所述步驟(1)的磨礦時間為10 60分鐘。
本發(fā)明的第四個技術(shù)方案是根據(jù)上述第一個技術(shù)方案所述的工藝，其特征 是所述步驟(2)的反應(yīng)時間為30 180分鐘。
本發(fā)明的第五個技術(shù)方案是根據(jù)上述第一個技術(shù)方案所述的工藝，其特征 是所述步驟(3)的焙砂水洗過程中，焙砂和洗滌用水的固液重量比為1 : 2 1 : 10， 水洗次數(shù)2 6次，每次水洗時間控制在15 60分鐘。 本發(fā)明的第六個技術(shù)方案是根據(jù)上述第一個技術(shù)方案所述的工藝，其特征 是所述步驟(4)進(jìn)行完畢后，將產(chǎn)生的堿性廢液再生并循環(huán)利用。 本發(fā)明的第七個技術(shù)方案是根據(jù)上述第一個至第六個技術(shù)方案中任一個所述 的工藝，其特征是所述步驟(6)進(jìn)行完畢后，將產(chǎn)生的酸性廢液再生并循環(huán)利用。
綜上所述，本發(fā)明以褐鐵型貧鎳紅土鎳礦為原料，使其與氫氧化鈉、氫氧化鉀 等堿或其碳酸鹽在高溫下進(jìn)行焙燒反應(yīng)，然后焙燒料經(jīng)水洗、液固分離得到富含水溶性 鉻酸鹽、鋁酸鹽等有價金屬鹽的堿性濾液和不溶性濾餅濾液可綜合利用制取鉻鹽、鋁 鹽，并實現(xiàn)堿介質(zhì)的循環(huán)利用；濾餅可通過后續(xù)加壓酸浸工藝提取鎳、鈷，酸浸渣為高 品位的鐵精粉，酸浸液可實現(xiàn)酸介質(zhì)的循環(huán)利用。
由此可見，本發(fā)明提出了一種處理褐鐵型貧鎳紅土鎳礦的堿-酸雙循環(huán)清潔生產(chǎn)
工藝。本發(fā)明與現(xiàn)有的火法和濕法冶煉工藝相比，具有以下明顯的優(yōu)越性 (1)本發(fā)明通過堿熔反應(yīng)促使紅土鎳礦中的鉻、鋁等有價金屬以水溶性鹽的形式
浸出，從而破壞紅土鎳礦的晶格結(jié)構(gòu)，大大提升后續(xù)加壓酸浸工藝鎳、鈷的浸出率，使
鎳和鈷的浸出率均提高了 10% 15%，達(dá)到95%以上；同時也提升了酸浸渣中鐵的品
位，使其比未經(jīng)堿處理的酸浸渣中鐵品位提升了 5%左右，達(dá)到61%以上。 (2)本發(fā)明通過堿熔反應(yīng)有效的降低了渣中六價鉻含量，使其含量為0.1(重量)％
左右，有效減小了鉻對后續(xù)酸浸渣煉鐵的不利影響，提高鐵精礦的品位。 (3)本發(fā)明通過堿熔反應(yīng)、水洗、過濾后可得到鉻、鋁等有價金屬，最終可形成
鉻、鋁等系列產(chǎn)品，實現(xiàn)了紅土鎳礦的產(chǎn)品多樣化，創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)效益，為紅土鎳礦
的綜合利用提供了一條有效途徑。 (4)本發(fā)明有效實現(xiàn)了在整個工藝流程中的堿-酸介質(zhì)雙循環(huán)，并實現(xiàn)有毒物質(zhì) 的綜合利用，從而大大降低了成本，減少對環(huán)境的污染，是一種從源頭上消除污染的清 潔生產(chǎn)工藝。
具體實施方式
實施例1. 原料紅土鎳礦來自印度尼西亞，其主要元素含量為(重量％ ) : Fe : 47.01%、 Ni : 0.52%、 Co: 0.039%、 Mg : 0.32%、 Cr: 2.21%、 Al : 4.16%、 Si: 2.21%。 研 磨、篩分后，顆粒尺寸在200目以下的礦占到總礦量的80%以上。 按照固體堿礦比為0.65 : 1的配比稱取一定量的氫氧化鈉和紅土鎳礦，先將氫 氧化鈉配成濃度為40(重量)％的水溶液，然后與紅土鎳礦在釜式反應(yīng)器中通過攪拌進(jìn)行 濕混，混合均勻后進(jìn)行程序升溫，使反應(yīng)釜先在15(TC保溫2h，然后以5t:/min的速度升 溫至65(TC進(jìn)行焙燒反應(yīng)200min。