一种可以减少镍精矿常压直浸中苛性溶剂使用量的方法技术

一种可以减少镍精矿常压直浸中苛性溶剂使用量的方法，属于有色金属湿法冶金领域。按照以下步骤进行：将镍精矿粉碎至粒度为０．０５３－０．０７５ｍｍ占９０％以上，将镍精矿与水混匀成矿浆于不锈钢反应器内，其中水与镍精矿的重量比为５－３０∶１；加入浓硝酸；其中浓硝酸与镍精矿的重量比为０．７５－１．５∶１。在超声波作用下（频率２０．０２ｋＨｚ，功率５０－１５０Ｗ）浸出至少６０ｍｉｎ，镍浸出率高达９８％－９９％时，可使苛性硝酸用量比同样浸出率、同样时间，但更高温度（９５℃）下机械搅拌浸出时的硝酸用量减少３０％－４０％。本发明专利技术大幅度降低了工业苛性酸－硝酸的用量；在实验条件更利于机械搅拌浸出的条件下，使用超声波比使用常规机械搅拌的浸出过程可节约硝酸量３０％－４０％；超声波下的反应在常压下进行，不需要专门加热，精矿不需要预处理。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于有色金属湿法冶金领域，特别是在用工业苛性溶剂从镍精矿中直接浸取镍时 的一种新方法。
技术介绍
镍精矿是一种并不容易浸出的天然矿物。为了提高生产效率，加快浸出速度，人们不得不用高温高压(有时温度可达60(TC-70(TC，压力可达1.3*106帕)，或者常温浓酸(盐酸、硫 酸和硝酸或其盐类)加氧化剂(如纯氧、臭氧、氯气等)的办法。在用硫酸的浸出时常用的 浓度为10%—20%,有时甚至用纯硫酸干拌以加快浸出速度，弥补低温低压条件的不足。高温高压法对设备的高要求是明显的，提高了设备的投资成本和维修费用，并且增加了 安全方面的风险和对能源消耗的要求。常压下浓酸加氧化剂的浸出办法导致浸出工艺复杂， 操作现场环境恶劣(如使用氯气时)。更浓的酸度导致对设备的腐蚀加快，而且浸出效果也不 能令人满意，通常在65%—90%之间，浸渣中剩余的10%--35%的镍不得不再次处理，这导致工 艺更加冗长复杂一意味着成本的上升和效益的降低。超声波辅助硫化镍精矿的直接浸出可能是解决上述问题的有效办法。但据我们所査的文 献和专利，目前尚没有用超声波直接辅助硫化镍精矿直浸的报道。赵文焕(矿冶，1995, 4 (3): 60-66)报道了他在超声波辅助下用氰化钠浸出金、银的实验使金、银的浸出率高达 97%-99%和95%-96%,浸出时间由24小时缩短为3小时，苛性溶剂氰化钠的用量减少约35%。 但是，这样的好效果是在金精矿经过预处理和研磨的前提下取得的金精矿经过预处理以减 少其中的铁含量(据该文溶解一份铁需消耗5.26倍的氰化钠，实验中的金精矿铁含量在 8%—14%不等)，因此，氰化钠用量的减少很有可能是由于精矿预处理的缘故而不是由于使用 了超声波；金精矿的粒度需由原来的《0.074mm(相当于200目，这是一般粉精矿的标准粒度) 研磨到《0.05咖(大约相当于300目)，因此，浸出时间的縮短也可能是由于矿物粒度减小的 原因。
技术实现思路
该专利技术的目的是寻找一种在常压下，保证高浸出率、不用气态氧化剂且能大幅度减少苛 性硝酸用量的镍精矿直浸的新方法。因此，将镍精矿的粉矿反复混匀后分成两份，加入适量的硝酸和水，调和成浆后，分别使用超声波和机械搅拌作用一定时间后分析并比较其浸出效果。浸出过程中使用超声波的目 的是一方面可以减少镍粒表面的滞留层，使镍粒表面的液-固边界层减薄，强化传质，更重要 的是，与机械搅拌比较，超声波搅拌可以在溶液分子流团(即由几十、几百甚至上千个分 子缔合而成的大小不等的簇团)和分子两个层次上同时起作用，而通常的机械搅拌只能在溶 液大流团的层次上起作用。这种由范德瓦尔斯力引起的分子间的缔合成团(即流团)，在 任何真实溶液里广泛存在，且极大的影响到溶液里的化学反应效率、化学反应速度，甚至化 学反应本身。例如，对过程熵和自由能的影响。超声波的施加比机械搅拌更能够使浸出液里 的簇团大大减小，从而大幅度提高了硝酸的利用效率，縮短了化学反应时间。1. 本专利技术按以下步骤完成将镍精矿粉碎至粒度为0.053-0.075mm占90%以上，将镍精矿与 水混匀成矿浆于不锈钢反应器内，其中水与镍精矿的重量比为5-30: 1，加入浓硝酸，其与镍 精矿的重量比为0.75-1.5:1;在超声波(频率20.02kHz,功率为50-150W)作用下，至少浸出 60min，镍浸出率98%-99%。同时作为对比的机械搅拌下浸出的条件为浸出温度95'C(高温更利于提高浸出率)，转数 900-1100r/min,浸出时间60min，镍浸出率97%-98%。