[发明专利]从钼镍矿中催化氧化浸出钼和镍的资源化利用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种从钼镍矿中浸出钼和镍的方法，更具体地说涉及一种从钼镍矿中催化氧化浸出钼和镍的资源化利用方法，属于湿法冶金领域。

背景技术

镍矿床主要有两类：岩浆型硫化镍矿和风化型红土镍矿，其中红土镍矿资源储量占全球镍资源的72％。近年来，由于不锈钢行业的带动，全世界镍需求量在不断上升，目前约有60％的镍从硫化矿中提取，而硫化矿资源急剧减少，品位下降，开采深度增加，开采难度加大，成本升高。40％左右从红土镍矿中提取。全球约66%的精炼镍用于制造不锈钢，钼和镍单质的主要从钼和镍的矿物中冶炼得到。从含镍元素矿物及含镍废合金中提取镍元素的方法很多,其工艺也很成熟,主要采用湿法工艺和火法工艺处理。火法工艺由于冶炼过程中能耗高、成本高等原因，所以目前主要用于处理高品位的红土镍矿。湿法工艺虽然存在着工艺复杂、流程长、对设备要求高等问题，但它与火法相比，具有能耗低、金属回收率高等优势。特别是湿法工艺几十年来的发展，加压浸出技术的进步和新的湿法流程的出现，使红土镍矿开发利用重心由火法转为湿法。采用堆浸技术，镍的浸出率可达75％以上，但生产效率极低。硫酸加压酸浸工艺适合处理含氧化镁低的褐铁矿型红土矿，此流程最大的优势在于金属的回收率都能达到90％以上。其主要工艺为：原矿、磨矿、煅烧、加压酸浸、中和加硫化氢沉淀得到镍硫化合物。根据红土镍矿资源分类和特点，氧化镍矿床的上部为褐铁型红土矿，适合于湿法工艺处理；下部为镁质硅酸镍矿（蛇纹岩为主），适合用火法工艺处理。中间过渡段同时适于两种方法，含镍1．0％～3％，品位较低且组成比硫化镍矿复杂得多，很难通过选矿获得较高（6％以上）的镍精矿。预计到2012年，以湿法生产镍的量占总镍产量比例将增长到80％。其中硫酸加压酸浸法和一些新的湿法流程如酸堆浸、细菌浸出将成为红土镍矿湿法冶金的主要工艺。我国开采的钼镍矿，钼含量在3～9%，镍含量在1～4%，铁含量在20-30%，硫含量在15-25%。目前主要采用火法工艺处理从钼镍矿提取钼，而从钼镍矿中提取镍的方法很少见报道。《贵州教育学院学报(自然科学)》第18卷第4期2007年8月公开了一种从钼镍矿中提取镍的方法，镍的回收率大于95%。《湖南有色金属》第24卷第2期公开了在常压下含碳钼镍矿提取镍钼冶炼新工艺，镍的浸出率可达76％，但钼的浸出率偏低只有46％。

申请号为991147375的中国专利公开了“用稀酸从钼镍共生矿提取钼和镍盐的方法”，该专利从钼镍矿中湿法浸出钼镍的步骤为：将钼镍共生矿原矿经过破碎球磨、然后用稀酸和氧化剂浸出、过滤、滤液加入萃取剂萃取钼，反萃取分离得到钼酸铵，萃余溶液再经过萃取和反萃取分离得到硫酸镍，残液经过蒸发浓缩得到副产品硫酸铁铵。用稀酸和氧化剂对钼镍共生原矿直接浸出工艺方法浸出条件为：固液比1∶3-5；浸出时间1.5-4小时，温度70-90℃；溶浸液中H₂SO₄浓度为45-65％，NH₄NO₃浓度为18-29％。钼和镍的回收率分别为90%和94%。其反应机理为：

MoS₂+6NO₃^-=MoO₄^2-+2SO₄^2-+6NO↑

3NiS+8NO₃^-+8H⁺=3Ni²⁺+3SO₄^2-+4H₂O+8NO↑

在较高的硫酸性环境下，硝酸铵和硫酸复合反应生成部分硝酸，NO₃^-作为氧化剂，直接把钼镍矿中的硫元素氧化生成SO₄^2-，避免了煅烧工艺SO₂的逸出，改善了工艺中环境污染问题，但如此高的残留酸，增大了后续处理的成本，同时出现新的环境污染问题，如氧化浸出过程中会产生大量氮氧化物气体和氨气逸出需要处理。

《湖南有色金属》第24卷第2期公开的《含碳镍钼矿提取镍钼冶炼新工艺试验研究》中，利用次氯酸或氯酸盐代替硝酸铵作为氧化剂在酸性或碱性条件下，常压条件下使钼或镍氧化进入浸出溶液中，实现镍钼元素与矿渣的分离。

碱性条件下，MoS₂、NiS与次氯酸反应机理如下: