一种利用红土镍矿生产电池级硫酸镍盐的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用红土镍矿生产电池级硫酸镍盐的方法，包括以下步骤：将红土镍矿分选，得到块矿和泥沙矿；将块矿破碎，再进行堆浸处理，得到粗硫酸镍溶液A；将泥沙矿分离，得到高铬矿、低铁高镁矿、高铁低镁矿，将低铁高镁矿干燥、焙烧、还原、硫化，得到低冰镍；将低冰镍进行吹炼，水萃，再进行氧压浸出，得到粗硫酸镍溶液B；将高铁低镁矿进行压力浸出，得到粗硫酸镍溶液C；将上述粗硫酸镍溶液A、B、C进行萃取，再蒸发结晶即得电池级硫酸镍盐。本发明专利技术充分利用RKEF工艺、压力浸出工艺、堆浸工艺三种技术的优势，融合到一起，取长补短，利用不同矿石自身的特点，用合适的工艺处理，生产成本低，镍钴综合回收率达到90％以上。

【技术实现步骤摘要】
一种利用红土镍矿生产电池级硫酸镍盐的方法
本专利技术属于有色金属冶金领域，具体涉及到一种利用红土镍矿生产电池级硫酸镍盐的方法。
技术介绍
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。风化过程一般产生层状沉积，其中在表面附近存在着完全的或最彻底的风化产物，随着深度增加渐变为程度较轻的风化产物，最后在某个更深处终止为未风化的岩石。高度风化层通常将其含有的大部分镍细微分布在细碎的针铁矿颗粒中，该层通常称为褐铁矿，它一般含有高比例的铁和低比例的硅和镁。风化较轻的层所含的镍一般更多地包含于各种硅酸镁矿物中，例如蛇纹石。不完全风化带中可能有很多其他含有镍的硅酸盐矿物。部分风化的高含镁带通常称为腐泥土或硅镁镍矿。它一般含有低比例的铁和高比例的硅和镁。在一些矿床中还有另一种通常处于褐铁矿和腐泥土之间的主要含有绿脱石粘土的带，称为过渡矿。“低品位红土矿”是指没有腐泥土矿的红土矿，也就是由褐铁矿和过渡矿组成的红土矿。通常情况下，褐铁矿为红土镍矿的主要组成部分，占红土矿总量的65-75％，腐泥土占15-25％，过渡矿占10％。从红土镍矿中回收镍、钴的困难之处在于，在进行化学处理分离金属有用成分(如镍和钴)之前通常不能通过物理方式充分富集镍的有用成分，即无法用选矿的技术进行富集，这使得红土镍矿的处理成本很高。并且由于褐铁矿和腐泥土矿中不同的矿物和化学组成，这些矿石通常不适于使用同一处理技术进行处理。几十年来一直在寻找降低处理红土镍矿的成本的方法。公知的处理红土镍矿的冶金方法有火法冶炼工艺、湿法冶炼工艺，火湿结合工艺。1、火法冶炼工艺主要采用焦炭或兰炭等碳质材料在冶金炉内，进行还原或者硫化，产出镍铁或冰镍的冶金方法。火法冶炼工艺包括回转窑-电炉(RKEF)冶炼镍铁、烧结机-高炉冶炼镍铁、压球机-鼓风炉冶炼镍铁、球团-鼓风炉冶炼低冰镍、回转窑电炉冶炼低冰镍等技术方案。火法冶炼工艺适合处理硅镁高铁低的腐泥土型红土镍矿，该工艺通常只能生产镍铁或冰镍，不能回收钴，其应用受到限制，且在火法冶炼过程中为了获得高品位的镍铁，需要控制矿石中铁的含量。高炉虽然可以处理高铁矿石，但是产品一般是质量差的低镍生铁，要想获得高品位的镍铁，需要控制一定的铁镍比例，为了火法冶炼造渣需要，矿石的硅镁比也需要在合适范围之内，氧化铝含量不能太高，这限制了火法工艺矿石的使用范围。2、湿法冶炼工艺湿法冶炼工艺一般采用硫酸、盐酸等浸出剂将红土镍矿中的镍、钴等有价金属浸出出来，再用净化、电解等方法，获得硫酸镍或者电解镍产品。湿法冶金工艺适合处理褐铁矿。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。