專利名稱：一種從紅土鎳礦中綜合回收有價(jià)金屬的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及有色金屬濕法冶金領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種從紅土鎳礦中綜合回收鎳、鈷、鐵、鉻、鎂等有價(jià)金屬的方法。
背景技術(shù)：
目前國(guó)內(nèi)外濕法處理紅土鎳礦的方法可分為以下幾種
(I)常壓硫酸浸出法該方法是以硫酸為浸出劑，控制一定的液固比、酸度、溫度等反應(yīng)條件，在常壓下將鎳、鈷、鐵、鎂等金屬?gòu)牡V料中浸出；然后加入中和劑(石灰石、氫氧化鈣， 或者其他堿性物質(zhì))將鐵、鋁、硅等雜質(zhì)除去，除雜礦漿壓濾后得到硫酸鎳溶液和報(bào)廢渣，報(bào)廢洛經(jīng)洗洛后外排，硫酸鎳溶液則用氫氧化鈉(或者氫氧化韓、氫氧化鎂)進(jìn)行沉鎳反應(yīng)；得到的鎳渣經(jīng)酸溶、萃取除雜后得到鎳鈷的深加工產(chǎn)品；沉鎳后液蒸發(fā)結(jié)晶回收硫酸鎂，或者直接加入堿性物質(zhì)進(jìn)行沉淀處理，得到的處理后液外排；這種處理方法由于只以鎳、鈷及少量的鎂為目標(biāo)金屬，使得鐵、鉻等金屬的浸出消耗了大量的酸，從浸出液中脫除這些金屬又消耗了大量的堿，同時(shí)產(chǎn)生大量的報(bào)廢渣，用這種方法處理紅土鎳礦，往往是處理一噸礦，要產(chǎn)生超過(guò)一噸的渣；這些渣不僅污染環(huán)境，還夾帶了大量的鎳等有價(jià)金屬，造成了金屬回收率的降低。另外，用這種方法處理紅土鎳礦，由于沒(méi)有用合適的方法回收鎂，造成了鎂資源的大量浪費(fèi)。(2)高壓硫酸浸出法該方法是以硫酸為浸出劑，控制一定的反應(yīng)溫度，在加壓情況下對(duì)紅土礦進(jìn)行處理。加壓酸浸工段最早始于20世紀(jì)50年代古巴的毛阿(M0A)，自20世紀(jì)90年代后澳大利亞的穆林-穆林、布隆、考瓦斯等加壓酸浸廠相繼投產(chǎn)，但是在工段和設(shè)備方面出現(xiàn)不少問(wèn)題，該工段的基本流程是礦石經(jīng)過(guò)破碎制漿后進(jìn)入高壓釜經(jīng)高壓(4-5MPa)、高溫(230-260°C)酸性浸出，浸出后進(jìn)行液固分離，然后對(duì)浸出液進(jìn)行中和、除鐵，除鐵后液通過(guò)萃取進(jìn)行鎳鈷分離，還可根據(jù)不同需要進(jìn)一步冶煉得到不同的鎳鈷產(chǎn)品。該工段鎳鈷的回收率可達(dá)90%以上，但是該工段投資成本大，對(duì)設(shè)備和材質(zhì)的要求比較嚴(yán)格，由于鎂等雜質(zhì)對(duì)于硫酸耗量影響較大，所以該工段適合處理含鎂小于10%，特別是小于5%的紅土鎳礦，另外，該工段運(yùn)行過(guò)程中，設(shè)備易出現(xiàn)結(jié)垢現(xiàn)象，對(duì)生產(chǎn)造成較大影響，且由于大量鐵仍然存在于渣中，造成渣量較大，同時(shí)鐵的浸出仍然需要消耗酸，未能實(shí)現(xiàn)有價(jià)金屬的綜合回收利用。(3)還原焙燒-氨浸法還原焙燒-氨浸工段由Caron教授發(fā)明，因此又稱Caron流程，其中，氨浸過(guò)程中采用NH3及CO2將焙燒礦中的鎳和鈷轉(zhuǎn)化為氨絡(luò)合物進(jìn)入溶液,該工段的優(yōu)點(diǎn)是試劑可以循環(huán)利用，消耗量小，缺點(diǎn)是鎳鈷回收率低，鎳、鈷回收率分別為75%和60%左右，且由于礦料需要烘干焙燒，能耗較大，不能實(shí)現(xiàn)資源的綜合回收利用。濕法處理紅土鎳礦，沒(méi)有對(duì)進(jìn)入浸出系統(tǒng)的礦料含水進(jìn)行有效的控制，使得進(jìn)入系統(tǒng)的礦料含水在70%左右，另外，洗渣的方式有CCD逆流洗渣和壓濾機(jī)一次沖洗，也沒(méi)有對(duì)洗渣消耗的洗渣水量進(jìn)行合理有效的控制，使得洗一噸渣消耗I. 