本发明专利技术提供一种处理褐铁型红土镍矿的碱－酸双循环工艺，以褐铁型贫镍红土镍矿为原料，使其与氢氧化钠、氢氧化钾等碱或其碳酸盐在高温下进行焙烧反应，然后焙烧料经水洗、液固分离得到富含水溶性铬酸盐、铝酸盐等有价金属盐的碱性滤液和不溶性滤饼：滤液可综合利用制取铬盐、铝盐，并实现碱介质的循环利用；滤饼可通过后续加压酸浸工艺提取镍、钴，酸浸渣为高品位的铁精粉，酸浸液可实现酸介质的循环利用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及有色金属冶金领域，具体来说，涉及一种处理褐铁型红土镍矿的碱-酸双循环工艺。
技术介绍
镍具有优良的性能，现已成为航空工业、国防工业和日常生活不可缺少的金 属。世界上可开采的镍资源分为硫化镍矿和氧化镍矿，目前世界上约70%的镍是从硫化 镍矿中提取的。但随着硫化镍矿资源的逐渐减少，从氧化镍矿中提取镍和钴的工艺已逐 渐受到广泛的关注。氧化镍矿石呈红色，所以又称为红土镍矿。复合存在于氧化镍矿床 中的镍占镍总贮量的65%。 红土镍矿的可开采部分一般由褐铁矿层、过渡层和蛇纹石矿层组成。其冶金工 艺可分为火法冶炼和湿法冶炼两种。火法冶炼工艺包括还原熔炼生产镍铁和还原硫化熔 炼生产镍锍，此工艺适合处理含镍2%以上的高品位镍矿，冶炼回收率约90%，是一种 传统的工艺。中国专利技术专利ZL 200710066019.6公开了以下技术方案以红土镍矿为原 料，经过预处理，加入熔剂、还原剂后，在高温下进行还原熔炼，最终得到镍铁合金。 此工艺能耗高、投资大，不适合处理镍品位低的褐铁型镍矿。 湿法冶炼主要形成了两种较为成熟的工艺， 一种是还原焙烧-氨浸工艺，此工艺 可处理含镍1.5%以下的低品位褐铁型红土镍矿，冶炼回收率约85%，但钴回收率低。另 一种是高压或常压硫酸酸浸工艺。由于影响硫酸酸浸工艺成本及镍、钴浸出率的因素很 多，例如矿石品位、镁铝含量等。所以只有镍钴品位较高、镁铝含量低的红土镍矿才能 保证这种酸浸工艺的技术经济指标。为此许多研究者针对传统酸浸工艺提出了不同的改 进方案。 中国专利技术专利申请公开CN101139656提出以下方法使用两段加压浸出工艺， 浸出褐铁矿型红土镍矿，并利用蛇纹石型红土镍矿中和浸出矿浆残酸、回收蛇纹石型红 土镍矿中有价金属。此方法利用蛇纹石型红土镍矿中的耗酸元素来中和一段加压酸浸出 矿浆中的残酸，可降低后续的中和剂的使用量。 中国专利技术专利申请公开CN101078061的技术方案用于处理中低品位的红土镍 矿，分为三个步骤首先将红土镍矿与浓硫酸混合，然后进行焙烧，最后将焙烧产物用 水浸出。此方案的投资、操作成本较低，但镍、钴的浸出率偏低。 中国专利技术专利申请公开CN101273146的技术方案采用常压酸浸蛇纹石型红土镍 矿，包含三个步骤首先将蛇纹石型红土镍矿配成水性矿浆，然后在常压下用浓无机酸 进行酸浸处理，最后将富集浸出液进行处理以从中回收溶解的镍、钴，对留下的含镁贫 液进行处理回收镁盐。 综上所述，虽然关于红土镍矿的冶金工艺研究很多，但由于红土镍矿的来源、 品位及晶型结构等矿物因素不尽相同，导致红土镍矿的综合利用效果不佳。如，红土镍 矿中普遍含有铬、铝等矿物成分，传统的火法和湿法冶炼工艺并不能对这些有价金属进3行有效的综合利用，从而一方面导致红土镍矿的工业利用价值较低，另一方面导致冶炼 后有毒重废弃物的大量排放，不符合清洁生产的要求。所以，开发一种镍、钴回收率 高、有价金属资源综合利用程度高、污染较小的红土镍矿清洁生产技术有着十分重要的 现实意义。