2. 达到的技术经济指标镍浸出率97%-99%，同时，施加超声波比机械搅拌在浸出条件更利 于后者的条件下，节约硝酸约30%-40%。镍浸出率97%-99%。与现有的技术相比具有的优点① 浸出过程超声波(频率20.02kHz,功率为120W)的加入，大幅度降低了工业苛性酸-硝 酸的用量。在实验条件更利于机械搅拌浸出的条件下，使用超声波比使用常规机械搅拌的 浸出过程可节约硝酸量30%-40%;② 超声波下的反应在常压下进行，不需要专门加热，精矿不需要预处理。 具体实施例方式考虑到镍精矿是天然矿，品位、成分以及粒度的不同会导致不同的浸出率，而不同品位、 成分以及粒度的精矿在用酸量方面也缺乏可比性，因而使其结果缺乏说服力。因此为了使结 果具有完全地可比性，本专利技术使用完全相同的矿石成分，相同的高浸出率，并给了机械搅拌 条件下95'C的浸出温度(密封冷凝回流，下同)，以提高浸出率(否则浸出率更低)。结果是 使用超声波比机械搅拌浸出可节省硝酸使用量30%-40%。下面结合实施例进一步描述本专利技术 (实例中所用镍精矿均来自金川镍公司)-<table>table see original document page 5</column></row><table>a)超声搅拌将硫化镍精矿粒度磨细至0.075mm占90%以上，准确称取镍精矿lg与水搅拌混匀 成矿浆于50ml不锈钢反应器内，水与镍精矿的重量比为30: 1,再加入浓硝酸，其与镍 精矿的重量比为5:6，最后在超声波不锈钢探头作用下，常压浸出60min，超声波频率 20.02kHz,功率为50W，镍浸出率为98.89%。b) 机械搅拌保证硫化镍精矿粒度至0.075mm占90%以上，准确称取镍精矿lg与水搅拌混匀成 矿浆于100ml圆底烧瓶内，水与镍精矿的重量比为30: l，，再加入浓硝酸，其与镍精矿 的重量比为4:3，最后在95'C的水浴锅中机械搅拌(转速1000r/min)、常压浸出60min， 镍浸出率为97.02%。c) 比较在浸出率相同的条件下(超声的浸出率/机械搅拌的浸出率=98.89%:97.02%),而且 机械搅拌保持95'C较高温的条件下，使用超声波浸出节省硝酸用量=(1.33-0.83) /0.83=37.5%。实施例2<table>table see original document page 5</column></row><table>a)超声搅拌将硫化镍精矿磨细至0.053mm占90%以上,准确称取镍精矿10g与水搅拌混匀成矿浆 于500ml不锈钢反应器内，水与镍精矿的重量比为25: 1,再加入浓硝酸，其与镍精矿的 重量比为6:7，最后在超声波作用下，常压浸出60min;超声波频率20.02kHz，功率为120W， 镍浸出率为97.62%。b)机械搅拌将硫化镍精矿磨细至0.053mm占90%以上，准确称取镍精矿10g与水搅拌混匀成 矿浆于500ml圆底烧瓶内，水与镍精矿的重量比为25: l,，再加入浓硝酸，其与镍精矿 的重量比为9:7，最后在95'C的水浴锅中磁力搅拌(转速1000r/min)常压浸出60min, 镍浸出率为98.01%。c)比较在浸出率相同的条件下(超声的浸出率/机械搅拌的浸出率=98.01%:97.62%)，而且 机械搅拌保持95'C较高温的条件下，使用超声波浸出节省硝酸用量=(卯-60)/60=33.3%。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可以减少镍精矿常压直浸中苛性溶剂使用量的方法，其特征在于按以下步骤进行：将镍精矿粉碎至粒度为０．０５３－０．０７５ｍｍ占９０％以上，将镍精矿与水混匀成矿浆于不锈钢反应器内，加入浓硝酸；在超声波作用下，浸出至少６０ｍｉｎ。

【技术特征摘要】
1、一种可以减少镍精矿常压直浸中苛性溶剂使用量的方法，其特征在于按以下步骤进行将镍精矿粉碎至粒度为0.053-0.075mm占90％以上，将镍精矿与水混匀成矿浆于不锈钢反应器内，加入浓硝酸；在超声波作用下，浸出至少60min。2、 一种可以减少镍精矿常压直浸中苛性溶剂使用量的方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李敬生，杜飞虎，李小霞，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：32[]