[发明专利]一种同时处理高铁和高镁含量红土矿的常压浸出方法

说明书

技术领域

本发明涉及镍矿冶炼方法，具体涉及一种同时处理高铁和高镁含量红土矿的常压浸出方法。

背景技术

红土矿是由含镍橄榄岩在热带或亚热带地区经过大规模长期风化淋滤变质而成的氧化镍矿，由于存在地理位置、气候条件以及风化程度的差异，世界各地的红土矿类型不完全相同。通常以褐铁矿为主的红土矿铁含量较高而镁含量较低，以硅酸盐矿物为主的红土矿镁含量较高而铁含量较低。以硅酸盐矿物为主的红土矿宜采用火法冶金工艺，褐铁矿类型的矿床宜采用湿法冶金工艺处理，而处于中间过渡型的矿石可以采用火法冶金，也可以采用湿法冶金工艺。湿法冶金技术包括高压酸浸和还原焙烧-氨浸以及近年来出现的如常压酸浸、堆浸工艺等。堆浸技术浸出率较低，只适用于处理高镁含量的红土矿；还原焙烧-氨浸工艺由于能耗较高，工艺流程长而较少被采用；火法冶金技术只能生产镍铁，不能回收钴，其应用受到限制。高压酸浸技术能有效分离镍钴和铁，特别适用于高铁低镁型矿物的处理，但浸出过程中硅、铝及部分铁会沉积于釜壁形成结垢，导致高压釜的处理量下降，生产过程必须定期清理结垢。常压酸浸技术操作简单，不需使用昂贵的高压釜，但要使矿物完全溶解则所需酸耗量较大，且浸出液中含有各种金属离子，使后续浸化分离工序变得复杂。

为了同时开发高铁和高镁含量的红土矿资源，并避免使用昂贵的高压釜，人们提出了一些改进的常压酸浸技术，如公开号为CN101273146A的发明专利，提出了同时浸提褐铁矿和腐泥土矿或先浸提褐铁矿后浸提腐泥土矿的两步常压浸提方法，此方法具有不使用高压釜的优点，但该申请所述的流程中提出在对浸出溶液进行处理以除去Fe和/或Al时，需要加入中和剂中和浸出液中的残酸，使大部分铁以氢氧化铁的形式沉积，这会造成镍钴等有价元素的损失和料浆过滤困难。又如公开号为CN101541985A的中国专利申请，提出了一种常压浸出褐铁矿和腐泥土矿的混合物的方法，但其铁沉淀产物为黄钾铁矾，黄钾铁矾中含有硫酸根，因此会增加浸出过程的酸耗；且黄钾铁矾是一种热力学不稳定的化合物，堆积和存放时会释放出硫酸，从而造成环境污染，此外，黄钾铁矾也难于回收利用。再如公开号为CN101006190A的中国专利申请，提出了一种用浓酸处理褐铁矿和腐泥土矿的混合物然后水浸出镍钴的方法，此方法产生的铁沉积物为除黄钾铁矾以外的三价铁氧化物或氢氧化物，但该申请的浸出时间需要12～48h，浸出时间较长，导致工艺周期较长，生产成本上升。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种酸耗量少、镍钴浸出率高，并实现镍、钴与铁、硅高效分离的同时处理高铁和高镁含量红土矿的常压浸出方法。本发明还将提供对不能简单的区分成高铁和高镁含量两种矿的红土矿石的常压浸出方法。

本发明所述的同时处理高铁和高镁含量红土矿的常压浸出方法，包括以下步骤：

(1)将红土矿分为高铁含量矿与高镁含量矿两部分；

(2)将高铁含量矿的水性矿浆加入第一酸浸槽中，加入硫酸浸提，所得矿浆过滤，得到浸出渣A和浸出液B；

(3)将浸出液B通入第二酸浸槽中，加入高镁含量矿直至浸出液B的pH值为1～4，浸提，所得矿浆过滤，得到浸出渣C和浸出液D；

(4)对浸出渣C进行磁选，得到磁性部分E和非磁性部分F，所述磁性部分E作为铁产品回收，非磁性部分F与浸出渣A合并用于回收硅产品；

(5)取部分浸出液D作为步骤(2)中高铁含量矿石的补充浸出剂送入第一酸浸槽，进行下一轮的浸出周期，另一部分浸出液D直接送入镍、钴、铝和镁回收工序；重复4～5次浸出周期，将最后一次浸出周期得到的浸出液D全部送入镍、钴、铝和镁回收工序；

其中，在第一次浸出周期中，步骤(1)中硫酸与高铁含量矿的重量比为2.5～4∶1；在第二次及之后的浸出周期中，硫酸与高铁含量矿的重量比为0.5～1∶1。

上述方法中，

步骤(5)中，当取部分浸出液D作为步骤(2)中高铁含量矿石的补充浸出剂送入第一酸浸槽时，一般是取浸出液D的30～80％(w/w)。或者，也可以是取全部的浸出液D作为步骤(2)中高铁含量矿石的补充浸出剂送入第一酸浸槽。

步骤(1)中，可根据现有常规方法进行高铁含量矿与高镁含量矿的区分，一般是根据红土矿的颜色和矿物颗粒的粗细采用筛分机分出高铁含量矿与高镁含量矿。

步骤(2)中，形成高铁含量矿的水性矿浆时，矿与水的固液比为1∶10～20(w/w)。该步骤中，硫酸的浓度为93～98％(w/w)；浸提的温度为80℃至溶液的沸点温度之间，浸提时间为0.5～3h。