本发明专利技术公开了一种高镁红土镍矿的处理方法，该方法包括矿石预处理、加压浸出、浸出液净化除铁、沉淀镍钴、浓缩结晶、结晶体低温热解生产轻质氧化镁和硝酸再生等工艺流程。在浸出温度较低，压力较小的温和条件下，镍和钴的浸出率均达到９５％，镁的浸出率达到９８％，铁在浸出液含量小于１ｇ／Ｌ，二氧化硅不浸出。该方法可以充分回收镍、钴、镁，镁以轻质氧化镁形态产出，浸出剂硝酸可以进行回收再生循环利用，较好地解决了镍钴的高效浸出和镁的合理利用问题。该工艺流程相对简单，对设备要求不高，浸出过程中高压釜不会产生结疤现象，适合大规模工业生产。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种氧化镍矿的处理技术，尤其涉及一种从高镁红土镍矿浸 出镍钴、镁、铝等有价金属和生产轻质氧化镁的冶金处理方法，属于冶金技 术领域。
技术介绍
镍是一种重要的战略物质，主要用于生产不锈钢、合金钢、特种合金储 能材料、磁性合金等。镍产品广泛应用于国防、航空、航天、交通运输、石 油化工、机械制造、电气仪表及能源材料等领域。我国镍严重缺乏，尤其是2000年以来，我国对镍的消费量明显增大，供不应求的局面变得十分严重。 以2007年为例，我国4臬年产量不到20万吨，年消费量却达到30万吨，缺口 巨大。因此，如何从有限的镍矿资源中经济高效地提取镍是个急需解决的问 题。现有从镍红土矿中提取的工艺有火法处理工艺和湿法处理工艺，其中， 火法处理工艺适合处理以硅镁镍矿为主的矿石，这种矿石含钴和镍比褐铁矿 低，矿石经熔炼后产出镍铁或锍。火法处理工艺的缺点是工序能耗大，电炉 还原熔炼对电力的依赖性很大，且钴的回收率低。而湿法处理工艺可分为还 原焙烧-常压氨浸工艺和高压酸浸工艺，其中，还原焙烧-常压氨浸工艺适用 于褐铁矿或褐铁矿和腐植土的混合矿，这种工艺中前段处理时采用的干燥、 焙烧和还原工序能耗高，后段中的湿法处理工序需要各种化学试剂，镍和钴 的回收率比火法处理工艺或高压酸浸要低。而高压酸浸工艺适合于处理镁含量比较低(Mg%<4%)的红土镍矿，对于镁含量高的红土镍矿，由于浸出过程要消耗大量硫酸， 一般不采用高压酸浸处理。传统的高压酸浸工艺操作温度比较高、压力比较大(230°C ~ 260°C、 3~5MPa),生产工艺复杂，流程长， 辅助配套设备设施较多，对高压釜及其配套加压设备的质量要求严格，高压 釜结垢严重，使用效率较低，受到这些不利因素的制约，该工艺的工业化应 用的效果并不理想。高镁红土镍矿由于氧化镁含量较高，火法处理熔炼时炉渣的熔点高，粘 度大，需配入大量的氧化4丐造渣；高压硫酸浸出时不仅消耗大量的硫酸，而 且产物硫酸镁难以处理和利用，污染比较严重，因此传统的处理工艺均不能 较好的处理含4美高的红土矿。专利CN1676634公开了 一种镍钴氧化矿加压氧化浸出法，不直接采用硫酸 作浸出剂，不向高压釜内直接加入硫酸，而是加入硫磺粉浆和/或硫化矿精矿 浆，与通入的氧化学反应产生浸出镍钴所需的硫酸。该专利中镁的最终产品 为六水硫酸镁，但由于六水硫酸镁应用需求很少，所以存在实用性差的缺 点。专利CN101139656公开了一种红土镍矿浸出方法，其过程为两段浸出，首 先将褐铁矿型红土镍矿浆进行一段加压浸出后，再加入腐植土矿浆，进行二 段加氧、加压浸出。此方法虽然能够处理含镁高的腐植土，使用腐植土中的 耗酸元素中和加压浸出矿浆中的残酸，但有价金属镍和钴的浸出率不高。专利CN1718787公开了 一种低品位红土镍矿堆浸提镍钴的方法。将矿石进 行石皮碎，将100目-1. 5cm的矿石直4妄入堆，进4亍喷-淋和滴-淋；收集喷'淋和滴'淋 后的浸出液进行调配，使浸出液中的镍离子浓度达2 4g/L,得含镍钴的浸出 液，但该方法中镍的浸出率只有7(W左右，也存在浸出率不高的问题。综上所述，专利技术人发现现有技术对红土镍矿处理时，均存在能耗大，设 备腐蚀严重，或有价金属镍和钴的浸出率低，或含酸尾液需经处理方能排放，或得到最终产物存在应用需求少等方面的问题。
技术实现思路
本专利技术实施方式提供，采用硝酸作为浸出 剂，实现镍、钴、镁的高效提取，具有浸出效果好、工艺简单、操作简便、 能耗低、浸出试剂消耗少、不污染环境和生产成本低的特点。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的本专利技术实施方式提供，该方法包括(1) 预处理将高镁红土镍矿进行破碎、磨矿，处理后使矿料粒度为75nm 的矿料颗粒数量占全部矿料的比例不低于8 0%;(2) 加压浸出以硝酸为浸出介质，将预处理后的矿料与硝酸溶液按一定 液固比混合，混合后在高压釜内进行加热升温、搅拌、加压浸出，当达到设 定温度时，开始通入氧气；其中，硝酸用量为O. 5 ~ 1. 