專(zhuān)利名稱(chēng)：：低鐵含量的金屬鎳的生產(chǎn)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明一般地涉及從通過(guò)浸提鎳礦石或濃縮物制得的酸性含鎳液體中生產(chǎn)低鐵含量的金屬鎳的新穎方法。該方法尤其適合于通過(guò)諸如以下的方法來(lái)自含鎳礦體或濃縮物的含鎳酸性產(chǎn)物液體紅土礦的加壓酸浸、常壓酸浸和/或堆浸；或硫化鎳礦或濃縮物的氧化浸提或生物浸提；然后離子交換以回收鎳。處理含鎳的離子交換洗脫液以除去鐵，然后將鎳作為氬氧化鎳沉淀，然后將所述氫氧化鎳煅燒、熔融并精煉以制得新的低鐵含量的金屬鎳產(chǎn)品。
背景技術(shù)：
：紅土鎳和鈷礦床，或含鎳的氧化物礦床通常含有氧化型礦石褐鐵礦和石圭酸鹽型礦石腐泥土，其作為相同礦床中的兩層，凈皮過(guò)渡帶隔開(kāi)。褐鐵礦帶包括針鐵礦(FeOOH),而且鎂和鎳含量較低。腐泥土帶包括各種硅酸鎂，而且鎂和鎳含量較高。為了使通過(guò)商業(yè)方法處理腐泥土或褐鐵礦設(shè)備的尺寸最小化，優(yōu)選高品味褐鐵礦和腐泥土。這導(dǎo)致某些礦床中的較低品味的礦石和過(guò)渡礦石被當(dāng)作廢物丟棄。鎳和鈷含量高的褐鐵礦在商業(yè)上通常通過(guò)高壓酸浸提法進(jìn)行濕法冶金處理，或通過(guò)火法冶金和濕法冶金法的組合如碳還原焙燒-碳酸銨浸提法進(jìn)行處理。含鎳量較高的腐泥土一般通過(guò)涉及焙燒和電熔技術(shù)的火法冶金法處理以生產(chǎn)鎳鐵，所述鎳鐵通常含有大于50%的鐵以及丟棄的爐渣。由于與將大部分鐵轉(zhuǎn)入爐渣相關(guān)的困難以及隨爐渣量增加而導(dǎo)致的額外的鎳損失，這種方法不能生產(chǎn)低鐵含量的金屬鎳。鎳鐵法是高耗能的方法，因?yàn)榭偟V石與鎳的比例通常是四十比一，并且大部分能量消耗在熔化礦渣上。它需要高品味腐泥土來(lái)源以使其經(jīng)濟(jì)。含鎳量低的褐鐵礦、腐泥土和過(guò)渡帶中褐鐵礦/腐泥土混合物的5能量需求和高鐵鎳礦石比使得這種處理方法對(duì)于這些礦石類(lèi)型而言太昂貴。因此，在鎳鐵法中，包括某些高品味鎳礦石在內(nèi)的大量鎳礦石資源，由于其品味較低或不適于造渣的Si/Mg/Fe比率而被當(dāng)作廢物丟棄。鎳鐵法，即RKEF法(回轉(zhuǎn)窯和電爐)的另一缺點(diǎn)是不能獲得存在于鎳鐵中的礦石中的任何鈷的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。此外，鎳鐵中的高含鐵量限制了其僅用于不銹鋼生產(chǎn)的最終用途。以上方法通常需要"全礦石"處理，因?yàn)闆](méi)有有效的方法來(lái)選礦。其缺點(diǎn)在于，可能含有較低金屬價(jià)值的礦石的礦物學(xué)組分有效地稀釋所處理的總礦石質(zhì)量并增加回收成本。期望提供較簡(jiǎn)單、能耗較小和資本投資較少的生產(chǎn)(如本文所定義的)低鐵含量的金屬鎳的方法，所述方法克服或至少減輕與現(xiàn)有技術(shù)相關(guān)的一種或多種困難。還期望提供使用大范圍的含鎳礦石，尤其是常規(guī)方法認(rèn)為無(wú)法利用的紅土礦生產(chǎn)低鐵含量的鎳的方法。還期望提供生產(chǎn)用于通常向鎳市場(chǎng)出售的具有足夠純度的鎳的方法。