5m3左右洗渣水；造成系統(tǒng)浸出液中鎳離子濃度由于水總量較大而無(wú)法富集，到沉鎳工序的鎳離子濃度偏低，同時(shí)，造成了系統(tǒng)中需處理的水量龐大，處理成本高昂。濕法處理紅土鎳礦，浸出液中的鐵都是做為雜質(zhì)脫除，除鐵通常有三種方法中和沉淀法、針鐵礦法，及黃鈉鐵礬法。采用這三種方法除鐵，均可以得到較好的除鐵效果，但是由于都需要在高溫下進(jìn)行，除鐵能量及輔料消耗均較大，且由于鐵以渣形態(tài)報(bào)廢，造成產(chǎn)生大量的報(bào)廢渣，堆放成本巨大，且對(duì)環(huán)保不利；另外，由于在除鐵過(guò)程中，鉻會(huì)沉淀進(jìn)入渣中，造成鉻無(wú)法進(jìn)行回收。濕法處理紅土鎳礦，對(duì)收鎳后液中的鎂基本上不回收，或者只是回收其中的小部分，大部分都是用堿性物質(zhì)沉淀外排，造成鎂資源的浪費(fèi)和環(huán)境的破壞。濕法處理紅土鎳礦，在使用中和劑氫氧化鈣的過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生大量的硫酸鈣，這部 分硫酸鈣都隨鐵渣、鋁硅渣進(jìn)入渣中，沒(méi)有得到合理的利用。濕法處理紅土鎳礦，一般都使用了鈉鹽，造成了廢水中鈉離子的富集問(wèn)題，從而無(wú)法實(shí)現(xiàn)廢水的全回用。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種從紅土鎳礦中綜合回收鎳、鈷、鉻、鎂等有價(jià)金屬的方法，其在硫酸體系下進(jìn)行浸出反應(yīng)，通過(guò)一系列措施降低系統(tǒng)廢水及廢渣總量，提高有價(jià)金屬的回收率；同時(shí)在生產(chǎn)過(guò)程中使用廉價(jià)的生產(chǎn)輔料，并進(jìn)行大宗輔料的循環(huán)利用，大幅降低生產(chǎn)成本。為此，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案一種從紅土鎳礦中綜合回收有價(jià)金屬的方法，包括依次進(jìn)行的礦料準(zhǔn)備工段、浸出萃取除鐵工段、收鉻工段、沉鎳工段和收鎂工段，其特征在于在礦料準(zhǔn)備工段中，礦料洗礦后用濃密機(jī)進(jìn)行固液沉降分離，通過(guò)提高濃密機(jī)底流濃度，使?jié)饷軝C(jī)底流含固量為30-55% ;用過(guò)濾設(shè)備對(duì)濃密機(jī)底流脫水，礦料含水降低至15-20%，從而控制進(jìn)入浸出萃取除鐵工段中的水量，降低了浸出萃取除鐵工段中浸出液水體總量，避免了水膨脹，同時(shí)提高浸出液的鎳濃度。在浸出萃取除鐵工段中，利用高酸浸出槽浸礦料，進(jìn)行鎳濃度的富集，富集后的浸出液用濃密機(jī)進(jìn)行固液沉降分離，所得的溢流液進(jìn)入一段中和浸出槽中，所得的底流經(jīng)漿化槽后用壓濾機(jī)將洗渣水量降至渣量的0. 6 — 0. 8倍，使得返回高酸浸出槽中的洗渣水量減少，提高浸出液中鎳濃度，減少?gòu)U水總量，同時(shí)降低廢水處理成本；在一段中和槽中進(jìn)行中和浸出，得到的中和浸出液用濃密機(jī)進(jìn)行固液沉降分離，所得的一段底流返回至高酸浸出槽中，所得的上清液使用精密過(guò)濾器精濾得到一次萃鐵前液，對(duì)一次萃鐵前液通過(guò)萃取除鐵得到反鐵液和一次萃鐵萃余液，反鐵液經(jīng)過(guò)噴霧熱解反應(yīng)制得氧化鐵和鹽酸，實(shí)現(xiàn)鐵酸平衡，一次萃鐵萃余液一部分返回至高酸浸出槽中，另一部分進(jìn)入二段中和浸出槽中進(jìn)行中和浸出，得到的中和浸出液用濃密機(jī)進(jìn)行固液沉降分離，所得的二段底流返回至高酸浸出槽中，所得的上清液使用精密過(guò)濾器精濾得到二次萃鐵前液，對(duì)二次萃鐵前液通過(guò)萃取除鐵得到反鐵液和二次萃鐵萃余液，反鐵液經(jīng)過(guò)噴霧熱解反應(yīng)制得氧化鐵和鹽酸，二次萃鐵萃余液即為收鉻工段中的收鉻前液。
