[发明专利]一种从红土镍矿中综合回收有价金属的方法

说明书

 

技术领域

本发明涉及有色金属湿法冶金领域，具体地说是一种从红土镍矿中综合回收镍、钴、铁、铬、镁等有价金属的方法。

背景技术

目前国内外湿法处理红土镍矿的方法可分为以下几种：

    （1）常压硫酸浸出法：该方法是以硫酸为浸出剂，控制一定的液固比、酸度、温度等反应条件，在常压下将镍、钴、铁、镁等金属从矿料中浸出；然后加入中和剂（石灰石、氢氧化钙，或者其他碱性物质）将铁、铝、硅等杂质除去，除杂矿浆压滤后得到硫酸镍溶液和报废渣，报废渣经洗渣后外排，硫酸镍溶液则用氢氧化钠（或者氢氧化钙、氢氧化镁）进行沉镍反应；得到的镍渣经酸溶、萃取除杂后得到镍钴的深加工产品；沉镍后液蒸发结晶回收硫酸镁，或者直接加入碱性物质进行沉淀处理，得到的处理后液外排；这种处理方法由于只以镍、钴及少量的镁为目标金属，使得铁、铬等金属的浸出消耗了大量的酸，从浸出液中脱除这些金属又消耗了大量的碱，同时产生大量的报废渣，用这种方法处理红土镍矿，往往是处理一吨矿，要产生超过一吨的渣；这些渣不仅污染环境，还夹带了大量的镍等有价金属，造成了金属回收率的降低。另外，用这种方法处理红土镍矿，由于没有用合适的方法回收镁，造成了镁资源的大量浪费。

（2）高压硫酸浸出法：该方法是以硫酸为浸出剂，控制一定的反应温度，在加压情况下对红土矿进行处理。加压酸浸工段最早始于20世纪50年代古巴的毛阿（MOA），自20世纪90年代后澳大利亚的穆林-穆林、布隆、考瓦斯等加压酸浸厂相继投产，但是在工段和设备方面出现不少问题，该工段的基本流程是矿石经过破碎制浆后进入高压釜经高压（4-5MPa）、高温（230-260℃）酸性浸出，浸出后进行液固分离，然后对浸出液进行中和、除铁，除铁后液通过萃取进行镍钴分离，还可根据不同需要进一步冶炼得到不同的镍钴产品。该工段镍钴的回收率可达90%以上，但是该工段投资成本大，对设备和材质的要求比较严格，由于镁等杂质对于硫酸耗量影响较大，所以该工段适合处理含镁小于10%，特别是小于5%的红土镍矿，另外，该工段运行过程中，设备易出现结垢现象，对生产造成较大影响，且由于大量铁仍然存在于渣中，造成渣量较大，同时铁的浸出仍然需要消耗酸，未能实现有价金属的综合回收利用。

（3）还原焙烧-氨浸法：还原焙烧-氨浸工段由Caron教授发明，因此又称Caron流程，其中，氨浸过程中采用NH₃及CO₂将焙烧矿中的镍和钴转化为氨络合物进入溶液，该工段的优点是试剂可以循环利用，消耗量小，缺点是镍钴回收率低，镍、钴回收率分别为75%和60%左右，且由于矿料需要烘干焙烧，能耗较大，不能实现资源的综合回收利用。

湿法处理红土镍矿，没有对进入浸出系统的矿料含水进行有效的控制，使得进入系统的矿料含水在70%左右，另外，洗渣的方式有：CCD逆流洗渣和压滤机一次冲洗，也没有对洗渣消耗的洗渣水量进行合理有效的控制，使得洗一吨渣消耗1.5m³左右洗渣水；造成系统浸出液中镍离子浓度由于水总量较大而无法富集，到沉镍工序的镍离子浓度偏低，同时，造成了系统中需处理的水量庞大，处理成本高昂。

湿法处理红土镍矿，浸出液中的铁都是做为杂质脱除，除铁通常有三种方法：中和沉淀法、针铁矿法，及黄钠铁矾法。采用这三种方法除铁，均可以得到较好的除铁效果，但是由于都需要在高温下进行，除铁能量及辅料消耗均较大，且由于铁以渣形态报废，造成产生大量的报废渣，堆放成本巨大，且对环保不利；另外，由于在除铁过程中，铬会沉淀进入渣中，造成铬无法进行回收。

湿法处理红土镍矿，对收镍后液中的镁基本上不回收，或者只是回收其中的小部分，大部分都是用碱性物质沉淀外排，造成镁资源的浪费和环境的破坏。

湿法处理红土镍矿，在使用中和剂氢氧化钙的过程中，会产生大量的硫酸钙，这部分硫酸钙都随铁渣、铝硅渣进入渣中，没有得到合理的利用。

湿法处理红土镍矿，一般都使用了钠盐，造成了废水中钠离子的富集问题，从而无法实现废水的全回用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种从红土镍矿中综合回收镍、钴、铬、镁等有价金属的方法，其在硫酸体系下进行浸出反应，通过一系列措施降低系统废水及废渣总量，提高有价金属的回收率；同时在生产过程中使用廉价的生产辅料，并进行大宗辅料的循环利用，大幅降低生产成本。