低鐵含量或不含鐵的氬氧化鎳中間體作為中間體鎳化合物在澳大利亞的Cawse工廠(chǎng)商業(yè)生產(chǎn)。在Cawse方法中，對(duì)紅土鎳礦進(jìn)4亍高壓硫酸浸提以提取鎳和鈷，以及其它雜質(zhì)。在多階段中和與固/液分離后將廢礦和某些雜質(zhì)從浸提液中分離，并通過(guò)用氧化鎂進(jìn)一步中和而沉淀混合的鎳鈷氬氧化物。現(xiàn)有技術(shù)還描述了通過(guò)類(lèi)似的方法生產(chǎn)氫氧化鎳中間體。例如，它可以由來(lái)自高壓或常壓酸紅土浸提或二者的組合、紅土或石危化4臬礦石或濃縮物的堆浸或高壓或常壓浸提石克化物礦石或濃縮物的浸提液中作為中間體生產(chǎn)。該文獻(xiàn)還教導(dǎo)，氬氧化鎳可以由酸性硫酸鎳溶液制得，所述酸性硫酸鎳溶液作為洗脫液、剝離液或萃余液由前述過(guò)程的浸提液或浸提漿的溶劑萃取或離子交換處理制得。BHP比利通SSM技術(shù)有限公司的國(guó)際申請(qǐng)PCT/AU2005/001360公開(kāi)了通過(guò)組合的濕法冶金和火法冶金法生產(chǎn)鎳鐵或鎳锍的方法。在該說(shuō)明書(shū)公開(kāi)的方法中，鎳和鐵在離子交換過(guò)程中被選擇性吸附到樹(shù)脂上，從而與其它雜質(zhì)分開(kāi)，用碌u酸從樹(shù)脂上洗脫并中和洗脫液以沉淀混合的鎳鐵氫氧化物產(chǎn)物。然后將混合的鎳鐵氫氧化物直接還原以_it,i^曰a丄"va*丄乙市J^!虧秌？人5人休，;iL廠(chǎng)sf力。在該方法的進(jìn)一步發(fā)展中，BHP比利通SSM技術(shù)有限公司的國(guó)際申請(qǐng)PCT/AU2006/000225公開(kāi)了通過(guò)涉及混合鎳鐵氫氧化物產(chǎn)物的制粒、煅燒以生產(chǎn)鎳鐵氧化物的小球以及將氧化物還原成鎳鐵的方法生產(chǎn)高質(zhì)量鎳鐵產(chǎn)品的方法。如果煅燒過(guò)的鎳鐵氧化物小球含鐵量較高，這些小球就有足夠的活性通過(guò)與氣態(tài)還原劑反應(yīng)而被還原。對(duì)上述方法的改進(jìn)會(huì)是直接從鎳中間體生產(chǎn)低鐵含量的金屬鎳，從而提供較高純度的鎳產(chǎn)品。以上對(duì)文獻(xiàn)、論文等的討論被包括在本說(shuō)明書(shū)中僅僅是用來(lái)提供本發(fā)明的背景。不暗示或代表這些文件的任何或全部在優(yōu)先權(quán)日之前構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ)的一部分或者是本發(fā)明相關(guān)領(lǐng)域的公知常識(shí)。發(fā)明概述本發(fā)明提供了生產(chǎn)低鐵含量的金屬鎳產(chǎn)品的方法，其包括如下步驟(i)提供含有至少鎳和鐵的酸性產(chǎn)物液體；(ii)用離子交換法處理所述酸性產(chǎn)物液體，其中離子交換樹(shù)脂從所述產(chǎn)物液體中選擇性地吸附所述鎳和部分鐵；(iii)用酸性溶液從所述樹(shù)脂中洗脫鎳和鐵以制得含有所述鎳和4失的洗脫'液；(iv)中和所述洗脫液至pH值為2.5至3.5以引起大量所述鐵的沉淀，剩下鐵^皮耗盡的洗脫液；(v)中和鐵被耗盡的洗脫液至pH值為7至8以引起低鐵含量的氫氧化鎳的沉淀；(vi)煅燒所述氫氧化鎳以將其轉(zhuǎn)化成氧化鎳；(vii)在還原劑的存在下將所述氧化鎳直接熔融以得到熔融態(tài)的鎳；以及；(viii)通過(guò)氧化精煉所述熔融態(tài)的鎳以制得低鐵含量的金屬鎳產(chǎn)口ao通常，"低鐵"表示高至1%的鐵并且包括零鐵含量。