[发明专利]由高亚铁含量的红土矿中回收镍

说明书

发明领域

本发明一般地涉及由红土或部分氧化的红土矿中回收镍的新颖方法。在优选实施方案中，本发明提供了处理含有相当大比例的亚铁形式的铁组分的部分氧化的矿石的新方法，其包括对矿石进行堆浸、常压浸出、加压浸出或这些浸出方法的任意组合，然后通过离子交换法回收镍和钴并除去杂质，以及生产混合的镍和钴氢氧化物。还可以通过再次离子交换、溶剂萃取或通过作为氢氧化钴或硫化钴沉淀的其它已知方法单独回收钴。

发明背景

红土镍和钴矿床通常含有氧化型矿石褐铁矿和硅酸盐型矿石腐泥土，其作为相同矿床中的两层，被过渡带隔开。

含镍量较高的腐泥土一般通过涉及焙烧和电熔技术的火法冶金法处理以生产镍铁。这种处理通常包括干燥步骤，然后是还原焙烧步骤以将镍的氧化物部分转化成镍，并在电炉中熔炼。这是高耗能的方法并需要高品味腐泥土来源以使其经济。其缺点还在于没有实现矿石中被回收至镍铁中的任何钴的经济价值。

镍和钴含量高的褐铁矿在商业上通常通过使用硫酸的高压酸浸(HPAL)法进行湿法冶金处理，其中铁以三氧化二铁的赤铁矿形式沉淀，或通过火法冶金法与湿法冶金法的组合如碳还原焙烧-碳酸铵浸出法进行处理。

文献中描述了由红土提取镍和钴的其它酸浸法。这些方法包括常压酸浸，通过高压与常压浸出的组合分别浸提褐铁矿和腐泥土部分，以及堆浸。在这些酸浸法中，通常选择硫酸，但也已经描述了盐酸或有机酸的使用。由于所处理的矿石中的铁为三价铁的状态，因此，取决于所用的工艺，浸出的铁以黄钾铁矾、针铁矿、水铁矿、赤铁矿或氢氧化铁的形式沉淀。所描述的镍和钴的相关回收方法也限于处理含三价铁作为唯一铁组分的液体。

常压酸浸出的共同特征在于红土的相当大比例的高铁含量与镍和钴一起浸出，并在产物浸出液(PLS)中作为三价铁离子存在，而目前用于处理(PLS)的方法集中在由含有三价铁作为主要铁组分的浸出液中回收诸如镍、钴和偶尔为铜的目标金属。

堆浸是自矿石中经济地提取金属的常规方法并且已经成功地用于回收诸如铜、金、铀和银的物质。它通常包括将直接来自矿床的原矿堆成高度不同的堆。将浸提液引至堆的顶部以向下渗透通过该堆。流出液自该堆的底部排出并传递至处理厂，在那里回收有价金属。

第5,571,308号美国专利(BHP Minerals International，Inc)中教导了红土的堆浸，其描述了对含锰量高的诸如腐泥土的红土矿进行堆浸的方法。

第6,312,500号美国专利(BHP Minerals International，Inc)也描述了对红土进行堆浸以回收镍的方法，所述方法对于含有大量粘土组分的矿石如含镍的蒙脱石和绿脱石(10％重量比以上)尤其有效。

堆浸法的主要问题在于所产生的浸出液除了含有作为目标的镍和钴有价金属，还含有大量的三价铁离子和多种其它杂质。对来自商业红土酸浸法的类似的镍溶液的纯化包括酸成分的中和，三价铁离子的沉淀，然后是镍/钴中间体的产生，再溶解步骤，以及复合溶剂萃取阶段，以生产适于销售的镍和钴。纯化步骤的目的通常在于完全除去铁和其它杂质。

已经公开了离子交换(IX)法，用于自镍浸出液中提取镍和钴，而将大部分杂质留在萃余液中。

美国专利95/16118(BHP Minerals International Inc.)描述了离子交换法，用于将镍从来自通过加压酸浸法处理红土的浸出液中分离。在小于2的pH下通过树脂提取镍，并用硫酸剥离用于随后的电解冶金法。钴与其它杂质一起留在萃余液中，并在溶液中和后作为硫化物沉淀。

专利WO 00/053820(BHP Minerals International Inc.)描述了将镍和钴自酸性硫酸盐浸出液中经离子交换提取至树脂上，以及随后将金属自树脂中进行酸剥离，和将它们通过溶剂萃取而分离。

美国专利6350420B1(BHP Minerals International Inc.)也教导了离子交换树脂在树脂矿浆法中自酸浸浆液中将镍和钴提取至树脂上的用途。