中和浸出既有效利用了高酸浸出液及一次萃鐵萃余液中的殘酸，又對(duì)中和礦料進(jìn)行了預(yù)浸出；通過(guò)萃取除鐵得到反鐵液，代替常規(guī)造渣除鐵技術(shù)，大幅降低了報(bào)廢渣的總量，同時(shí)，由于渣量減少，由報(bào)廢渣帶出的有價(jià)金屬總量也大幅下降，提高了金屬的收率，反鐵液經(jīng)過(guò)噴霧熱解反應(yīng)制得氧化鐵和鹽酸，實(shí)現(xiàn)鐵酸平衡；使用精密過(guò)濾器(如液體過(guò)濾機(jī))精濾萃鐵前液方法，使得萃鐵前液濁度值降低，防止萃取過(guò)程中出現(xiàn)大量第三相。在收鉻工段中，使用沉鎳工段中產(chǎn)生的二次沉鎳渣消耗收鉻前液中的殘酸，堿液不足時(shí)加入氫氧化鎂或氫氧化鈣，通過(guò)調(diào)節(jié)PH值的方法回收鉻渣，鉻渣進(jìn)一步深加工制得鉻產(chǎn)品。在沉鎳工段中，對(duì)收鉻工段中產(chǎn)生的收鉻后液采用石灰乳或氫氧化鎂來(lái)沉淀金屬鎳，石灰乳沉鎳采用分離柱進(jìn)行鎳鈣分離，得到氫氧化鎳和硫酸鈣；用氫氧化鎂沉鎳則是得到氫氧化鎳和硫酸鎂溶液； 在收鎂工段中，對(duì)沉鎳工段中產(chǎn)生的二次沉鎳后液采用石灰乳收鎂或氨法收鎂，全程不引入鈉離子，使收鎂后液可全部返回生產(chǎn)使用。回收鎂的二種方法為一種是采用石灰乳沉鎂，用分離柱進(jìn)行鎂鈣分離，得到氫氧化鎂和硫酸鈣，得到的氫氧化鎂用碳化法進(jìn)行鎂鈣深度分離，得到超純氫氧化鎂產(chǎn)品，硫酸鈣外售；該方法使用了廉價(jià)的堿(石灰乳)做沉淀齊U，大幅降低了沉鎂輔料成本，且可回收硫酸鈣產(chǎn)品，增加了收益，在生產(chǎn)高純鎂鹽的過(guò)程中，使用了碳化反應(yīng)法，對(duì)鎂鹽進(jìn)行了深度鈣鎂分離，提升了鎂鹽產(chǎn)品的附加值，另外，碳酸鎂產(chǎn)品煅燒制備氧化鎂過(guò)程中可回收二氧化碳，二氧化碳返回碳化過(guò)程使用，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)輔料的循環(huán)使用。另一種方法是采用氨水做沉淀劑，生產(chǎn)出氫氧化鎂和硫酸銨溶液，再往硫酸銨溶液中加入石灰乳，產(chǎn)出硫酸鈣和氨氣，氨氣返回沉鎂作業(yè)使用；該方法是在硫酸根體系下，使用氨水做沉淀劑，可以得到純度較高的氫氧化鎂產(chǎn)品，這種產(chǎn)品不需再進(jìn)行提純，且在后續(xù)工段中使用了石灰乳來(lái)收氨，使得氨可作為中間物料循環(huán)使用，生產(chǎn)成本低廉，另外還在收氨過(guò)程中得到高純的硫酸鈣產(chǎn)品，增加了收益。作為優(yōu)選，在沉鎳工段中，所用的氫氧化鎂來(lái)自于收鎂工段中產(chǎn)生的氫氧化鎂。作為優(yōu)選,反鐵液進(jìn)行噴霧熱解反應(yīng)前,使用膜分離方法對(duì)進(jìn)入噴霧設(shè)備的溶液進(jìn)行殘酸的截留，截留的殘酸返回反萃過(guò)程，含酸較低的反鐵液進(jìn)入噴霧設(shè)備。作為優(yōu)選，收收鉻工段分為兩段進(jìn)行，一段將pH值調(diào)至2. 5-3. 5，得到鉻含量較高的鉻渣；二段將PH值調(diào)至3. 5-5. 5，得到鉻含量較少的鋁硅渣，從而實(shí)現(xiàn)鉻與鋁硅渣的分離。作為優(yōu)選，沉鎳工段分為兩段進(jìn)行，一段沉鎳的pH范圍為7-9，二段沉鎳的pH范圍為8. 5-9. 5,沉鎮(zhèn)過(guò)程中均需要加入氫氧化鎮(zhèn)晶種。作為優(yōu)選，在礦料準(zhǔn)備工段中，所用的過(guò)濾設(shè)備為陶瓷過(guò)濾機(jī)或帶式過(guò)濾機(jī)。