因此，提供了由酸性含鎳液體生產(chǎn)低鐵含量的鎳的方法。通常，該液體通過(guò)浸提鎳礦石或濃縮物來(lái)生產(chǎn)。該方法尤其適合于通過(guò)諸如以下的方法來(lái)自含鎳礦體或濃縮物的含鎳酸性產(chǎn)物液體紅土礦的高壓或加壓酸浸、常壓酸浸、常壓酸攪拌浸提或堆浸或硫化鎳礦石的氧化浸提或生物浸提或以上的任何組合。在從礦渣中分離酸性含鎳浸提液并從中除去任何銅之后，通過(guò)離子交換(IX)處理該液體以便將鎳和鐵與其它雜質(zhì)分開(kāi)。處理含鎳離子交換洗脫液以除去鐵，然后使鎳作為氫氧化鎳沉淀，然后煅燒、熔融并精煉所述氫氧化鎳沉淀以生產(chǎn)低鐵含量的新金屬鎳產(chǎn)品。該方法可應(yīng)用于處理大范圍的含鎳礦石并且可具體應(yīng)用于處理被認(rèn)為通過(guò)常規(guī)方法無(wú)法利用的紅土礦在一實(shí)施方案中，本發(fā)明可應(yīng)用于對(duì)紅土礦堆浸然后進(jìn)行離子交換處理的方法，其中首先用硫酸浸提鎳然后作為含鎳、鈷和鐵的產(chǎn)物液體溶液回收。在本發(fā)明的優(yōu)選形式中，低鐵含量的金屬鎳產(chǎn)品由從離子交換處理的洗脫液回收的低鐵的氫氧化鎳產(chǎn)物制得。通常，該方法構(gòu)成從紅土礦中回收鎳的整體方法的一部分。在優(yōu)選實(shí)施方案中，金屬鎳產(chǎn)品由通過(guò)如下一般方法制得的氫氧化鎳中間體生產(chǎn)。濃的(pregnant)浸提液溶液通過(guò)堆浸法制得，優(yōu)選使用硫酸的紅土含鎳礦石的對(duì)流堆浸法。含有至少鎳、鈷和鐵的濃浸提液然后會(huì)通過(guò)離子交換(IX)法處理，其中優(yōu)先萃取浸提液中的任何銅。然后通過(guò)第二IX法處理無(wú)銅的濃浸提液，其中鎳以及部分鐵和鈷被提取到樹(shù)脂上，而大部分鐵和鈷保留在萃余液中。然后用酸將鎳和鐵從樹(shù)脂洗脫，并將洗脫液中和至pH2.5至3.5以便使大部分4失從溶液中作為針鐵礦或鐵的氫氧化物沉淀。然后用諸如氧化鎂、蘇打灰或燒堿的中和劑進(jìn)一步將洗脫液中和至pH7至8,使氫氧化鎳沉淀。應(yīng)當(dāng)除去產(chǎn)物液體中可能存在的任何銅以便在鎳/鐵離子交換過(guò)程之前回收，因?yàn)槟承?shù)脂對(duì)銅的親和力比對(duì)鎳和鐵的大。銅很容易通過(guò)離子交換、溶劑萃取或其它已知技術(shù)之一從產(chǎn)物液體中除去。然8而，優(yōu)選通過(guò)另外的離子交換法除去存在于產(chǎn)物液體中的任何銅，其中離子交換樹(shù)脂在本發(fā)明方法的步驟(i)之前從產(chǎn)物液體中選擇性吸附銅。然后可以通過(guò)常規(guī)方法回收有價(jià)值的銅。通常，本發(fā)明方法的步驟(ii)中使用的離子交換樹(shù)脂是離子交換法中常規(guī)使用的樹(shù)脂。優(yōu)選地，在產(chǎn)物液體是源自浸提紅土礦時(shí)，樹(shù)脂具有雙吡咬曱基胺官能團(tuán)，如以DOWEXTMM4195樹(shù)脂的商標(biāo)銷(xiāo)售的樹(shù)脂。