还原焙烧一氨浸工艺由于能耗较高，工艺流程长而较少被采用。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，一般选择低镁低铁的镍矿以降低酸耗，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。高压酸浸工艺使用硫酸在高温和高压下浸出红土镍矿。在高温、高压条件下，矿石中的金属矿物几乎完全溶解。溶解的铁在所采用的高温下迅速水解为赤铁矿沉淀，镍、钴等留在溶液中，在冷却之后含铁和硅的浸出残渣通过在一系列洗涤浓缩，即所谓的逆流倾析洗涤回路中浓缩而从含镍、钴的溶液中分离。因此达到了浸出工艺的主要目的——将镍与铁分离。高压酸浸出工艺的优点是镍、钴浸出率高反应速度快、反应时间短铁在酸浸过程中理论上不消耗硫酸且水解产物为赤铁矿沉淀。但高压酸浸出工艺的缺点也很突出，它需要复杂的高温、高压的高压釜以及相关的设备，其安装与维护都很昂贵，高压浸出工艺只限于处理褐铁矿类的原料，因为腐泥土矿中镁含量较高，镁的存在会导致硫酸消耗量的大量增加。3、火湿结合工艺火法与湿法相结合的工艺处理氧化镍的工厂，目前世界上只有日本冶金公司的大江山冶炼厂，其主要工艺过程为原矿磨细与粉煤混合制团，团矿经干燥和高温还原焙烧，焙烧矿团再磨细，矿浆进行选矿重选和磁选分离得到镍铁合金产品。该工艺的最大特点是能耗中的能源由煤提供，因而生产成本低。而火法工艺电炉熔炼的能耗以上由电能提供，两者能耗成本差价很大。但是该工艺存在的问题还比较多，大江山冶炼厂虽经多次改进，工艺技术仍不够稳定，经过几十年其生产规模仍停留在年产镍万吨左右。汪云华等人在中国专利文献中提出了不同类型红土镍矿的还原一磨选处理方法的技术方案(申请号200610163831.6)。本专利技术涉及一种从红土镍矿中回收镍的技术，红土镍矿经破碎和磨细、按一定比例，加入碳质还原剂、复合添加剂与红土镍矿混磨，用球蛋成型机制成球团15-20mm，在200-400℃干燥4-6小时，采用回转窑还原焙烧，温度控制在950-1300℃。还原焙烧后，进行粗破，然后按一定矿浆配比，进行湿法球磨后，采用摇床进行重选，重选获得的镍精矿采用3000-5000高斯的磁选机再进行选别，便得到高品位的镍铁混合精矿，其含镍可达到7-15％。该技术方案具有原料适应性强、工艺流程短、环境友好，以煤作为主要能源，不用昂贵的电力作为能源等特点，为处理不同类型的红土镍矿提供了一种新的方法，具有良好的应用和推广前景。但是该方案在后续的应用中存在着以下有待改进的问题：(1)由于红土镍矿成分的波动，回转窑在焙烧过程中结圈情况严重。(2)由于整个还原过程在熔融条件下进行的，镍分布在硅酸盐晶格中且较为分散，冶金动力学条件导致部分还原的镍不能有效迁移汇聚并回收，镍的回收率极低。(3)精矿镍品位受限于镍矿中铁的含量。当铁含量高时，镍品位低，当铁含量低时，铁作为捕集剂量少，镍回收率低。也有人提出采用RKEF和常压浸出联合法处理红土镍矿，但是因为常压浸出无法处理褐铁矿，只能选择铁低镁低的过渡层矿石，这样的矿石较难匹配。且常压浸出存在酸耗高、镍回收率低，冶炼污水量大难以处理，冶炼成本高等问题无法有效实施。不同性质的镍矿虽然呈层状分布，但是层与层之间没有明显的界限，且随着地形的起伏，在开采过程中很难做到将某一性质的镍矿单独分离开来，导致不同性质的镍矿相互混杂在一起，也给处理工艺稳定性带来一定的挑战。
技术实现思路