作為優(yōu)選，在浸出萃取除鐵工段中，壓濾機(jī)多級(jí)逆流洗渣方法采用如下方法代替先用濃密機(jī)CCD逆流洗滌，再將CCD逆流洗滌最后一級(jí)濃密機(jī)的底流渣經(jīng)pH調(diào)節(jié)處理后，用帶式過(guò)濾機(jī)或壓濾機(jī)固液分離后濾渣排放，濾液返回系統(tǒng)使用。本發(fā)明具有的有益效果(1)解決了大量報(bào)廢渣的問(wèn)題，使得報(bào)廢渣總量降低40-50%左右(與常壓硫酸浸出工段相比)；(2)解決了報(bào)廢渣不能進(jìn)行利用的問(wèn)題，由于用常規(guī)方法處理紅土鎳礦產(chǎn)出的渣中含有二次成型的渣，例如鐵渣、鈣鎂渣等，使得報(bào)廢渣無(wú)法得到利用，本發(fā)明生成的渣由于只是酸溶渣，可作為制磚和水泥的添加物使用，從而解決了渣再利用的問(wèn)題；(3)解決了大量廢水的問(wèn)題，本發(fā)明全程不使用鈉鹽，使得廢水可以循環(huán)使用，另外，由于本發(fā)明在工段配置流程中使用了節(jié)水降水的措施，使得廢水總量大幅下降，從而解決了大量廢水的問(wèn)題；(4)由于本發(fā)明使用了萃取除鐵技術(shù)，解決了礦料中鐵浸出消耗大量酸的問(wèn)題，使得鐵不僅可以作為一種產(chǎn)品生產(chǎn)出來(lái)，提高經(jīng)濟(jì)收益，還使得在生產(chǎn)鐵產(chǎn)品的同時(shí)副產(chǎn)鹽酸，實(shí)現(xiàn)了 鐵酸平衡，鐵的浸出反應(yīng)消耗酸量得以大幅降低，生產(chǎn)成本也隨之大幅降低；(5)解決了礦料中的鉻無(wú)法回收利用的問(wèn)題，由于在常規(guī)工段過(guò)程中，鉻是與鐵一起沉淀進(jìn)入渣中，未能做到鉻渣的回收利用，本發(fā)明利用萃取除鐵的辦法，實(shí)現(xiàn)了鐵鉻的分離，使得礦料中的鉻可以進(jìn)行回收利用；(6)解決了沉鎳生產(chǎn)成本高昂的問(wèn)題，由于常規(guī)工段沉鎳多采用氫氧化鈉進(jìn)行，使得沉鎳輔料成本高昂，本發(fā)明使用價(jià)格低廉的石灰乳或者氫氧化鎂做中和劑，石灰乳沉鎳?yán)梅蛛x柱進(jìn)行鎳鈣分離，得到了氫氧化鎳，大幅降低了生產(chǎn)成本，且規(guī)避了鈉離子存在對(duì)后續(xù)生產(chǎn)影響等問(wèn)題；(7)解決了礦料中的鎂無(wú)法低成本回收利用的問(wèn)題，本發(fā)明使用石灰乳沉鎂法和氨法進(jìn)行收鎂，使得收鎂成本大幅降低，且提升了鎂鹽產(chǎn)品的附加值，解決了大量鎂水對(duì)環(huán)境污染的問(wèn)題，鎂水得以合理、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的利用；(8)解決了硫酸鈣無(wú)法得到合理利用的問(wèn)題，由于本發(fā)明使用了分離柱，使得生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的硫酸鈣得以回收利用，增加了處理紅土鎳礦的附加值，且使得渣中硫酸鈣含量大幅降低，減少了渣處理成本。下面結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
圖I為本發(fā)明礦料準(zhǔn)備工段流程圖。圖2為本發(fā)明浸出萃取除鐵工段流程圖。圖3為本發(fā)明收鉻工段流程圖。圖4為本發(fā)明沉鎳工段(石灰乳沉鎳)流程圖。圖5為本發(fā)明沉鎳工段(氫氧化鎂沉鎳)流程圖。圖6為本發(fā)明氨法收鎂工段流程圖。