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述不足，本专利技术的主要目的是克服褐铁型贫镍红土镍 矿直接利用高压硫酸酸浸处理存在的不经济、污染较大的弊端，提供一种具有工业操作 性且环境友好的处理红土镍矿的工艺。也就是说，提供一种从红土镍矿中有效提取有价 金属铬、铝的可行的工艺，从而使红土镍矿产品多元化、增加经济效益，为红土镍矿资 源的综合利用提供一条有效的途径。 本专利技术的第一个技术方案是 一种处理褐铁型红土镍矿的碱-酸双循环工艺，其 特征是，该工艺包括以下步骤 (l)将由固体氢氧化钠、固体氢氧化钾、固体碳酸钠和固体碳酸钾组成的固体物 质组中选择的一种物质配制成浓度为加％ (重量) 50% (重量)的水溶液，并和红土镍矿混合后一起送入湿式研磨机研磨，上述固体物质与红土镍矿的重量比为o.2 : l 1.5 : 1，研磨后的颗粒尺寸为200目以下的矿料占总矿料组成的80%以上，产出的矿 浆用回转窑喷浆干燥； (2)将步骤(1)得到的混合干燥料在50(TC 120(TC下进行高温焙烧反应，并将产 出的固体焙烧产物冷却至300°C 50(TC并水淬； (3)将步骤(2)得到水淬焙砂料用水进行洗涤并过滤，得到富含水溶性铬酸盐、铝 酸盐有价金属盐的碱性滤液和不溶性的固体滤饼，其中水洗温度控制在30 95°C ; (4)将步骤(3)得到的富含水溶性铬酸盐、铝酸盐有价金属盐的碱性滤液进一步处 理，分别得到用于生产铬、铝的中间产品； (5)将步骤(3)得到固体滤饼进一步脱钠处理后，用浓度为100 250g/L的硝酸 或硫酸溶液进行浆化，控制液固重量比为2 5 : 1、浸出温度为150 250°C、浸出时 间为10 90min，使镍和钴浸出，再经过滤、洗涤，得到富含镍钴的酸性滤液和高铁含 量的固体滤饼； (6)将步骤(5)得到的富含镍钴的酸性滤液进一步处理，得到镍钴的富集物。 根据本专利技术的第一个技术方案，所述碱处理后的滤饼经高压酸浸后，镍、钴的 浸出率可以达到95%以上，与未经碱处理的原矿进行高压酸浸提镍、钴工艺相比，镍、 钴浸出率均提高了 10% 15%。 所述碱处理的矿渣在进行酸浸工艺之后得到的酸浸渣与未经碱处理的酸浸渣相 比，前者渣中铁品位比后者提高了 5%左右，铁含量达到61%以上。 本专利技术的第二个技术方案是根据上述第一个技术方案所述的工艺，其特征 是在所述步骤(4)的对碱性滤液进一步处理中，红土镍矿中铬的浸出率大于90%，铝的 浸出率大于70%。 本专利技术的第三个技术方案是根据上述第一个技术方案所述的工艺，其特征 是所述步骤(1)的磨矿时间为10 60分钟。 本专利技术的第四个技术方案是根据上述第一个技术方案所述的工艺，其特征 是所述步骤(2)的反应时间为30 180分钟。本专利技术的第五个技术方案是根据上述第一个技术方案所述的工艺，其特征 是所述步骤(3)的焙砂水洗过程中，焙砂和洗涤用水的固液重量比为1 : 2 1 : 10， 水洗次数2 6次，每次水洗时间控制在15 60分钟。 本专利技术的第六个技术方案是根据上述第一个技术方案所述的工艺，其特征 是所述步骤(4)进行完毕后，将产生的碱性废液再生并循环利用。 本专利技术的第七个技术方案是根据上述第一个至第六个技术方案中任一个所述 的工艺，其特征是所述步骤(6)进行完毕后，将产生的酸性废液再生并循环利用。 综上所述，本专利技术以褐铁型贫镍红土镍矿为原料，使其与氢氧化钠、氢氧化钾 等碱或其碳酸盐在高温下进行焙烧反应，然后焙烧料经水洗、液固分离得到富含水溶性 铬酸盐、铝酸盐等有价金属盐的碱性滤液和不溶性滤饼滤液可综合利用制取铬盐、铝 盐，并实现碱介质的循环利用；滤饼可通过后续加压酸浸工艺提取镍、钴，酸浸渣为高 品位的铁精粉，酸浸液可实现酸介质的循环利用。