[发明专利]一种高镁硅红土镍矿回收镍、钴、镁和铁的方法

说明书

本发明公开一种高镁硅红土镍矿回收镍、钴、镁和铁的方法，将破碎研磨分筛后的红土镍矿粉、水和浓硫酸制成矿浆，常压加热搅拌浸出，过滤分离得到酸浸渣和浸出液，浸出液调节pH值除铁和铝硅钪，得到氢氧化铁和铝硅钪富集物，再调pH值得到氢氧化镍钴和硫酸镁溶液，硫酸镁溶液经蒸发浓缩、碳热还原得到二氧化硫气体和活性氧化镁，二氧化硫经氧化后返回浸出工序由矿浆吸收，活性氧化镁部分作为pH值调节剂返回中和沉淀，剩余部分氧化镁经熔盐氯化制得无水氯化镁，无水氯化镁经熔盐电解得到金属镁和氯气，氯气返回熔盐氯化工序使用；本发明综合回收高镁硅红土镍矿中的镍、钴、镁和铁，工艺简要、清洁，资源利用率高，成本低，适合大规模工业化生产。

技术领域

本发明涉及一种高镁硅红土镍矿回收镍、钴、镁和铁的方法，属于有色金属湿法冶金领域。

技术背景

镍是一种银白色金属，具有良好的耐腐蚀性、延展性并具有铁磁性的金属元素，因此主要被用于钢铁、镍基合金、电镀及电池等领域，广泛用于飞机、雷达等各种军工制造业，民用机械制造业和电镀工业等。镍在矿床中主要以三种矿物形式存在，即硫化镍矿、氧化镍矿和砷化镍。在过去的开采中，主要以硫化镍矿的开采为主，这也使得硫化镍矿资源日益枯竭，因此占镍资源总量70％左右的氧化镍矿的开发利用引起了人们的广泛关注。红土镍矿是氧化镍矿床中的一类，红土镍矿可简单的分为褐铁矿型和硅镁矿型。

硅镁镍矿即为红土镍矿的腐植土层，含硅镁高、铁低、镍较高、钴较低，云南元江镍矿就是典型的硅镁镍矿，该镍矿资源储量为52.6万吨，占国内氧化镍矿资源的69％，是一个典型的高MgO，高SiO₂含量的蛇纹石结合型贫红土镍矿，平均含Ni 0.83％，Co 0.08％，Fe11％，MgO 28％，SiO₂ 37％。按2022年06月17日上海有色金属交易网的报价，金属镍的价格是207300元/t，金属钴的价格是422500元/t，金属镁的价格是28500元/t，以每100吨元江红土镍矿进行计算，其中含金属镍0.83t，价值17.20万元；含金属钴0.08t，价值3.38万元；含金属镁16.8t，价值47.88万元。

目前硅镁镍矿的冶炼，一般分为火法、湿法两种工艺。火法工艺主要包括：回转窑预还原-电炉还原熔炼工艺、转底炉预还原-电炉熔分工艺、还原焙烧-磁选工艺和真空碳热还原工艺。湿法工艺主要包括：酸法工艺和碱法工艺，其中酸法又分为常压酸浸工艺和加压酸浸工艺。酸浸工艺常用的酸溶液主要包括硫酸、盐酸和硝酸。

目前的冶炼工艺研究过程中，均是以利用矿物中的镍和钴作为最基本的出发点，对其中的高含量镁并没有得到合理利用。目前镁冶炼的生产工艺主要分为热还原法和电解法，其中白云石是热还原法炼镁主要原料，盐湖卤水是电解法主要原料。皮江法是固态硅热还原法的典型代表，该工艺把煅后白云石、硅铁与萤石按一定的比例磨粉、制球，并将球团加入到耐热合金钢制的还原罐内，还原罐内的温度保持在1150℃～1200℃、真空度约在10Pa～20Pa，高温下发生还原反应，生成的镁蒸气在冷却区冷凝成结晶镁。电解法炼镁包括无水氯化镁的制备和电解制镁过程，电解法的难点在于如何去除含水氯化镁中的结晶水，含水氯化镁在脱水过程中会发生水解反应，生成不利于电解过程中的杂质。

发明内容