圖7為本發(fā)明石灰乳收鎂工段流程圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的礦料準(zhǔn)備工段流程如圖I所示礦料中加入回用水進(jìn)行洗礦作業(yè)(一開(kāi)始沒(méi)有回用水的時(shí)候，采用新水)，由于粒徑的不同，礦料被篩分為鐵質(zhì)礦和鎂質(zhì)礦；鐵質(zhì)礦較細(xì)，直接進(jìn)入濃密機(jī)中進(jìn)行固液沉降分離，分離過(guò)程中需加入絮凝劑，將礦漿濃度濃縮為30-55%，濃縮后的濃密機(jī)底流進(jìn)入陶瓷過(guò)濾機(jī)(或帶式過(guò)濾機(jī))進(jìn)一步脫水，將礦料含水降低至15-20%，得到的低含水鐵質(zhì)礦通過(guò)皮帶輸送至下一工段中的高酸浸出槽，濃密機(jī)溢流液和陶瓷過(guò)濾機(jī)濾液流入回用水池；鎂質(zhì)礦較鐵質(zhì)礦粗，需通過(guò)球磨機(jī)進(jìn)行磨礦作業(yè)，經(jīng)過(guò)球磨的物料經(jīng)過(guò)旋流器進(jìn)行分級(jí)，粗顆粒繼續(xù)返回球磨，細(xì)顆粒礦漿則進(jìn)入濃密機(jī)中進(jìn)行固液分離，分離過(guò)程中需加入高效絮凝劑，將礦漿濃度濃縮為30-55%，濃縮后的濃密機(jī)底流進(jìn)入陶瓷過(guò)濾機(jī)(或帶式過(guò)濾機(jī))進(jìn)一步脫水，陶瓷過(guò)濾機(jī)將礦料含水降低至15-20%，得到的低含水鎂質(zhì)礦通過(guò)皮帶輸送至下一工段中的中和浸出槽，濃密機(jī)溢流液和陶瓷過(guò)濾機(jī)濾液流入回用水池；回用水池中的水返回洗礦和磨礦過(guò)程使用。
本發(fā)明的浸出萃取除鐵工段流程如圖2所示低含水鐵質(zhì)礦及一段、二段底流與硫酸、洗渣水和一次萃鐵余液混合，進(jìn)行高酸浸出反應(yīng)，控制高酸浸出渣中含鎳小于0. 2%(干基)，高酸浸出礦漿經(jīng)濃密機(jī)液固分離后，得到的溢流液進(jìn)入一段中和浸出工序，得到的底流進(jìn)入洗渣壓濾機(jī)進(jìn)行洗渣作業(yè)，壓濾機(jī)的多級(jí)逆流洗渣方法(可以采用專利申請(qǐng)?zhí)?00910101009. 0公開(kāi)的方法，也可以采用其他類似的方法)將洗渣水量降至渣量的0. 6-0. 8倍，洗渣水返高酸浸出過(guò)程，報(bào)廢渣中由于不含二次成型渣(如鐵渣)，故可送入磚廠制磚或送入水泥廠制備水泥；高酸浸出得到的溢流液使用適量的低含水鎂質(zhì)礦來(lái)中和殘酸，一段中和礦漿進(jìn)入濃密機(jī)進(jìn)行固液分離，底流返回高酸浸出槽，上清液經(jīng)過(guò)精濾設(shè)備(液體過(guò)濾機(jī))精濾后，得到濁度值低于50ppm的一次萃鐵前液；使用對(duì)鐵有選擇性的萃取劑(例如P204)對(duì)鐵進(jìn)行萃取脫除，萃取過(guò)程完成了鐵離子與氫離子的交換，氫離子進(jìn)入萃余液形成一次萃鐵萃余液返回高酸浸出槽使用，鐵經(jīng)過(guò)6mol/L鹽酸溶液反萃后得到高濃度的一次萃鐵反鐵液；一次萃取除鐵的萃余液根據(jù)生產(chǎn)需要將大部分返回浸出過(guò)程，在這個(gè)過(guò)程中鎳濃度將會(huì)得到富集，另一小部分萃余液則開(kāi)路到二段中和浸出工序，使用低含水鎂質(zhì)礦來(lái)中和殘酸，二段中和后的礦漿進(jìn)入濃密機(jī)進(jìn)行固液分離，底流返回高酸浸出，溢流液經(jīng)過(guò)液體過(guò)濾機(jī)精濾后，得到濁度值低于50ppm的二次萃鐵前液；使用對(duì)鐵有選擇性的萃取劑(例如P204)對(duì)鐵進(jìn)行萃取脫除,產(chǎn)出二次萃鐵萃余液(即收鉻前液)，得到的二次萃鐵反鐵·液與一次萃鐵反鐵液混合進(jìn)入噴霧爐經(jīng)過(guò)噴霧煅燒反應(yīng)制得高純氧化鐵產(chǎn)品和可回用的鹽酸，從而實(shí)現(xiàn)了鐵酸平衡。本發(fā)明的收鉻工段流程如圖3所示將二次萃鐵萃余液與二次沉鎳渣混合，消耗萃余液中的殘酸，同時(shí)將鎳渣中的有價(jià)金屬溶解到溶液中，堿性不足部分加入氫氧化鎂或者氫氧化鈣漿，將溶液的PH值調(diào)至5. 