由此可见，本专利技术提出了一种处理褐铁型贫镍红土镍矿的碱-酸双循环清洁生产工艺。本专利技术与现有的火法和湿法冶炼工艺相比，具有以下明显的优越性 (1)本专利技术通过碱熔反应促使红土镍矿中的铬、铝等有价金属以水溶性盐的形式浸出，从而破坏红土镍矿的晶格结构，大大提升后续加压酸浸工艺镍、钴的浸出率，使镍和钴的浸出率均提高了 10% 15%，达到95%以上；同时也提升了酸浸渣中铁的品位，使其本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种处理褐铁型红土镍矿的碱－酸双循环工艺，其特征是，该工艺包括以下步骤： （１）将由固体氢氧化钠、固体氢氧化钾、固体碳酸钠和固体碳酸钾组成的固体物质组中选择的一种物质配制成浓度为２０％（重量）～５０％（重量）的水溶液，并和红土镍矿混合后一起送入湿式研磨机研磨，上述固体物质与红土镍矿的重量比为０．２∶１～１．５∶１，研磨后的颗粒尺寸为：２００目以下的矿料占总矿料组成的８０％以上，产出的矿浆用回转窑喷浆干燥； （２）将步骤（１）得到的混合干燥料在５００℃～１２００℃下进行高温焙烧反应，并将产出的固体焙烧产物冷却至３００℃～５００℃，然后水淬； （３）将步骤（２）得到水淬料经洗涤、过滤，得到富含水溶性铬酸盐、铝酸盐有价金属盐的碱性滤液和不溶性的固体滤饼，其中水洗温度控制在３０～９５℃； （４）将步骤（３）得到的富含水溶性铬酸盐、铝酸盐有价金属盐的碱性滤液进一步处理，分别得到用于生产铬、铝的中间产品； （５）将步骤（３）得到固体滤饼进一步脱钠处理后，用浓度为１００～２５０ｇ／Ｌ的硝酸或硫酸溶液进行浆化，控制液固重量比为２～５∶１、浸出温度为１５０～２５０℃、浸出时间为１０～９０ｍｉｎ，使镍和钴浸出，再经过滤、洗涤，得到富含镍钴的酸性滤液和高铁含量的固体滤饼； （６）将步骤（５）得到的富含镍钴的酸性滤液进一步处理，得到镍钴的富集物。...
【技术特征摘要】
一种处理褐铁型红土镍矿的碱-酸双循环工艺，其特征是，该工艺包括以下步骤(1)将由固体氢氧化钠、固体氢氧化钾、固体碳酸钠和固体碳酸钾组成的固体物质组中选择的一种物质配制成浓度为20％(重量)～50％(重量)的水溶液，并和红土镍矿混合后一起送入湿式研磨机研磨，上述固体物质与红土镍矿的重量比为0.2∶1～1.5∶1，研磨后的颗粒尺寸为200目以下的矿料占总矿料组成的80％以上，产出的矿浆用回转窑喷浆干燥；(2)将步骤(1)得到的混合干燥料在500℃～1200℃下进行高温焙烧反应，并将产出的固体焙烧产物冷却至300℃～500℃，然后水淬；(3)将步骤(2)得到水淬料经洗涤、过滤，得到富含水溶性铬酸盐、铝酸盐有价金属盐的碱性滤液和不溶性的固体滤饼，其中水洗温度控制在30～95℃；(4)将步骤(3)得到的富含水溶性铬酸盐、铝酸盐有价金属盐的碱性滤液进一步处理，分别得到用于生产铬、铝的中间产品；(5)将步骤(3)得到固体滤饼进一步脱钠处理后，用浓度为100～250g/L的硝酸或硫酸溶液进行浆化，控制液固重量比为...
【专利技术属性】
技术研发人员：董书通，王成彦，齐涛，曲景奎，赵平，尹飞，
申请(专利权)人：河南永通镍业有限公司，中国科学院过程工程研究所，
类型：发明
国别省市：41[中国|河南]
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