[发明专利]低品位原生硫化镍矿石细菌氧化堆浸法生产硫酸镍工艺

说明书

技术领域

本发明属于硫化镍矿的处理方法，特别涉及一种低品位原生硫化镍矿石生产硫酸镍工艺。

背景技术

硫酸镍是现代重要的化工产品，主要用于电镀、镍电池、催化剂以及制取其他镍盐等，也是金属镍离子的来源。在电镀过程中，能离解镍离子和硫酸根离子；在硬化油生产中，是油脂加氢的催化剂；在医学工业中，是生产维生素C中氧化反应的催化剂；在无极工业中，是生产镍盐如硫酸镍铵、氧化镍、碳酸镍的主要原料；在印染工业中，是生产酞青艳蓝络合剂，用作还原染料的煤染剂；另外，还可以用于生产镍镉电池。

针对硫化镍富矿，目前有许多方法来开发并生成硫酸镍，但是，针对低品位硫化镍矿石，目前往往由于技术限制、利润低、成本高等原因，还处于未开发利用状态。然而，随着高品位易开采的硫化镍矿资源的减少，低品位硫化镍矿石以及生产过程中贫矿、废矿、表外矿的利用日益重要。由于高昂的成本和日趋严紧的环保要求，采用处理富矿的生产工艺处理这些低品位矿石是不可行的。所以，本领域迫切需要一种新的回收低品位硫化镍矿石中镍资源的工艺来改变这样的现状。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对现有技术的不足和缺陷，本发明提供一种专门针对低品位原生硫化镍矿石的、操作简单、省时省力、成本低、能耗小、流程短、效率高、安全、环保的低品位原生硫化镍矿石细菌氧化堆浸法生产硫酸镍工艺。

本发明是这样设计的：低品位原生硫化镍矿石细菌氧化堆浸法生产硫酸镍工艺，其特征在于：

包括如下步骤

步骤一、矿石破碎及制粒筑堆工序，将低品位原生硫化镍矿石破碎至平均细度为-10mm的矿粉，用皮带运输机将矿粉运至堆场筑堆，在卸下矿粉时喷洒浸矿细菌培养液；所述的浸矿细菌为吉林省冶金研究院驯化及培养的，专用于低品位原生硫化镍矿石的，含有氧化亚铁硫杆菌的混合菌种，氧化亚铁硫杆菌约占70％；

步骤二、酸处理工序，对步骤一中的矿堆分段喷淋稀硫酸溶液，控制矿堆的pH值为1.9～2.1；

步骤三、生物氧化工序，对步骤二中的矿堆喷淋预先培养的、菌群处于对数生长期的、菌群浓度达到10⁸个/毫升的浸矿细菌培养液，使喷淋液和矿堆反应，反应时间为3～6个月；喷淋时保持对矿堆的通风，喷淋强度为30～40L/m²·h，喷淋时间为6h/d～10h/d；喷淋液中加入硫酸铵、硫酸氢二钾营养物质，喷淋液氧化还原电位为400～600mv；

步骤四、浸出液除铁及萃取除杂工序，收集步骤三中的浸出液并检测镍浓度，当浸出液中镍浓度达到1.5g/L时，浸出液经黄钠铁矾法除铁、P204萃取除杂后生产硫酸镍产品，除去99％以上的杂质，回收60％～70％的镍；所述的浸出液为步骤三中喷淋液和矿堆反应，浸矿微生物氧化分解矿石中的硫化镍，镍离子与硫酸根结合形成硫酸镍化合物后，收集到的含有硫酸镍产品的溶液。

所述的步骤一中原生硫化镍矿石为镍黄铁矿、针镍矿、希兹硫镍矿或者紫硫镍矿的硫化镍矿石。

所述的步骤一中在筑堆的同时在矿堆中铺设通风管路。

所述的步骤一中的筑堆的形状为棱台状，筑堆的高度为3m～5m。

所述的步骤一中浸矿细菌培养液为液体培养基，溶剂为水，溶质为硫酸铵、氯化钾、磷酸氢二钾、硫酸镁和硝酸钙。

所述的步骤一中浸矿细菌培养液各溶质的浓度为：硫酸铵3.0g/L、氯化钾0.1g/L、磷酸氢二钾0.66g/L、硫酸镁0.5g/L和硝酸钙0.01g/L。

所述的步骤三中矿堆的pH值控制在1.5～2.0。

通过上述设计方案，本发明可以带来如下有益效果：

1、本发明的低品位原生硫化镍矿石细菌氧化堆浸法生产硫酸镍工艺是专门针对低品位原生硫化镍矿石设计的，区别于传统硫化镍矿石的开采工艺，改用现代生物方法氧化低品位原生硫化镍矿石生产硫酸镍产品。生物氧化法的关键在于所选用的菌种，然后就是控制菌种的生长环境，提供菌种生长所需要的营养物质，菌种在生长的过程中，将矿石氧化，生产出需要的产物，经过简单提纯后，就能获得高品质的产品。此过程不涉及类似于高温熔炉还原熔炼、氧化精炼、加压、加催化剂、溶解等复杂的工序，操作简单；不需要大量的复杂的设备，成本低、能耗小；不需要消耗大量的人力和时间，流程短，适合现代生产的先进、简约、高效的要求。