焙燒料進(jìn)行高溫出料，冷卻、研磨后用水進(jìn)行洗滌3 次，洗滌溫度為9(TC，每次洗滌時間為30分鐘，每次洗滌固液重量比為l : 2，洗滌后進(jìn)行過濾得到富含水溶性鉻、鋁等有價金屬鹽的濾液和不溶性濾餅。 通過取樣分析，濾液中鉻的浸出率達(dá)到90.4%，鋁的浸出率達(dá)到82.57%，濾液 進(jìn)行蒸發(fā)濃縮、分離后可得到鉻酸鈉、鋁酸鈉中間產(chǎn)品和氫氧化鈉反應(yīng)介質(zhì)，氫氧化鈉 通過循環(huán)返回到物料混合、反應(yīng)階段，實現(xiàn)堿介質(zhì)的循環(huán)利用。濾餅通過后續(xù)高壓酸浸 工藝處理后，鎳和鈷的浸出率比直接進(jìn)行高壓酸浸時提高了 10%，分別達(dá)到98%及95% 以上；酸浸渣中鐵品位提升了 5%左右，達(dá)到61%以上，從酸浸液中回收酸實現(xiàn)酸介質(zhì) 循環(huán)。 實施例2. 原料紅土鎳礦來自印度尼西亞，其主要元素含量為(重量％ ) : Fe : 47.01%、 Ni : 0.52%、 Co: 0.039%、 Mg : 0.32%、 Cr: 2.21%、 Al : 4.16%、 Si: 2.21%。 研 磨、篩分后，顆粒尺寸在200目以下的礦占到總礦量的90%以上。 按照固體氫氧化鈉與研磨后的紅土鎳礦料的重量比為1.5 : 1的配比稱取氫氧化 鈉和研磨后的紅土鎳礦；先將氫氧化鈉配成濃度為35(重量)％的水溶液，然后與研磨后 的紅土鎳礦在釜式反應(yīng)器中通過攪拌進(jìn)行濕混，混合均勻后干燥，然后進(jìn)行程序升溫， 使釜式反應(yīng)器先在15(TC保溫2小時以干燥混合料，然后以5°C /min的速度升溫至800°C 進(jìn)行焙燒反應(yīng)120分鐘，得到固體焙燒料。將固體焙燒料進(jìn)行常溫出料，用水進(jìn)行洗滌 2次，洗滌溫度為9(TC，每次洗滌時間為30分鐘，每次洗滌固液重量比為l : 10，洗滌 后進(jìn)行過濾得到富含水溶性鉻、鋁等有價金屬鹽的濾液和不溶性固體濾餅。
通過取樣分析，濾液中六價鉻的浸出率達(dá)到94.56%，三價鋁的浸出率達(dá)到 87.83%。濾液進(jìn)行蒸發(fā)濃縮結(jié)晶，分離后可得到鉻酸鈉、鋁酸鈉中間產(chǎn)品和氫氧化鈉 反應(yīng)介質(zhì)，氫氧化鈉通過循環(huán)返回到物料混合、反應(yīng)階段，實現(xiàn)堿介質(zhì)的循環(huán)利用。固 體濾餅通過后續(xù)高壓酸浸工藝處理，鎳和鈷的浸出率比未經(jīng)氫氧化鈉處理的原紅土鎳礦 原料直接進(jìn)行高壓酸浸提鎳、鈷時提高了12%，從固體濾餅中浸出的鎳、鈷浸出率為 96%;得到的酸浸渣中的鐵精粉的品位提升了 5%左右，鐵精粉中鐵的品位達(dá)到62%以
上，從酸浸液中回收酸實現(xiàn)酸介質(zhì)循環(huán)。
實施例3. 原料紅土鎳礦來自菲律賓，其主要元素含量為(重量％ ) : Fe : 52%、 Ni : 1.05%、 Co: 0.1%、 Mg: 0.31%、 Cr: 2.68%、 Al : 1.68%、 Si: 1.36%。