本专利技术目的是提供一种利用红土镍矿生产电池级硫酸镍盐的方法，可以得到电池级硫酸镍盐产品，该工艺充分利用火法、湿法、堆浸这几种技术方案的优势，融合到一起，取长补短，生产成本低，环境友好，镍钴回收率高，有效利用镍矿资源，应用和推广前景广阔的特点。为了实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案：一种利用红土镍矿生产电池级硫酸镍盐的方法，包括以下步骤：(1)将红土镍矿进行分选，得到块矿和泥沙矿；(2)将块矿破碎，再进行堆浸处理，得到粗硫酸镍溶液A；(3)将泥沙矿分选，得到高铬矿、低铁高镁矿、高铁低镁矿，将低铁高镁矿干燥、焙烧、还原、硫化，得到低冰镍；(4)将低冰镍进行吹炼，水萃，再进行氧压浸出，得到粗硫酸镍溶液B；(本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用红土镍矿生产电池级硫酸镍盐的方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)将红土镍矿进行分选，得到块矿和泥沙矿；/n(2)将块矿破碎，再进行堆浸处理，得到粗硫酸镍溶液A；/n(3)将泥沙矿分离，得到高铬矿、低铁高镁矿、高铁低镁矿，将低铁高镁矿干燥、焙烧、还原、硫化，得到低冰镍；/n(4)将低冰镍进行吹炼、水萃，再进行氧压浸出，得到粗硫酸镍溶液B；/n(5)将高铁低镁矿进行压力浸出，得到粗硫酸镍溶液C；/n(6)将粗硫酸镍溶液A、粗硫酸镍溶液B和粗硫酸镍溶液C进行萃取，再蒸发结晶即得所述电池级硫酸镍盐。/n

【技术特征摘要】
1.一种利用红土镍矿生产电池级硫酸镍盐的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将红土镍矿进行分选，得到块矿和泥沙矿；
(2)将块矿破碎，再进行堆浸处理，得到粗硫酸镍溶液A；
(3)将泥沙矿分离，得到高铬矿、低铁高镁矿、高铁低镁矿，将低铁高镁矿干燥、焙烧、还原、硫化，得到低冰镍；
(4)将低冰镍进行吹炼、水萃，再进行氧压浸出，得到粗硫酸镍溶液B；
(5)将高铁低镁矿进行压力浸出，得到粗硫酸镍溶液C；
(6)将粗硫酸镍溶液A、粗硫酸镍溶液B和粗硫酸镍溶液C进行萃取，再蒸发结晶即得所述电池级硫酸镍盐。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述红土镍矿主要包括以下质量百分比的组分：1.2-2％Ni、15-40％Fe、6-20％Mg、0.03-0.25％Co和10-40％Si。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述堆浸具体的操作为：将粉碎后的块矿，放进堆浸池中，再采用喷淋、浸泡硫酸的方式，将矿石中的镍浸出来，得到粗硫酸镍溶液；步骤(2)中，所述堆浸的温度为40℃-60℃，时间为30-50天。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中，所述高铬矿含有铬30-40％、镍0.1-0.2％；所述低铁高镁矿是以硅镁镍矿为主，含有镍1.5-2.1％，镁15-25％，铁8-25％，硅35-50％；所述高铁低镁矿是以褐铁矿为主，含有镍0.8-1.3％，铁30-50％，镁0.1-10％，硅10-30％；步骤(6)中，所述电池级硫酸镍中Mg的含量<0.00...

【专利技术属性】
技术研发人员：李长东，唐红辉，王春轶，裴新安，李兴对，
申请(专利权)人：广东邦普循环科技有限公司，湖南邦普循环科技有限公司，湖南邦普汽车循环有限公司，宁德邦普循环科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44