這樣的樹(shù)脂能夠?qū)㈡囈约安糠骤F和鈷與通常存在于源自浸提紅土礦的產(chǎn)物液體中的其它雜質(zhì)分開(kāi)。鎳以及部分鐵和鈷在步驟(ii)的離子交換處理中與其它雜質(zhì)分開(kāi)。鎳以及部分鐵和鈷會(huì)被加載到樹(shù)脂上，而大部分鐵和鈷保留在萃余液中。然后可以通過(guò)諸如溶劑萃取、離子交換或作為硫化物、碳酸鹽或氫氧化物沉淀的常規(guī)技術(shù)從萃余液中回收鈷。在本發(fā)明方法的步驟(iii)中，用酸性溶液從樹(shù)脂上洗脫鎳和鐵。酸性溶液優(yōu)選錄u酸。富含鎳和鐵的洗脫液中游離酸的中和分兩個(gè)階段進(jìn)行步驟(iv)中的鐵沉淀和步驟(v)的鎳沉淀。石灰石可以被用作第一中和步驟(本發(fā)明方法的步驟(iv))中的中和劑以將pH增加至2.5至3.5左右，使石膏沉淀，與針鐵礦或鐵的氫氧化物一起作為中和產(chǎn)物，這些中和產(chǎn)物能夠被容易地濾出。諸如碳酸鎂、氧化鎂、蘇打灰或燒堿的其它適合的中和劑也可以根據(jù)經(jīng)濟(jì)情況使用。雖然鐵在pH約1.5時(shí)開(kāi)始從溶液中沉淀，需要2.5至3.5的較高pH以從溶液中基本上除去所有的鐵。通過(guò)控制所添加的中和劑的量并因此控制溶液的pH，能夠?qū)⒆罱K的金屬鎳產(chǎn)品中鐵的量控制到期望的值。第一中和步驟中自洗脫液中沉淀大量的鐵留下鐵被耗盡的洗脫液，然后對(duì)所述洗脫液進(jìn)行第二中和步驟。然后能夠在鎳沉淀階段(本發(fā)明方法的步驟(v))中用氧化鎂和/或蘇打灰和/或燒堿來(lái)進(jìn)一步中和洗脫液，優(yōu)選中和至pH大于7.5,使幾乎所有的鎳作為氫氧化鎳產(chǎn)物沉淀。氫氧化鎳含有少量鐵或不含鐵，優(yōu)選不多于0.5%的鐵。從離子交換洗脫液中回收的氫氧化鎳產(chǎn)物適合于根據(jù)本發(fā)明的方法處理成鎳。氫氧化鎳產(chǎn)物通常會(huì)是濕濾餅的形式。優(yōu)選地，在100。C至120。C的溫度下干燥氫氧化鎳產(chǎn)物。在方法的步驟(vi)中，煅燒氫氧化鎳以將其轉(zhuǎn)化成氧化鎳。優(yōu)選地，在約800。C至1300。C的溫度、氧化條件下進(jìn)行煅燒以便將氫氧化鎳轉(zhuǎn)化成基本不含硫的氧化鎳。更優(yōu)選地，煅燒溫度為1050至1300。C。當(dāng)在步驟(iii)中使用硫酸洗脫鎳時(shí)，煅燒通常會(huì)通過(guò)氧化成二氧化硫或三氧化碗而除去任何殘留的疏。通常，煅燒步驟會(huì)在窯、帶式焙燒機(jī)、豎爐、多膛爐或用于煅燒這樣的產(chǎn)物的任何其它適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)器中進(jìn)行。通過(guò)在反應(yīng)器中或通過(guò)固體床添加空氣或其它氧化氣體而提供氧化條件。在步驟(vii)中，在最優(yōu)選為碳的還原劑的存在下對(duì)氧化鎳進(jìn)行直接熔融還原以制得熔融態(tài)的鎳金屬。最優(yōu)選還存在適合的爐渣。在優(yōu)選實(shí)施方案中，在1540。C左右的合成爐渣的存在下，用碳直接熔融煅燒的、脫硫的氧化鎳。適合的爐渣可以是基于CaO-Al203的，盡管可以使用多種爐渣。氫氧化鎳可能含有可評(píng)估的MgO時(shí)，在這種情況下的重要要求是爐渣的質(zhì)量以及其對(duì)氧化鎂的溶解度高至足夠容納煅燒氧化鎳中的脈石。