研磨、篩分 后，顆粒尺寸在200目以下的礦占到總礦量的90%以上。 按照固體氫氧化鈉與研磨后的紅土鎳礦料的重量比為1.2 : 1的配比稱取氫氧化 鈉和研磨后的紅土鎳礦；先將氫氧化鈉配成濃度為50(重量)％的水溶液，然后與研磨后 的紅土鎳礦在釜式反應(yīng)器中通過攪拌進(jìn)行濕混，混合均勻后進(jìn)行程序升溫，使釜式反應(yīng) 器先在150°C保溫2小時以干燥混合料，然后以5°C /min的速度升溫至400°C進(jìn)行焙燒反應(yīng) 200分鐘，得到固體焙燒料。將固體焙燒料進(jìn)行高溫出料，降溫后對固體焙燒料進(jìn)行研 磨，使研磨后的顆粒尺寸在200目以下的固體焙燒料占總固體焙燒料總量的85%以上， 然后用水進(jìn)行洗滌3次，洗滌溫度為9(TC，每次洗滌時間為30分鐘，每次洗滌固液重量 比為1 : 2，洗滌后進(jìn)行過濾得到富含水溶性鉻、鋁等有價金屬鹽的濾液和不溶性固體濾 餅。 通過取樣分析，濾液中六價鉻的浸出率達(dá)到90.68%，三價鋁的浸出率達(dá)到
677.71%。濾液進(jìn)行蒸發(fā)濃縮結(jié)晶，分離后可得到鉻酸鈉、鋁酸鈉中間產(chǎn)品和氫氧化鈉 反應(yīng)介質(zhì)，氫氧化鈉通過循環(huán)返回到物料混合、反應(yīng)階段，實現(xiàn)反應(yīng)介質(zhì)的循環(huán)利用。 固體濾餅通過后續(xù)高壓酸浸工藝處理，鎳和鈷的浸出率比未經(jīng)氫氧化鈉處理的原紅土鎳 礦原料直接進(jìn)行高壓酸浸提鎳、鈷時提高了15%，從固體濾餅中浸出的鎳的浸出率為 98%，鈷的浸出率為96%;得到的酸浸渣中的鐵精粉的品位提升了5%左右，鐵精粉中鐵 的品位達(dá)到63%，從酸浸液中回收酸實現(xiàn)酸介質(zhì)循環(huán)。
實施例4. 原料紅土鎳礦來自印度尼西亞，其主要元素含量為(重量％ ) : Fe : 47.01%、 Ni : 0.52%、 Co: 0.039%、 Mg : 0.32%、 Cr: 2.21%、 Al : 4.16%、 Si: 2.21%。 研 磨、篩分后，粒徑在200目以下的礦占到總礦量的90%以上。 按照固體碳酸鈉與研磨后的紅土鎳礦料的重量比為0.2 : l的配比稱取碳酸鈉和 研磨后的紅土鎳礦；先將碳酸鈉配成濃度為30(重量)％的水溶液，然后與研磨后的紅土 鎳礦在剛玉坩堝中通過攪拌進(jìn)行濕混，混合均勻后放入烘箱內(nèi)溫度為15(TC的烘箱中烘干 8小時后高溫出料。將混合烘干料放入馬弗爐中，在120(TC下焙燒反應(yīng)3小時，得到固 體焙燒料。將固體焙燒料進(jìn)行研磨后用水進(jìn)行洗滌3次，洗滌溫度為3(TC，每次洗滌時 間為15分鐘，每次洗滌固液重量比為l : 2，洗滌后進(jìn)行過濾得到富含水溶性鉻、鋁等有 價金屬鹽的濾液和不溶性固體濾餅。 通過取樣分析，濾液中六價鉻的浸出率達(dá)到92.3%，三價鋁的浸出率達(dá)到 70.41%。濾液進(jìn)行蒸發(fā)濃縮結(jié)晶、分離后可得到鉻酸鈉、鋁酸鈉中間產(chǎn)品和碳酸鈉反應(yīng) 介質(zhì)，碳酸鈉通過循環(huán)返回到物料混合、反應(yīng)階段，實現(xiàn)反應(yīng)介質(zhì)的循環(huán)利用。固體濾 餅通過后續(xù)高壓酸浸工藝處理，鎳和鈷的浸出率比未經(jīng)碳酸鈉處理的原紅土鎳礦原料直 接進(jìn)行高壓酸浸提鎳、鈷時提高了10%，從固體濾餅中浸出的鎳鈷浸出率為96% ;得到 的酸浸渣中的鐵精粉的品位提升了 5%左右，鐵精粉的含量達(dá)到61%以上，從酸浸液中
回收酸實現(xiàn)酸介質(zhì)循環(huán)。
