[发明专利]盐酸全闭路循环法从红土镍矿中提取有价金属的方法

权利要求书

1.一种盐酸全闭路循环法从红土镍矿中提取有价金属的方法，它以加工破碎的红土镍矿 矿石为原料，包括氯化浸出、浸出渣回收铁、浸出液氧化及水解除铁、镍钴提取、母液雾化 干燥、焙烧再生盐酸及镁铁综合利用工艺步骤，其特征是：

(1)氯化浸出：以盐酸与金属氯化物的混合溶液作为浸出剂，将投入所述浸出剂的矿石 中镍、钴、镁以氯化物进入浸出剂中，将铁抑制在浸出渣中；

所述浸出在加压加温的浸出槽中，并于温度为60℃～180℃、压力0.11MPa～0.5MPa的条件 下进行，浸出时间为0.5小时～2小时；

所述浸出剂与矿石的重量比为1.3～2.5∶1，补水控制物料中总的液体与固体的重量比 3～4∶1；

所述浸出剂中HCl含量28％以上，浸出剂中金属离子含量之和∶氯离子的重量比含量为 0.02～0.3∶1(wt)；

所述金属氯化物为氯化镁或氯化铁、氯化亚铁、氯化铝、氯化钙中的一种以上；

浸出所得为含镍、钴、镁氯化物的浸出液和含铁的浸出渣；

(2)从浸出渣中回收铁：所述浸出渣与浸出液经固液分离后，将浸出渣造球、还原磁 化焙烧，再经破碎、磁选富集铁，用于炼铁；其中：

造球是将含水浸出渣、常规复合粘结剂、还原剂混合后制造成5～12mm生球粒；所述复 合粘结剂配入量为浸出渣干重的2～3％；还原剂为木炭或无烟煤、烟煤或褐煤，所述还原剂在 造球时配入量为浸出渣干重的6％～10％；

还原磁化焙烧是在回转窑中进行，通过控制焙烧温度700℃～780℃，焙烧时间30分钟～40 分钟得到磁性氧化铁，焙烧后得到的熟球经破碎、球磨，并过200目筛，过筛的粉料磁选用弱 磁选机，磁选磁场强度80特斯拉～100特斯拉，磁选产物控制铁含量55％～65％；

(3)浸出液氧化及水解除铁、镍钴提取：

利用后续雾化干燥及焙烧过程中的热量对反应罐中的浸出液进行浓缩处理，使浸出液中 的水分及氯化氢气体大量挥发，氯化铁与氯化镁结晶析出，得到除去部分铁镁的浓缩浸出液； 所产生的蒸汽冷凝后返回前述“氯化浸出”步骤；然后在60℃～100℃条件下向所述反应罐中 通入空气或富氧空气或氧气，使所述浓缩浸出液中的二价铁氧化成三价铁；再以后续雾化干 燥或焙烧过程中产生的氧化镁、氧化铁或它们的混合物为中和剂，将所述含有三价铁浓缩浸 出液的pH值调整到2.2～4.0，使三价铁水解实现沉铁，过滤沉淀，经热处理后得到铁红；

除铁后的浸出液采用复合硫化剂沉淀镍钴的方法提取镍钴，即采用下述两种方法之一在 所述除铁后浸出液中加入由硫化剂A与硫化剂B组成的复合硫化剂：

(i)硫化剂A与硫化剂B分别缓慢加入或按比例混合后缓慢加入，或者部分混合后与硫 化剂A或硫化剂B分别加入，使得浸出液的pH值在沉淀过程中保持在设定值的±0.30之间；

(ii)硫化剂A与硫化剂B按质量比为x∶(100-x)加入，其中x在1-20范围内取值，硫 化剂按比例加入的方式为：硫化剂A与硫化剂B分别缓慢加入或混合后缓慢加入，或者部分 混合后与硫化剂A或硫化剂B分别加入，使浸出液的pH值保持不变或缓慢变化；

所述硫化剂A为含氢离子的硫化物，包括硫化氢或过硫化氢、硫氢化钠、硫氢化钾、硫 氢化铵中的一种以上；

所述硫化剂B为不含氢离子的硫化物，包括硫化钠或硫化钾、硫化铵、硫化亚铁、硫化 铁、硫化镁以及本流程中沉淀产生的硫化镍、硫化钴、多硫化钠、多硫化铵中的一种以上；

所述除铁后浸出液中加入复合硫化剂沉淀镍钴后，经固液分离得到镍钴硫化物沉淀，以 及氯化镁溶液或氯化镁与氯化铁的混合溶液；其中，所述镍钴硫化物经传统冶金方法生产镍、 钴金属或化合物产品；

(4)雾化干燥：

利用焙烧工序来的高温炉气，将提取镍钴后的氯化镁溶液或氯化镁与氯化铁的混合溶液 浓缩，控制Cl的总量＞250g/L，再在200℃-400℃下雾化干燥，得到含不同结晶水的氯化铁、 或含不同结晶水的氯化镁、或它们的固体混合物，即雾化干燥产物；雾化干燥的余热用于向 前述“氯化浸出”或“镍钴提取”中“浸出液的浓缩、氧化”供热；

(5)焙烧：

将所述雾化干燥的产物，上述步骤(4)中所得氯化镁溶液或氯化镁与氯化铁的混合溶液 浓缩结晶得到的氯化镁、氯化铁晶体，或雾化干燥产物与所述浓缩结晶得到的氯化镁、氯化 铁晶体的混合物进行焙烧；所述焙烧采用下述常规焙烧方法之一进行：

(a)420-500℃的低温焙烧，用于氯化铁、或氯化铁与氯化镁的混合物的焙烧，得到铁的氧 化物，或铁的氧化物与氯化镁的混合物，水洗混合物后的固体产物为铁的氧化物；

(b)600℃-1000℃的中温氧化焙烧，用于氯化镁、或氯化铁与氯化镁的混合物的焙烧，得 到氧化镁、或氧化镁与铁的氧化物的固体混合物，所述混合物部分返回前端“氯化浸出”步 骤中和浸出液中的残余酸；

(c)600℃-850℃的中温分段氧化焙烧与弱还原磁性化焙烧，用于氯化铁、或氯化铁与氯化 镁的混合物的焙烧，得到以四氧化三铁、或四氧化三铁与氧化镁混合物；

(d)1000℃-1500℃的高瘟分段氧化焙烧与强还原焙烧，用于氯化铁、或氯化铁与氯化镁的 混合物的焙烧，得到金属铁、或金属铁与氧化镁混合物；

上述的焙烧过程中，焙烧物料中雾化干燥产物的质量百分数为20％-100％；燃料为煤炭 或焦炭、天然气、水煤气、液化石油气、石油类产品，所述石油类产品为柴油或重油、煤油； 焙烧焙烧炉内按工艺要求分区保持氧化性气氛、弱还原性气氛或强还原性气氛；

高温焙烧时产生的炙热的氯化氢气体直接通入红土镍矿浸出液中对浸出液进行加热浓缩，从 浸出液中溢出的氯化氢气体经冷却吸收后再生盐酸或将再生的热盐酸返回前述红土镍矿的 “氯化浸出”步骤。