[发明专利]一种红土镍矿加压磷酸浸出的方法

说明书

本发明涉及一种红土镍矿加压磷酸浸出的方法，属于湿法冶金技术领域。该方法包括以下步骤：将红土镍矿破碎至粒度小于1mm；将破碎后的红土镍矿与一定溶度磷酸溶液混合后得到矿浆；将矿浆料注入密闭反应器，在浸出温度110～150℃和浸出压力0.2～0.5MPa条件下加压浸出；浸出结束后将浆料固液分离得到含镍钴浸出液和磷酸铁产品。与现有高压酸浸工艺浸出温度245～270℃和浸出压力4～5MPa相比较，本方法能够显著降低浸出温度100℃以上，能耗低；浸出压力仅为现有高压酸浸工艺的10％以下，无需钛合金高压釜设备，投资成本低，工艺操作方便；本方法无其他酸性浸出尾渣产生，实现红土镍矿浸出尾渣近零排放，环境友好。

技术领域

本发明公开了一种红土镍矿加压磷酸浸出的方法，属于湿法冶金技术领域。

背景技术

镍是战略金属，在国民经济和国防建设中占重要地位，广泛用于不锈钢及合金、电池等领域。我国是镍消费大国，2018年消费量达到122万吨(以金属计)，占全球消费总量的52％。近年来国家大力发展新能源，随着新能源汽车工业化快速推进和电池正极向高镍三元材料发展，电池行业镍需求量大幅提升。2018年我国生产电池消费镍约6万吨金属，2022年预计达到36万吨。

全球陆基镍资源主要分为硫化镍矿和红土镍矿。过去一段时期内，硫化镍矿是冶炼镍的重要原料，我国硫化镍矿资源较为丰富，电池用镍通常由甘肃金川等地硫化镍矿冶炼制备。但经过长期开发，全球及国内硫化镍矿资源量逐年递减，已无法满足镍的需求。红土镍矿是当前及未来相当长时间内镍的主要矿物来源，且钴含量相对较高，其处理工艺包括火法和湿法冶金两类：火法工艺是将红土镍矿熔炼制备镍铁，镍产量占比90％以上，产品用于生产不锈钢；采用湿法冶金工艺，通过强酸等介质将镍、钴溶出，经除杂后制得纯镍(如镍板)或镍盐(如氢氧化镍钴、硫酸镍)，可实现镍钴综合回收。

高压酸浸法是当前工业上处理红土镍矿的湿法冶金工艺。该工艺在高温(245～270℃)和高压(4～5MPa)的条件下，采用硫酸将红土镍矿中镍、钴、铁等充分溶解，镍、钴浸出率达到90％以上。溶液中的铁离子在高温高压下水解转变成赤铁矿沉淀，从而实现铁与镍、钴的选择性分离。浸出液除杂后加入硫化剂或碱性物将镍、钴沉淀为镍钴硫化物或氢氧化物。

高压酸浸工艺被古巴MOA、澳大利亚Murrin Murrin、巴布亚新几内亚Ramu等多家镍钴生产企业采用。受工艺原因影响，部分镍钴企业已经关停了其高压酸浸生产线。由于采用高温、高压和高腐蚀生产条件，导致生产操作十分苛刻，且需要使用特殊浸出设备如钛合金高压釜。浸出过程中生成赤铁矿、硫酸钙、铝矾等容易导致高压釜内部结垢，影响生产顺行。此外，由于红土镍矿中铁含量高，生产中产出大量酸性含铁废渣。据统计，每提取1吨镍(金属计)将产生超过120吨酸性含铁尾渣，目前酸性尾渣未能有效利用，带来严重的环境污染。

发明内容

针对现有红土镍矿高压酸浸工艺存在的浸出温度高、浸出压力大、能耗高、酸性含铁尾渣含量大、环境污染等问题，本发明提供一种红土镍矿加压磷酸浸出的方法，采用该方法可明显降低浸出温度及浸出压力，能耗明显降低，无需钛合金高压釜等特殊浸出设备；镍、钴浸出率高，浸出渣为高附加值磷酸铁产品，无其他尾渣排放，环境友好。

本发明属于湿法冶金领域，处理对象为红土镍矿镍钴以及铁的选择性浸出问题。针对红土镍矿的浸出问题，现有技术报道采用磷酸对红土镍矿进行常压浸出，但在浸出过程中不断生成的磷酸铁沉淀不断聚集，会堵塞浸出通道，阻碍浸出反应的继续进行，会很大程度降低后续的浸出率，不仅如此，该方法的钴、镍与铁的浸出选择性差，且得到的磷酸铁的形态、晶相纯度均不理想。为解决该问题，现有技术提出的改进思路是对红土镍矿预先进行热转型，其虽能一定程度改善效果，但钴、镍与铁的浸出选择性以及磷酸铁的形态、晶相纯度仍不理想。综上，现有红土镍矿的浸出手段还存在浸出选择性差、浸出渣料的磷酸铁的晶相纯度不高等问题，为解决该技术问题，本发明提供了一种技术方案：