實施例5. 原料紅土鎳礦來自印度尼西亞，其主要元素含量為(重量％ ) : Fe : 47.01%、 Ni : 0.52%、 Co: 0.039%、 Mg : 0.32%、 Cr: 2.21%、 Al : 4.16%、 Si: 2.21%。 研 磨、篩分后，顆粒尺寸在200目以下的礦占到總礦量的90%以上。 按照固體碳酸鈉與研磨后的紅土鎳礦料的重量比為0.8 : l的配比稱取碳酸鈉和 研磨后的紅土鎳礦；先將碳酸鈉配成濃度為35(重量)％的水溶液，然后與研磨后的紅土 鎳礦在剛玉坩堝中通過攪拌進(jìn)行濕混，混合均勻后放入烘箱內(nèi)溫度為20(TC的烘箱中烘干 6小時后高溫出料。將混合烘干料放入馬弗爐中，在105(TC下焙燒反應(yīng)1.5小時，得到固 體焙燒料。將固體焙燒料進(jìn)行研磨后用水進(jìn)行洗滌3次，洗滌溫度為6(TC，每次洗滌時 間為30分鐘，每次洗滌固液重量比為l : 5，洗滌后進(jìn)行過濾得到富含水溶性鉻、鋁等有 價金屬鹽的濾液和不溶性固體濾餅。 通過取樣分析，濾液中六價鉻的浸出率達(dá)到93.49%，三價鋁的浸出率達(dá)到 75.41%。濾液進(jìn)行蒸發(fā)濃縮結(jié)晶、分離后可得到鉻酸鈉、鋁酸鈉中間產(chǎn)品和碳酸鈉反應(yīng) 介質(zhì)，碳酸鈉通過循環(huán)返回到物料混合、反應(yīng)階段，實現(xiàn)反應(yīng)介質(zhì)的循環(huán)利用。固體濾 餅通過后續(xù)高壓酸浸工藝處理，鎳和鈷的浸出率比未經(jīng)碳酸鈉處理的原紅土鎳礦原料直接進(jìn)行高壓酸浸提鎳、鈷時提高了12%，從固體濾餅中浸出的鎳鈷浸出率為97% ;得到 的酸浸渣中的鐵精粉的品位提升了 5%左右，鐵精粉的含量達(dá)到61%以上，從酸浸液中
回收酸實現(xiàn)酸介質(zhì)循環(huán)。
實施例6. 原料紅土鎳礦來自菲律賓，其主要元素含量為(重量％ ) : Fe : 52%、 Ni : 1.05%、 Co: 0.1%、 Mg: 0.31%、 Cr: 2， 68%、 Al : 1.68%、 Si: 1.36%。
研磨、篩 分后，粒徑在200目以下的礦占到總礦量的90%以上。 按照固體碳酸鈉與研磨后的紅土鎳礦料的重量比為1.5 : 1的配比稱取碳酸鈉和 研磨后的紅土鎳礦；先將碳酸鈉配成濃度為20(重量)％的水溶液，然后與研磨后的紅土 鎳礦在剛玉坩堝中通過攪拌進(jìn)行濕混，混合均勻后放入烘箱內(nèi)溫度為15(TC的烘箱中烘干 8小時后常溫出料。將混合烘干料放入馬弗爐中，在100(TC下焙燒反應(yīng)2.5小時，得到固 體焙燒料。將固體焙燒料進(jìn)行研磨，使研磨后的顆粒尺寸在200目以下的固體焙燒料占 總固體焙燒料總量的85%以上，然后用水進(jìn)行洗滌3次，洗滌溫度為9(TC，每次洗滌時 間為60分鐘，每次洗滌固液重量比為l : 10，洗滌后進(jìn)行過濾得到富含水溶性鉻、鋁等 有價金屬鹽的濾液和不溶性固體濾餅。 通過取樣分析，濾液中六價鉻的浸出率達(dá)到96.3%，三價鋁的浸出率達(dá)到 84.06%。濾液進(jìn)行蒸發(fā)濃縮結(jié)晶、分離后可得到鉻酸鈉和鋁酸鈉中間產(chǎn)品和碳酸鈉反應(yīng) 介質(zhì)，碳酸鈉通過循環(huán)返回到物料混合、反應(yīng)階段，實現(xiàn)反應(yīng)介質(zhì)的循環(huán)利用。固體濾 餅通過后續(xù)高壓酸浸工藝處理，鎳和鈷的浸出率比未經(jīng)碳酸鈉處理的原紅土鎳礦原料直 接進(jìn)行高壓酸浸提鎳、鈷時提高了 20% 30%，從固體濾餅中浸出的鎳的浸出率為98% 以上，鈷的浸出率為95%以上；得到的酸浸渣中的鐵精粉的品位提升了 5%左右，鐵精 粉的含量達(dá)到63%以上，從酸浸液中回收酸實現(xiàn)酸介質(zhì)循環(huán)。
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權(quán)利要求
