一种红土镍矿高压浸出酸矿比动态优化方法技术

本发明专利技术公开了一种红土镍矿高压浸出酸矿比动态优化方法，包括获取来矿成分

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】一种红土镍矿高压浸出酸矿比动态优化方法


[0001]本专利技术涉及红土镍矿高压浸出
，尤其是涉及一种红土镍矿高压浸出酸矿比动态优化方法
。

技术介绍

[0002]湿法冶炼工艺主要包括常压浸出和加压浸出，其中加压浸出工艺的流程大体是首先将矿石制成矿浆，然后预热矿浆，将预热后的矿浆在高压釜内进行加压酸浸，然后降温降压
、
中和
、
分离浸出浆液并净化浸出液
。
[0003]在加压浸出过程中，酸矿比是一个重要的控制参数，过低的酸矿比会导致红土镍矿中的
Ni、Co、Mn
金属离子浸出过于缓慢，导致生产效率降低；而过高的酸矿比则会导致浸出后的残酸含量过高，会造成后续的预中和及沉铁铝过程更多的中和剂
、
沉淀剂的使用，且原料中的硫酸用量过大，造成不必要的成本升高
。
因此在红土镍矿高压酸浸过程中，存在着最优酸矿比，可以在保证
Ni、Co、Mn
金属离子浸出速率的同时避免不必要的酸浪费
。
[0004]对于最佳酸矿比的确定，目前主要是通过实验室的小试实验进行，但由于小试装置和大型高压釜的传质
、
传热过程存在差异，因此由小试装置确定的最佳酸矿比与大型高压釜中的最佳酸矿比也存在不同，无法完全通过小试装置的实验数据推断大型高压釜操作条件下的最优酸矿比
。
此外，不同金属的浸出过程耗酸量不同，最优酸矿比也是一个随着来矿成分
、
矿浆浓度波动的变化值，而目前的高压酸浸工艺往往采用固定的酸矿比，或只凭人为判断进行调整，从而导致实际运行过程中，酸矿比过高或过低，导致不必要的成本升高或生产效率降低的技术问题
。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，有必要提供一种红土镍矿高压浸出酸矿比动态优化方法，用以解决目前的高压酸浸工艺往往采用固定的酸矿比，或只凭人为判断进行调整，从而导致实际运行过程中，酸矿比过高或过低，导致不必要的成本升高或生产效率降低的技术问题
。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术提供了一种红土镍矿高压浸出酸矿比动态优化方法，包括：
[0007]获取来矿成分
、
矿浆浓度
、
矿浆流量
、
浸出温度及矿浆在高压釜内的停留时间，并设定镍的目标浸出率；
[0008]设定硫酸的流量；
[0009]根据硫酸的流量设定值
、
来矿成分
、
矿浆浓度
、
矿浆流量及浸出温度，得到溶液中氢离子浓度随反应时间的变化关系；
[0010]根据溶液中氢离子浓度随反应时间的变化关系
、
来矿成分
、
矿浆浓度
、
矿浆流量
、
浸出温度及矿浆在高压釜内的停留时间，得到当前硫酸流量下在浸出时间达到矿浆在高压釜内的停留时间时的镍的理论浸出率；
[0011]比较镍的理论浸出率与镍的目标浸出率的大小，若不相等，则调整硫酸流量的设
定值，重复上述步骤，直至镍的理论浸出率与镍的目标浸出率相等，此时，将当前硫酸流量输出为最优硫酸流量，计算对应的最优酸矿比；
[0012]根据最优酸矿比，调节高压釜硫酸流量调节阀开度，使实际的高压酸浸过程始终在最优酸矿比条件下进行
。
[0013]在一些实施例中，根据硫酸的流量设定值
、
来矿成分
、
矿浆浓度
、