在步驟(viii)中，精煉熔融態(tài)的鎳以通過(guò)氧化除去任何殘余的碳。這可以通過(guò)氧氣噴吹或其它常少見(jiàn)方法進(jìn)行。雖然不如倫敦金屬交易所對(duì)鎳的要求那么純，但是通過(guò)本發(fā)明生產(chǎn)的低鐵含量的金屬鎳產(chǎn)品適合于直接添加至不銹鋼熔體。產(chǎn)品具有足夠的純度，因?yàn)榇蟛糠蛛s質(zhì)已經(jīng)通過(guò)選擇性鎳/鐵離子交換處理被除去，并且產(chǎn)品在煅燒后含硫水平低。優(yōu)選地，鎳產(chǎn)品在精煉步驟后含鎂量會(huì)低于0.5%，含石克量會(huì)低于0.1%并且含碳量為0.01%至0.05%。由本方法生產(chǎn)的鎳適合于添加至不銹鋼爐中或可以用于其它應(yīng)用。附圖筒述圖1示出本發(fā)明方法的優(yōu)選流程圖。附圖詳述在優(yōu)選實(shí)施方案中，當(dāng)產(chǎn)物液體溶液來(lái)自于酸性堆浸提法時(shí)，將紅土礦粉碎至優(yōu)選小于25mm尺寸的尺寸并用水、硫酸或其它粘合材料凝聚以改善堆滲透性?？梢詫⒛鄣牡V石安排在至少一堆中但是優(yōu)選至少兩堆，即初級(jí)堆和次級(jí)堆，以便作為對(duì)流堆浸體系進(jìn)行操作。對(duì)流堆浸法的優(yōu)點(diǎn)在于，與單堆體系相比酸消耗較低而且產(chǎn)物溶液中含鐵量較低。在圖l所示的優(yōu)選方法中，浸提溶液源于來(lái)自鎳離子交換步驟(2)的補(bǔ)充有硫酸(3)的鎳被耗盡的循環(huán)萃余液(1)，并被添加至生產(chǎn)中間產(chǎn)物液體溶液的次級(jí)堆(4)，然后在對(duì)流過(guò)程中將所述中間產(chǎn)物液體溶液添加至初級(jí)堆浸(5)。這產(chǎn)生了低酸度的富含鎳和鈷的產(chǎn)物液體溶液(PLS)(6)，其還含有鐵和大量其它雜質(zhì)。當(dāng)次級(jí)堆中的鎳被耗盡時(shí)，將其丟棄，初級(jí)堆成為次級(jí)堆，并且新的礦石堆成為初級(jí)堆。任選地將PLS在步驟22中處理以除去溶液中存在的任何銅。然后通過(guò)離子交換(IX)法(2)處理PLS，在此大部分鎳以及某些鐵和鈷被加載到樹(shù)脂床上，并且大部分鐵、鈷和幾乎所有的其它雜質(zhì)保留在萃余液中并通過(guò)。樹(shù)脂是例如具有雙吡啶曱基胺官能團(tuán)的DOWEXM4195。pH值為2時(shí)，指示樹(shù)脂選擇性的吸附常數(shù)的順序?yàn)镹i+2>Fe+3>Co+2>Fe+2>Mn+2>Mg+2>Al+3。因此，該樹(shù)脂在pH為2時(shí)能夠回收鎳并除去除了鐵以外的其它雜質(zhì)。由于DOWEXM4195對(duì)銅的親和力比對(duì)鎳和鐵大得多，如果使用該方法來(lái)處理來(lái)自氧化浸提或生物浸提硫化物礦石或浸提含銅量較高的紅土的產(chǎn)物液體，那么在將產(chǎn)物液體處理至離子交換步驟之前，在步驟(22)中除去銅，如果經(jīng)濟(jì)的話(huà)將其回收。能夠通過(guò)已知的溶劑萃取、離子交換或沉淀技術(shù)(19)來(lái)進(jìn)一步處理含有鈷的萃余液(7)以便提取鈷并將其作為硫化鈷或氫氧化鈷回收。用硫酸溶液(8)從樹(shù)脂上洗脫加載的鎳和鐵。之前進(jìn)行的關(guān)于鎳處理的工作已經(jīng)使用了IX體系以產(chǎn)生純的鎳洗脫液，或含有有價(jià)值的4臬和鈷的洗脫液。