一種處理褐鐵型紅土鎳礦的堿-酸雙循環(huán)工藝，其特征是，該工藝包括以下步驟(1)將由固體氫氧化鈉、固體氫氧化鉀、固體碳酸鈉和固體碳酸鉀組成的固體物質(zhì)組中選擇的一種物質(zhì)配制成濃度為20％(重量)～50％(重量)的水溶液，并和紅土鎳礦混合后一起送入濕式研磨機(jī)研磨，上述固體物質(zhì)與紅土鎳礦的重量比為0.2∶1～1.5∶1，研磨后的顆粒尺寸為200目以下的礦料占總礦料組成的80％以上，產(chǎn)出的礦漿用回轉(zhuǎn)窯噴漿干燥；(2)將步驟(1)得到的混合干燥料在500℃～1200℃下進(jìn)行高溫焙燒反應(yīng)，并將產(chǎn)出的固體焙燒產(chǎn)物冷卻至300℃～500℃，然后水淬；(3)將步驟(2)得到水淬料經(jīng)洗滌、過濾，得到富含水溶性鉻酸鹽、鋁酸鹽有價金屬鹽的堿性濾液和不溶性的固體濾餅，其中水洗溫度控制在30～95℃；(4)將步驟(3)得到的富含水溶性鉻酸鹽、鋁酸鹽有價金屬鹽的堿性濾液進(jìn)一步處理，分別得到用于生產(chǎn)鉻、鋁的中間產(chǎn)品；(5)將步驟(3)得到固體濾餅進(jìn)一步脫鈉處理后，用濃度為100～250g/L的硝酸或硫酸溶液進(jìn)行漿化，控制液固重量比為2～5∶1、浸出溫度為150～250℃、浸出時間為10～90min，使鎳和鈷浸出，再經(jīng)過濾、洗滌，得到富含鎳鈷的酸性濾液和高鐵含量的固體濾餅；(6)將步驟(5)得到的富含鎳鈷的酸性濾液進(jìn)一步處理，得到鎳鈷的富集物。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征是在所述步驟(4)的對堿性濾液進(jìn)一步處理 中，紅土鎳礦中鉻的浸出率大于90%，鋁的浸出率大于70%。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征是所述步驟(1)的磨礦時間為10 60分鐘。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征是所述步驟(2)的反應(yīng)時間為30 180分鐘。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征是所述步驟(3)的焙砂水洗過程中，焙砂和洗滌用水的固液重量比為l : 2 1 : 10，水洗次數(shù)2 6次，每次水洗時間控制在15 60分鐘。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征是所述步驟(4)進(jìn)行完畢后，將產(chǎn)生的堿性 廢液再生并循環(huán)利用。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1 6中任一項所述的工藝，其特征是所述步驟(6)進(jìn)行完畢后， 將產(chǎn)生的酸性廢液再生并循環(huán)利用。
全文摘要
本發(fā)明提供一種處理褐鐵型紅土鎳礦的堿-酸雙循環(huán)工藝，以褐鐵型貧鎳紅土鎳礦為原料，使其與氫氧化鈉、氫氧化鉀等堿或其碳酸鹽在高溫下進(jìn)行焙燒反應(yīng)，然后焙燒料經(jīng)水洗、液固分離得到富含水溶性鉻酸鹽、鋁酸鹽等有價金屬鹽的堿性濾液和不溶性濾餅濾液可綜合利用制取鉻鹽、鋁鹽，并實現(xiàn)堿介質(zhì)的循環(huán)利用；濾餅可通過后續(xù)加壓酸浸工藝提取鎳、鈷，酸浸渣為高品位的鐵精粉，酸浸液可實現(xiàn)酸介質(zhì)的循環(huán)利用。
文檔編號C22B21/00GK101691635SQ20091018039
公開日2010年4月7日 申請日期2009年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月27日
發(fā)明者尹飛, 曲景奎, 王成彥, 董書通, 趙平, 齊濤 申請人:河南永通鎳業(yè)有限公司;中國科學(xué)院過程工程研究所