矿浆流量及浸出温度，得到溶液中的氢离子浓度随反应时间的变化关系，具体包括：
[0014]设定当前时间
、
当前硫酸流量条件下溶液中氢离子的浓度；
[0015]根据来矿成分
、
矿浆浓度
、
矿浆流量
、
硫酸的流量设定值及溶液中的氢离子浓度设定值，得到溶液中镍离子
、
钴离子
、
铝离子及铁离子在当前时间的浸出率；
[0016]根据溶液中铝离子及铁离子的浸出率，得到铝离子及铁离子在当前时间的水解沉淀量；
[0017]根据铝离子及铁离子在当前时间的水解沉淀量以及当前硫酸流量设定值，获得当前时间溶液中第一硫酸根浓度；
[0018]根据溶液中镍离子
、
钴离子
、
铝离子及铁离子在当前时间的浓度，得到当前时间溶液中第二硫酸根浓度；
[0019]比较第一硫酸根浓度及第二硫酸根浓度的大小，若二者不相等，则修正溶液中氢离子浓度的设定值，重复上述步骤，直至第一硫酸根浓度与第二硫酸根浓度相等，此时将当前溶液中氢离子浓度的设定值输出为氢离子的实际浓度
。
[0020]在一些实施例中，根据来矿成分
、
矿浆浓度
、
矿浆流量
、
硫酸流量设定值及溶液中的氢离子浓度设定值，得到溶液中镍离子
、
钴离子
、
铝离子及铁离子在当前时间的浸出率，其中，溶液中镍离子在当前时间的浸出率的具体计算公式为：
[0021][0022]其中，
R
为气体常数，
T
为浸出温度，
[H
+
]为溶液中的氢离子浓度设定值，
t
为当前时间，
X
Ni
为溶液中镍离子在当前时间的浸出率，为溶液中镍离子的最大浸出率，可通过来矿成分
、
矿浆浓度
、
矿浆流量计算得到
。
[0023]在一些实施例中，溶液中钴离子在当前时间的浸出率的具体计算公式为：
[0024][0025]其中，
R
为气体常数，
T
为浸出温度，
[H
+
]为溶液中的氢离子浓度当前设定值，
t
为当前时间，
X
Co
为溶液中钴离子在当前时间的浸出率，为溶液中钴离子的最大浸出率，可通过来矿成分
、
矿浆浓度
、
矿浆流量计算得到
。
[0026]在一些实施例中，溶液中铝离子在当前时间的浸出率的具体计算公式为：
[0027][0028]其中，
R
为气体常数，
T
为浸出温度，
[H
+
]为溶液中的氢离子浓度设定值，
t
为当前时
间，
X
Al
为溶液中铝离子在当前时间的浸出率，为溶液中铝离子的最大浸出率，可通过来矿成分
、
矿浆浓度
、
矿浆流量计算得到
。
[0029]在一些实施例中，溶液中铁离子在当前时间的浸出率的具体计算公式为：
[0030][0031]其中，
R
为气体常数，
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.
一种红土镍矿高压浸出酸矿比动态优化方法，其特征在于，包括：获取来矿成分
、
矿浆浓度
、
矿浆流量
、
浸出温度及矿浆在高压釜内的停留时间，并设定镍的目标浸出率；设定硫酸的流量；根据硫酸的流量设定值
、
来矿成分
、
矿浆浓度
、
矿浆流量及浸出温度，得到溶液中氢离子浓度随反应时间的变化关系；根据溶液中氢离子浓度随反应时间的变化关系
、
来矿成分
、
矿浆浓度
、
矿浆流量
、
浸出温度及矿浆在高压釜内的停留时间，得到当前硫酸流量下在浸出时间达到矿浆在高压釜内的停留时间时的镍的理论浸出率；比较镍的理论浸出率与镍的目标浸出率的大小，若不相等，则调整硫酸流量的设定值，重复上述步骤，直至镍的理论浸出率与镍的目标浸出率相等，此时，将当前硫酸流量输出为最优硫酸流量，计算对应的最优酸矿比；根据最优酸矿比，调节高压釜硫酸流量调节阀开度，使实际的高压酸浸过程始终在最优酸矿比条件下进行