然而，在本方法中IX步驟的使用是用來(lái)在適合于進(jìn)一步處理成低鐵鎳的洗脫液中產(chǎn)生鎳和鐵混合物。這減少了待中和和丟棄的鐵的量，減小了下游設(shè)備的尺寸。對(duì)IX洗脫液進(jìn)行初級(jí)中和(9)至pH為2.5至3.5,使存在于溶液中的大部分鐵作為針鐵礦或鐵的氫氧化物沉淀，并且將澄清的洗脫液與沉淀分離。中和劑優(yōu)選石灰石(IO),但諸如碳酸鎂、氧化鎂或蘇打灰或燒堿的其它適當(dāng)?shù)闹泻蛣┮部梢蕴鎿Q使用。在固/液分離后，對(duì)IX洗脫液進(jìn)行次級(jí)中和(12)，優(yōu)選用氧化4美和/或蘇打灰和/或燒堿(ll)進(jìn)行，以便使低鐵含量的氫氧化鎳沉淀，過(guò)濾所述沉淀以產(chǎn)生濕濾餅。在110。C下干燥濕的氫氧化鎳濾餅并將其進(jìn)料至諸如旋轉(zhuǎn)窯的臥式爐或諸如豎爐的立式爐或其它適當(dāng)?shù)墓I(yè)設(shè)備中，用于在氧化條件、1000。C至1300°C下煅燒以制得氧化鎳。在400。C除去水分，并且作為二氧化硫或三氧化硫被除去的作為碌u酸鹽的石充含量在1100°C下兩小時(shí)后幾乎全部被除去。在選擇適當(dāng)?shù)娜蹌┲?，在至?500。C優(yōu)選約1600°C下，將氧化鎳與碳和適當(dāng)?shù)臓t渣(l5)—起在適當(dāng)?shù)墓I(yè)爐中直接熔融以制得高質(zhì)量的鎳產(chǎn)品?；贑aO-Al203的爐渣是優(yōu)良的爐渣候選物，雖然能夠使用多種爐渣。重要的要求是爐渣的質(zhì)量以及其對(duì)MgO的溶解度高至足夠容納煅燒氧化鎳中的脈石。通過(guò)氧化、通常通過(guò)氧氣噴吹(17)在精煉步驟(16)中除去鎳中殘留的碳。所獲得的低鐵鎳產(chǎn)品含硫量低于30ppm，這比ISO6501規(guī)定的鎳鐵品味FeNi40LC和FeNi40LCLP的最高限度低10倍。含碳量低于200ppm,而該標(biāo)準(zhǔn)的最高水平是300ppm。因此，低鐵鎳適合于直接添加至不銹鋼爐中并代表新的鎳產(chǎn)品。本文所述的方法的另一優(yōu)勢(shì)在于，由于鎳離子交換處理步驟對(duì)鎳和鐵的高選擇性，氫氧化鎳產(chǎn)品以及因此生產(chǎn)的鎳中的雜質(zhì)水平顯著低于大部分制造商目前達(dá)到的水平，甚至低于"超純"鎳鐵品味中的水平。該新方法相對(duì)于目前的濕法冶金途徑的另一優(yōu)勢(shì)在于，它將礦石12轉(zhuǎn)化成最終的鎳產(chǎn)品的處理步驟較少，而且堆浸的資金密集性通常比其它浸提法小。如下的表1給出了本發(fā)明方法制得的鎳產(chǎn)品純度與可商購(gòu)的"實(shí)用(utility)，，鎳產(chǎn)品純度的比較。"實(shí)用，，鎳產(chǎn)品可以用來(lái)通過(guò)結(jié)晶制備六水合硫酸鎳，通過(guò)中和制備氫氧化鎳或氧化鎳，或通過(guò)電解制備陰極鎳。表l:與商業(yè)"實(shí)用"鎳的純度比較(。/。w/w)<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>實(shí)用鎳Ni/Fe=160Ni/(Fe以外的雜質(zhì))=97/3.35=29Ni/(所有雜質(zhì))=97/3.95=24實(shí)施例實(shí)施例1:從得自連續(xù)高壓浸提和常壓浸提的濃浸提溶液(PLS)中的鎳回收與純化。