[发明专利]一种褐铁矿的湿法冶金工艺

说明书

技术领域

本发明涉及褐铁矿的高硅镁矿成分进行硫酸常压浸出和用常压浸出液对低硅镁高铁成分进行加压浸出的工艺，属于冶金领域,具体地说是一种褐铁矿的湿法冶金工艺。

背景技术

红土矿是由含镍橄榄岩在热带或亚热带地区经过大规模长期风化淋滤变质而成的氧化镍矿，由于存在地理位置、气候条件以及风化程度的差异，世界各地的红土矿类型不完全相同。

风化过程一般产生层状沉积，其中在表面附近存在着完全的或最彻底的风化产物，随着深度增加渐变为程度较轻的风化产物，并最后在某个更深的深度处终止为未风化的岩石。

高度风化层通常将其含有的大部分镍细微分布在细碎的针铁矿颗粒中。该层通常称为褐铁矿，它一般含有高比例的铁和低比例的硅和镁。

通常情况下，褐铁矿为红土镍矿的主要组成部分，占红土矿总量的65%～75%；腐泥土占15%～25%；过渡矿占10%。

从红土矿镍中回收镍（钴）的困难之处在于，在进行化学处理分离金属有用成分（如镍和钴）之前通常不能通过物理方式充分富集镍的有用成分，即无法用选矿的技术进行富集，这使得红土镍矿的处理成本很高。并且由于褐铁矿和腐泥土矿中不同的矿物和化学组成，这些矿石通常不适于使用同一处理技术进行处理。几十年来一直在寻找降低处理红土镍矿的成本的方法。

红土镍矿的处理工艺可分为火法工艺和湿法工艺两大类。火法冶金工艺适合处理腐泥土矿。该工艺通常只能生产镍铁，不能回收钴，其应用受到限制。湿法冶金工艺适合处理褐铁矿。湿法冶金技术包括高压酸浸和还原焙烧氨浸以及近年来出现的如常压酸浸、堆浸工艺等。

总之，在红土镍矿湿法冶炼的发明专利中，高压酸浸（HPAL）工艺和改进的高压酸浸工艺的缺点是：需要复杂的高温、高压的高压釜以及相关的设备，其安装与维护都很昂贵；HPAL工艺消耗的硫酸比按化学计量溶解矿石中的非铁金属成分所需的硫酸更多。常压酸浸工艺和改进的常压酸浸工艺的缺点是：硫酸消耗高；镍、钴浸出率低；反应时间长，所需设备庞大。高压酸浸包括改进的高压酸浸工艺和常压酸浸工艺包括改进的常压酸浸工艺的共同缺点是浸出渣量大，而且是硅和铁的混合渣，使得红土矿的主要成分铁不能经济有效的开发利用。尽管CN102206749A的发明专利中提及了浸出渣的回收利用，但由于渣中的二氧化硅及氧化铁、针铁矿等均为反应生成的细小微粒，它们相互“生长”在一起，很难用简单的磁选等方法将它们分离，因此上述浸出渣开发利用的经济效益很差，只能当废固处理，甚至对于镍浸出率较低的浸出渣必须当危废渣进行处理。

发明内容

本发明目的是消除或减轻高压酸浸出工艺的缺点，同时获得比已知的常压浸出工艺更高的镍和钴回收率和更快的回收速度，比高压酸浸更低的酸消耗。特别是在工艺过程中很自然方便的将红土矿的主要成分铁加工成铁精粉，使废渣量减少为原矿量的约十分之一。

为实现上述目的，本发明所述一种褐铁矿的湿法冶金工艺，其实现步骤如下：

a.取褐铁矿矿石洗选分级，将褐铁矿中的砾石、砂石等颗粒较粗的矿物从原矿中分离，得到高硅镁矿石和低硅镁矿石；

b.将高硅镁矿石加水制备得到高硅镁矿石矿浆，待用；

c.向双螺旋推料反应器中同步加入步骤b制备得到的高硅镁矿石矿浆加热至60～100℃和足量的高浓度无机酸加热至150～200℃，在混合后被双螺旋推料反应器推出全部反应用时10min，被双螺旋推料反应器推出的物料呈酥松的蜂窝状固态膏体，待用；

d.将步骤c制得的呈酥松的蜂窝状固态膏体进行简单破碎，破碎后倒入水浸罐中，加入与酥松的蜂窝状固态膏体相等重量的水，进行水溶步骤，搅拌25～35min；

e.将水溶步骤所得浆料泵入板框压滤机进行固液分离和滤渣洗涤，得到常压酸浸滤渣A、常压酸浸滤液B和洗涤液E；

f.称取步骤a得到的低硅镁矿石，加入洗涤液E配制成低硅镁矿石矿浆后移入加压釜中，再向加压釜中加入常压酸浸滤液B，使得溶液pH值为0.5～1.5；密封加压釜后控制其温度范围为150～240℃，继续恒温加热30～60min之后停止加热并冷却降温；降温至80℃后从加压釜中移出反应浆料进行固液分离并洗涤滤渣，得到加压浸出渣C、加压浸出液D和洗涤液F；

g.取300g加压浸出渣C加入盛有1000ml、10%碳酸钠溶液的容器中，加热至25～60℃并搅拌10～30min；固液分离并洗涤滤饼、烘干，得到赤铁矿G。

所述褐铁矿矿石洗选分级时，将矿石破碎至80目。

所述步骤中的高硅镁矿石矿浆与低硅镁矿石矿浆的重量百分比为50～60wt%。