5gHN(yg矿料，硝酸溶 液与矿料的液固比为3 ~ 10: 1，浸出温度为120。C ~ 200 °C,搅拌转速为 300rpm 500rpm,浸出时间为30min ~ 120min;(3) 浸出液净化除铁将浸出后的溶液加热至80。C ~ IO(TC,添加氧化镁作 中和剂，控制溶液的pH值为2. 5 ~ 3. 5进行沉淀除铁，除铁后溶液的铁含量小 于O. 07g/L;(4) 沉淀镍钴将除铁后的溶液加热至80。C ~ IO(TC,添加氧化镁作中和 剂，控制溶液的pH值为6. 5 ~ 8. O沉淀得到氢氧化镍和氢氧化钴，将氢氧化镍 和氢氧化钴经溶解、萃取后得到4臬和钴产品；所述方法还包括(5) 蒸发结晶和低温热解处理对沉淀镍钴后的溶液进行蒸发结晶得到六 水硝酸镁晶体，将六水硝酸镁晶体低温热解生产轻质氧化镁，对浸出剂硝酸 进行回收再生；其中，将结晶体低温热解生产轻质氧化镁的工艺条件为分解温度为300。C ~ 60(TC,分解时间为30min 120min。所述热分解温度为450。C ~ 600°C,分解时间为60min 120min。 所述釆用的高镁红土镍矿含有4臬Ni 0.10-1.80%,钴Co 0. 010 ~0.10%， 4失Fe 5.00 — 10.00%， 4美Mg 15.00 — 30.00%,》圭Si02 30.00 — 40.00%,铝A1 0. 50~ 1. 50%。所述通入氧气包括空气、富氧空气或纯氧中的任一种，通入氧气分压为0 ~ 0. 20MPa。所述氧气分压为O. lOMPa。 所述硝酸用量为O. 80 ~ 1. 30gHNO3/g矿料。所述硝酸溶液与矿料的液固比为硝酸溶液体积与矿津+质量的比值，硝酸 溶液与矿i^+的液固比为4 ~ 8: 1。 所述浸出温度为150 200。C。 所述浸出时间为60 120min。由上述本专利技术实施方式提供的技术方案可以看出，本专利技术实施方式采用 硝酸作为浸出剂，实现镍、钴、镁的高效提取，并对浸出液进行净化中和处 理，其中溶液中的镁以轻质氧化镁形态产出，浸出剂能够循环利用。能够高 效处理高镁质红土镍矿，对其中镍、钴、镁的浸出率均大于95%，浸出液中铁 含量低于lg/L，铁以赤铁矿的形式沉淀在渣中，有效的抑制铁的浸出。浸出 矿浆沉降性能好，易于液固分离；除铁和沉淀镍钴过程中添加氧化镁作中和 剂，溶液中的镁经蒸发结晶热分解后以轻质氧化镁形态产出，产出的氧化镁 可作为中和剂；浸出剂硝酸可以再生循环利用，该方法具有浸出效果好，工 艺简单，操作简便，能耗低，浸出试剂消耗少，不污染环境，生产成本低的 优点，解决了以往对高镁质红土矿中镁综合利用的难题。附图说明图l为本专利技术实施例的处理方法流程图。具体实施方式本专利技术实施方式提供，该方法主要是以硝 酸作为浸出剂，用加压酸浸法将高镁红土镍矿在硝酸介质中进行浸出，高镁 红土镍矿很容易发生溶解反应，其中的镍、钴、镁、铝等有价金属分别以离子形态进入溶液，经后续处理进行回收；铁先发生浸溶后又生成赤铁矿沉淀 在渣中；后续处理工序中添加氧化4^作中和剂除4^和沉淀镍钴，中和后对浸 出液进行蒸发结晶产生六水硝酸镁晶体，再用六水硝酸镁晶体低温热解生产 轻质氧本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高镁红土镍矿的处理方法，其特征在于，该方法包括：（１）预处理：将高镁红土镍矿进行破碎、磨矿，处理后使矿料粒度为７５μｍ的矿料颗粒数量占全部矿料的比例不低于８０％；（２）加压浸出：以硝酸为浸出介质，将预处理后的矿料与硝酸溶液按一定液固比混合，混合后在高压釜内进行加热升温、搅拌、加压浸出，当达到设定温度时，开始通入氧气；其中，硝酸用量为０．５～１．５ｇＨＮＯ↓［３］／ｇ矿料，硝酸溶液与矿料的液固比为３～１０∶１，浸出温度为１２０℃～２００℃，搅拌转速为３００ｒｐｍ～５００ｒｐｍ，浸出时间为３０ｍｉｎ～１２０ｍｉｎ；（３）浸出液净化除铁：将浸出后的溶液加热至８０℃～１００℃，添加氧化镁作中和剂，控制溶液的ｐＨ值为２．５～３．５进行沉淀除铁，除铁后溶液的铁含量小于０．０７ｇ／Ｌ；（４）沉淀镍钴：将除铁后的溶液加热至８０℃～１００℃，添加氧化镁作中和剂，控制溶液的ｐＨ值为６．５～８．０沉淀得到氢氧化镍和氢氧化钴，将氢氧化镍和氢氧化钴经溶解、萃取后得到镍和钴产品。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王成彦，尹飞，陈永强，杨永强，杨卜，郜伟，王忠，阮书锋，王军，王念卫，李敦钫，揭晓武，
申请(专利权)人：北京矿冶研究总院，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
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