使用來(lái)自亞洲太平洋紅土(AsiaPacificLaterite)礦床的褐鐵礦和腐泥土樣品分別用于加壓浸提和常壓浸提。將礦石研磨至P畫(huà)<300/mi。褐4失礦和腐泥土漿的固體濃度分別是37%w/w和50%w/w。將高壓釜操作條件目標(biāo)設(shè)定為容量0.8tpd褐鐵礦，硫酸與褐鐵礦礦石的比0.38以及在270。C的溫度下的停留時(shí)間50分鐘。在腐泥土與褐鐵礦重量比0.35以及酸與腐泥土重量比0.6(包括來(lái)自高壓釜排放的漿的酸)的條件下處理腐泥土。將所有的腐泥土與高壓釜排放的漿和常壓浸提循環(huán)的第一罐中的濃酸混合。使鐵在90。C以上和大氣壓下以黃鉀鐵礬的形式沉淀。腐泥土浸提和鐵沉淀的停留時(shí)間為約IO小時(shí)。在回收鎳和鈷之前，從PLS中除去銅。用AmberlitelRC718樹(shù)脂將銅萃取在固定床離子交換柱中。然后將AmberlifeIRC718柱的萃余液進(jìn)料至裝填有DOWEXTMM4195樹(shù)脂的IX裝置用于Ni回收與純化。使用酸化的再生硫酸鎳溶液作為剝離液以得到鎳洗脫液。然后在40。C至50°C用蘇打灰溶液中和洗脫液以沉淀殘余的鐵。從表2明顯看出,鐵沉淀后最終的鎳洗脫液中Ni/Fe(22500:1)和Ni/(所有雜質(zhì))(188:l)的濃度比分別高于4i中所示的商業(yè)"實(shí)用"鎳說(shuō)明中的比(160:1和24:1)。表2:PLS和IX流的平均組成流Almg/LComg/LCrmg/LCumg/LFemg/LMgmg/LMnmg/LNimg/LSimg/LZnmg/LPLS(CCD溢流)22644853923710452079126657304150135除去銅后的PLS18764873021479153112192628095122DOWEXM4195萃余物157236324203151291118088007190DOWEXM4195洗脫液754821851209396432611鐵沉淀后的Ni洗脫液759012145045049260最終的Ni洗脫液Ni/Fe=45059/2=22500:1Ni/(所有雜質(zhì))^188:1實(shí)施例2:從得自堆浸法的PLS中的鎳回收與純化用硫酸對(duì)紅土礦進(jìn)行堆浸。在環(huán)境溫度下，將PLS抽吸通過(guò)裝填有具有N-(2-羥基丙基)吡啶曱基胺官能團(tuán)的Dow4196樹(shù)脂的銅-IX柱以除去銅。然后將來(lái)自Dow4196柱的萃余液進(jìn)料至裝填有DOWEXM4195樹(shù)脂的鎳IX設(shè)備中。用酸化的再生鎳IX洗脫液制備鎳IX的剝離液。將鎳IX的萃余液酸化后作為進(jìn)料溶液循環(huán)至堆中。從表3明顯看出，最終的鎳洗脫液中鎳相對(duì)于所有雜質(zhì)的濃度比(63.2:1)高于表1中所示的商業(yè)"實(shí)用"鎳說(shuō)明中的當(dāng)量比(29)。14表3:PLS和IX流的平均組成<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>Ni-洗脫液Ni/(所有雜質(zhì))63.2:1實(shí)施例3:用鎳IX洗脫液進(jìn)行鐵沉淀和氫氧化鎳生產(chǎn)在60。C至80。