5左右，使得鋁、硅、鉻，以及少量鎳和鐵沉淀進(jìn)入渣中；收鉻礦漿進(jìn)入濃密機(jī)進(jìn)行固液分離，底流渣進(jìn)一步處理回收金屬鉻和鎳，溢流液及鉻渣壓濾后液(即收鉻后液)進(jìn)入一次沉鎳工段。本發(fā)明的沉鎳工段流程如圖4 一 5所示往收鉻后液中加入石灰乳，控制合適的反應(yīng)溫度和PH值，得到氫氧化鎳和硫酸鈣的混合礦漿，礦漿泵入分離柱(可以采用專利申請(qǐng)?zhí)?01020174237. 9公開(kāi)的技術(shù)，也可以采用其他類似的技術(shù))進(jìn)行氫氧化鎳和硫酸鈣的分離，分別得到氫氧化鎳漿體和硫酸鈣漿體，氫氧化鎳漿體進(jìn)入濃密機(jī)進(jìn)行固液分離，濃密機(jī)底流壓濾后得到氫氧化鎳渣，鎳渣進(jìn)下道工序生產(chǎn)電鎳或者鎳鹽，并從中提取鈷金屬或者鈷鹽；硫酸鈣壓濾后烘干外售；濃密機(jī)溢流液和濾液混合加入石灰乳，控制PH值進(jìn)行二次沉鎳，二次沉鎳礦漿進(jìn)入濃密機(jī)進(jìn)行固液分離，底流壓濾后得到的渣用收鉻前液進(jìn)行調(diào)漿，調(diào)完漿返回收鉻工段；溢流液和濾液混合進(jìn)入沉鎂工段。(也可使用后段工序中產(chǎn)生的氫氧化鎂作為本工序的中和劑，生成氫氧化鎳和硫酸鎂溶液，硫酸鎂溶液到沉鎂工序，再用石灰或者氨沉淀為氫氧化鎂，從而形成一個(gè)物料的循環(huán)。)
本發(fā)明的氨水沉鎂工段流程如圖6所示二次沉鎳后液中加入氨水(或者氨氣)，控制反應(yīng)溫度和pH值,得到氫氧化鎂礦漿,氫氧化鎂礦漿壓濾洗滌后，得到氫氧化鎂，洗滌干燥后外售，也可增加煅燒工段，制備高純氧化鎂產(chǎn)品；再往沉鎂后液中加入石灰乳，控制反應(yīng)溫度和PH值，得到硫酸鈣礦漿，并回收氨氣，收氨后液做為回用水返回生產(chǎn)過(guò)程使用。本發(fā)明的石灰乳沉鎂工段流程如圖7所示二次沉鎳后液中加入石灰乳，控制反應(yīng)溫度和PH值，得到氫氧化鎂和硫酸鈣的混合礦漿，礦漿泵入分離柱進(jìn)行氫氧化鎂和硫酸鈣的分離，分別得到氫氧化鎂漿體和硫酸鈣漿體，氫氧化鎂漿體進(jìn)入濃密機(jī)進(jìn)行固液分離，濃密機(jī)底流壓濾后得到氫氧化鎂渣，氫氧化鎂渣用重鎂水結(jié)晶后液按合適的液固比調(diào)漿，然后控制反應(yīng)溫度，吹入二氧化碳?xì)怏w，進(jìn)行碳化反應(yīng)，反應(yīng)后礦漿壓濾得到重鎂水，重鎂水升溫結(jié)晶得到高純碳酸鎂，結(jié)晶尾液返回調(diào)漿過(guò)程，碳酸鎂烘干后可直接外銷，也可以它為中間體生產(chǎn)其它鎂鹽，例如氧化鎂等。本發(fā)明補(bǔ)充說(shuō)明(1)鹽酸反鐵液的另外幾種處理方法一種是在低溫條件下，使其直接生成氧化鐵和鹽酸產(chǎn)品；另一種是直接對(duì)其加熱水解，使其生產(chǎn)氫氧化鐵膠體外售和回收鹽酸產(chǎn)品；還有一種是將氯化鐵蒸發(fā)濃縮直接制備氯化鐵膠體產(chǎn)品。(2)鐵的反萃也可以使用低當(dāng)量硫酸進(jìn)行反萃，有機(jī)在反萃前先加入鐵粉，將有機(jī)中的三價(jià)鐵還原成二價(jià)鐵，進(jìn)而降低反萃所用的酸濃度，得到的硫酸亞鐵溶液可進(jìn)一步蒸發(fā)結(jié)晶制成硫酸亞鐵產(chǎn)品；也可進(jìn)行電解生產(chǎn)純鐵，并可在電解尾液中回收酸，酸可返回反萃過(guò)程；(3)使用膜分離方法回收系統(tǒng)中殘酸由于萃取得到的反萃液中含有大量的殘酸，直接進(jìn)行噴霧熱解一是會(huì)對(duì)設(shè)備造成腐蝕，另外是造成大量的鹽酸在噴霧熱解過(guò)程循環(huán)吸收蒸發(fā)，對(duì)生產(chǎn)不利，因此，本發(fā)明使用膜分離方法，對(duì)進(jìn)入噴霧設(shè)備的溶液進(jìn)行殘酸的截留，截留的酸返回反萃過(guò)程，只讓含酸較低的鐵溶液進(jìn)入噴霧設(shè)備；(4)在本發(fā)明中得到的硫酸鈣，可控制一定的條件，煅燒生產(chǎn)活性氧化鈣和二氧化硫，氧化鈣返回系統(tǒng)內(nèi)使用，二氧化硫進(jìn)入制酸系統(tǒng)，制得的硫酸進(jìn)系統(tǒng)使用，從而實(shí)現(xiàn)氧化鈣及硫酸這兩種大宗輔料的內(nèi)部循環(huán)使用；(5)用于兩段中和的礦不只限于鎂質(zhì)礦，經(jīng)過(guò)球磨的鐵質(zhì)礦，或者經(jīng)過(guò)球磨的混合紅土礦均可作為中和的物料；(6)報(bào)廢渣含鎳彡0. 2%，鎳、鈷綜合回收率> 85% ; (7)—段中和反應(yīng)pH范圍為0. 5-1. 5，中和過(guò)程不需加熱，利用溶液自熱即可，一次萃取除鐵萃余液含鐵彡5g/L ;(8)二段中和反應(yīng)pH范圍為0. 5-1. 5，中和過(guò)程不需加熱，利用溶液自熱即可，二次萃取除鐵萃余液含鐵彡lg/L ；(9)開(kāi)路到二段中和浸出的一次萃鐵余液占萃余液總量的10-50% ; (10)收鉻過(guò)程中使用的堿，不只限于氫氧化鎂，還可使用氫氧化鈣、氧化鈣、碳酸鈣等；(11)收鉻過(guò)程可分為兩段進(jìn)行，一段將PH值調(diào)至2. 5-3. 5，得到鉻含量較高的鉻渣；二段將pH值調(diào)至3. 5-5. 5，得到鉻含量較少的鋁硅渣，從而實(shí)現(xiàn)鉻與鋁硅渣的分離；(12)沉鎳工段中，一段沉鎳的PH范圍為7-9 ;二段沉鎳的pH范圍為8. 5-9. 5 ;沉鎳過(guò)程中均需要加入氫氧化鎳晶種；(13)沉鎂的pH范圍為9-13。權(quán)利要求
1.一種從紅土鎳礦中綜合回收有價(jià)金屬的方法，包括依次進(jìn)行的礦料準(zhǔn)備工段、浸出萃取除鐵工段、收鉻工段、沉鎳工段和收鎂工段，其特征在于 在礦料準(zhǔn)備工段中，礦料洗礦后用濃密機(jī)進(jìn)行固液沉降分離，通過(guò)提高濃密機(jī)底流濃度，使?jié)饷軝C(jī)底流含固量為30-55% ;用過(guò)濾設(shè)備對(duì)濃密機(jī)底流脫水，礦料含水降低至15-20%，從而控制進(jìn)入浸出萃取除鐵工段中的水量； 在浸出萃取除鐵工段中，利用高酸浸出槽浸礦料，進(jìn)行鎳濃度的富集，富集后的浸出液用濃密機(jī)進(jìn)行固液沉降分離，所得的溢流液進(jìn)入一段中和浸出槽中，所得的底流經(jīng)漿化槽后用壓濾機(jī)多級(jí)逆流洗渣方法將洗渣水量降至渣量的0. 6 — 0. 8倍，使得返回高酸浸出槽中的洗渣水量減少，提高浸出液中鎳濃度；在一段中和槽中進(jìn)行中和浸出，得到的中和浸出液用濃密機(jī)進(jìn)行固液沉降分離，所得的一段底流返回至高酸浸出槽中，所得的上清液使用精密過(guò)濾器精濾得到一次萃鐵前液，對(duì)一次萃鐵前液通過(guò)萃取除鐵得到反鐵液和一次萃鐵萃余液，反鐵液經(jīng)過(guò)噴霧熱解反應(yīng)制得氧化鐵和鹽酸，實(shí)現(xiàn)鐵酸平衡，一次萃鐵萃余液一部分返回至高酸浸出槽中，另一部分進(jìn)入二段中和浸出槽中進(jìn)行中和浸出，得到的中和浸出液用濃密機(jī)進(jìn)行固液沉降分離，所得的二段底流返回至高酸浸出槽中，所得的上清液使用精密過(guò)濾器精濾得到二次萃鐵前液，對(duì)二次萃鐵前液通過(guò)萃取除鐵得到反鐵液和二次萃鐵萃余液，反鐵液經(jīng)過(guò)噴霧熱解反應(yīng)制得氧化鐵和鹽酸，二次萃鐵萃余液即為收鉻工段中的收鉻前液； 在收鉻工段中，使用沉鎳工段中產(chǎn)生的二次沉鎳渣消耗收鉻前液中的殘酸，堿液不足時(shí)加入氫氧化鎂或氫氧化鈣，通過(guò)調(diào)節(jié)PH值的方法回收鉻渣，鉻渣進(jìn)一步深加工制得鉻產(chǎn)品; 在沉鎳工段中，對(duì)收鉻工段中產(chǎn)生的收鉻后液采用石灰乳或氫氧化鎂來(lái)沉淀金屬鎳，石灰乳沉鎳采用分離柱進(jìn)行鎳鈣分離，得到氫氧化鎳和硫酸鈣；用氫氧化鎂沉鎳則是得到氫氧化鎳和硫酸鎂溶液； 在收鎂工段中，對(duì)沉鎳工段中產(chǎn)生的二次沉鎳后液采用石灰乳收鎂或氨法收鎂。