。2.
根据权利要求1所述的红土镍矿高压浸出酸矿比动态优化方法，其特征在于，根据硫酸的流量设定值
、
来矿成分
、
矿浆浓度
、
矿浆流量及浸出温度，得到溶液中的氢离子浓度随反应时间的变化关系，具体包括：设定当前时间
、
当前硫酸流量条件下溶液中氢离子的浓度；根据来矿成分
、
矿浆浓度
、
矿浆流量
、
硫酸的流量设定值及溶液中的氢离子浓度设定值，得到溶液中镍离子
、
钴离子
、
铝离子及铁离子在当前时间的浸出率；根据溶液中铝离子及铁离子的浸出率，得到铝离子及铁离子在当前时间的水解沉淀量；根据铝离子及铁离子在当前时间的水解沉淀量以及当前硫酸流量设定值，获得当前时间溶液中第一硫酸根浓度；根据溶液中镍离子
、
钴离子
、
铝离子及铁离子在当前时间的浓度，得到当前时间溶液中第二硫酸根浓度；比较第一硫酸根浓度及第二硫酸根浓度的大小，若二者不相等，则修正溶液中氢离子浓度的设定值，重复上述步骤，直至第一硫酸根浓度与第二硫酸根浓度相等，此时将当前溶液中氢离子浓度的设定值输出为氢离子的实际浓度
。3.
根据权利要求2所述的红土镍矿高压浸出酸矿比动态优化方法，其特征在于，根据来矿成分
、
矿浆浓度
、
矿浆流量
、
硫酸流量设定值及溶液中的氢离子浓度设定值，得到溶液中镍离子
、
钴离子
、
铝离子及铁离子在当前时间的浸出率，其中，溶液中镍离子在当前时间的浸出率的具体计算公式为：其中，
R
为气体常数，
T
为浸出温度，
[H
+
]
为溶液中的氢离子浓度设定值，
t
为当前时间，
X
Ni
为溶液中镍离子在当前时间的浸出率，为溶液中镍离子的最大浸出率，可通过来矿成分
、
矿浆浓度
、
矿浆流量计算得到
。
4.
根据权利要求2所述的红土镍矿高压浸出酸矿比动态优化方法，其特征在于，溶液中钴离子在当前时间的浸出率的具体计算公式为：其中，
R
为气体常数，
T
为浸出温度，
[H
+
]
为溶液中的氢离子浓度当前设定值，
t
为当前时间，
X
Co
为溶液中钴离子在当前时间的浸出率，为溶液中钴离子的最大浸出率，可通过来矿成分
、
矿浆浓度
、
矿浆流量计算得到
。5.
根据权利要求2所述的红土镍矿高压浸出酸矿比动态优化方法，其特征在于，溶液中铝离子在当前时间的浸出率的具体计算公式为：其中，
R
为气体常数，
T
为浸出温度，
[H
+
]
为溶液中的氢离子浓度设定值，
t
为当前时间，
X
Al
为溶液中铝离子在当前时间的浸出率，为溶液中铝离子的最大浸出率，可通过来矿成分
、
矿浆浓度
、
矿浆流量计算得到
。6.
根据权利要求2所述的红土镍矿高压浸出酸矿比动态优化方法，其特征在于，溶液中铁离子在当前时间的浸出率的具体计算公式为：其中，
R
为气体常数，
T
为浸出温度，
[H
+
]
为溶液中的氢离子浓度设定值，
t
为当前时间，
X
Fe
为溶液中铁离子在当前时间的浸出率，为溶液中铁离子的最大浸出率，可通过来矿成分
、
矿浆浓度
、
矿浆流量计算得到
。7.
根据权利要求2所述的红土镍矿高压浸出酸矿比动态优化方法，其特征在于，根据溶液中铝离子及铁离子的浸出率，得到铝离子及铁离子在当前时间的水解沉淀量，其中，铝离子在当前时...

【专利技术属性】
技术研发人员：许开华，王雅宁，张坤，彭亚光，金国泉，刘文泽，许鹏云，
申请(专利权)人：格林美股份有限公司格林美印尼新能源材料有限公司，
类型：发明
国别省市：