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的從紅土鎳礦中綜合回收有價(jià)金屬的方法，其特征在于，在沉鎳工段中，所用的氫氧化鎂來(lái)自于收鎂工段中產(chǎn)生的氫氧化鎂。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的從紅土鎳礦中綜合回收有價(jià)金屬的方法，其特征在于，反鐵液進(jìn)行噴霧熱解反應(yīng)前，使用膜分離方法對(duì)進(jìn)入噴霧設(shè)備的溶液進(jìn)行殘酸的截留，截留的殘酸返回反萃過(guò)程，含酸較低的反鐵液進(jìn)入噴霧設(shè)備。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的從紅土鎳礦中綜合回收有價(jià)金屬的方法，其特征在于，收收鉻工段分為兩段進(jìn)行，一段將PH值調(diào)至2. 5-3. 5，得到鉻含量較高的鉻渣；二段將pH值調(diào)至3. 5-5. 5，得到鉻含量較少的鋁硅渣，從而實(shí)現(xiàn)鉻與鋁硅渣的分離。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的從紅土鎳礦中綜合回收有價(jià)金屬的方法，其特征在于，沉鎳工段分為兩段進(jìn)行，一段沉鎳的PH范圍為7-9，二段沉鎳的pH范圍為8. 5-9. 5，沉鎳過(guò)程中均需要加入氫氧化鎳晶種。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的從紅土鎳礦中綜合回收有價(jià)金屬的方法，其特征在于，在礦料準(zhǔn)備工段中，所用的過(guò)濾設(shè)備為陶瓷過(guò)濾機(jī)或帶式過(guò)濾機(jī)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的從紅土鎳礦中綜合回收有價(jià)金屬的方法，其特征在于，在浸出萃取除鐵工段中，壓濾機(jī)多級(jí)逆流洗渣方法采用如下方法代替先用濃密機(jī)CCD逆流洗滌，再將CCD逆流洗滌最后一級(jí)濃密機(jī)的底流渣經(jīng)pH調(diào)節(jié)處理后，用帶式過(guò)濾機(jī)或壓濾機(jī) 固液分離后濾渣排放，濾液返回系統(tǒng)使用。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種從紅土鎳礦中綜合回收有價(jià)金屬的方法。目前采用濕法處理紅土鎳礦，沒(méi)有對(duì)進(jìn)入浸出系統(tǒng)的礦料含水進(jìn)行有效的控制，使得進(jìn)入系統(tǒng)的礦料含水在70%左右，造成系統(tǒng)浸出液中鎳離子濃度由于水總量較大而無(wú)法富集，到沉鎳工序的鎳離子濃度偏低，同時(shí)，造成了系統(tǒng)中需處理的水量龐大，處理成本高昂。本發(fā)明包括依次進(jìn)行的礦料準(zhǔn)備工段、浸出萃取除鐵工段、收鉻工段、沉鎳工段和收鎂工段，其特征在于在硫酸體系下進(jìn)行浸出反應(yīng)，通過(guò)一系列措施降低系統(tǒng)廢水及廢渣總量，提高有價(jià)金屬的回收率；同時(shí)在生產(chǎn)過(guò)程中使用廉價(jià)的生產(chǎn)輔料，并進(jìn)行大宗輔料的循環(huán)利用，大幅降低生產(chǎn)成本。
文檔編號(hào)C22B23/00GK102703696SQ20121020258
公開(kāi)日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2012年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月15日
發(fā)明者胡雷, 蔣航宇 申請(qǐng)人:胡雷, 蔣航宇