C將高鐵含量的鎳IX洗脫液與化學(xué)計(jì)量的石灰石漿混合使鐵沉淀。鐵沉淀從pH為1.5時(shí)開(kāi)始并在pH為3.5時(shí)結(jié)束。固/液分離后進(jìn)一步用化學(xué)計(jì)量的氧化鎂漿中和鎳溶液至pH高至8.5使氫氧化鎳沉淀。表4示出高鐵含量的鎳IX洗脫液、在pH為3.5時(shí)獲得的貧鐵溶液和在pH為8.5時(shí)獲得的貧鎳溶液的液體組成。^顯示了氫氧化鎳產(chǎn)物的組成。表4:4失和鎳沉淀后進(jìn)料溶液與貧溶液的組成<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>表5:氫氧化鎳的組成(％)<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>實(shí)施例4:NHP(氫氧化鎳沉淀)的煅燒由本發(fā)明方法制得的含有大約33wt.。/。水分的NHP樣品在110。C下干燥。千NHP的化學(xué)如以下的表6所示:表6.在110°C下干燥的NHP的化學(xué)組成元素AlCaCoCuFeNiMgMnNaSSiZn濃度，wt.%0.020.010.370.080.3746.85.00.130,203.60.060.02然后在1100。C、氧化條件下煅燒干NHP以除去結(jié)晶水含量和硫含量并將其轉(zhuǎn)化成氧化鎳。煅燒后材料的化學(xué)組成如表7所示。幾乎所有的硫在氣相中被除去。表7.1100。C下煅燒后氧化鎳的化學(xué)組成。元素AlCaCoCuFeNiMgMnNaSSiZn濃度，wt.%<0.050.060.57未檢出0.5566.87.36<0.010.090.0190.580.05實(shí)施例5:煅燒產(chǎn)物的直接熔融。將來(lái)自實(shí)施例4的氧化鎳與8.5wt.。/。的碳混合并同熔劑一起被添加至氧化鋁蚶堝中。在這種情況下所選擇的熔劑是40%CaO-40%Al2O3-20%CaF2而且所選擇的操作溫度是1540。C。將樣品保持在該溫度下1小時(shí)然后冷卻。熔融鎳的含碳量是0.223wt.。/o并且含硫量是0.0013wt.%。根據(jù)其過(guò)量，含碳量可以顯著變化，直至飽和，所述飽和量在試驗(yàn)溫度下為大約2.6wt.%。實(shí)施例6:熔融鎳產(chǎn)品的精煉在精煉步驟中，通過(guò)氧化除去碳。這能夠具體通過(guò)氧氣噴吹進(jìn)行。在本試驗(yàn)中，金屬鎳的還原通過(guò)含NiO的爐渣進(jìn)行。所用的爐渣是32.8%CaO-32.8%Al203-16.4%CaF2-18%NiO。精煉的鎳產(chǎn)品的最終化學(xué)如表8所示。表8.精煉的實(shí)用鎳的化學(xué)組成。元素AlCaOCoCuFeNiMgMnNaSSiCP濃度，wt.%<0.05).090.67-0.050.3498,20,21<0.010.090.00230.070.016<0.0516<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>最后，應(yīng)當(dāng)理解，可以作出各種其它的修飾和/或改變而不偏離本文描述的本發(fā)明的精神。權(quán)利要求1.生產(chǎn)低鐵含量的金屬鎳產(chǎn)品的方法，其包括如下步驟(i)提供含有至少鎳和鐵的酸性產(chǎn)物液體；(ii)用離子交換法處理所述酸性產(chǎn)物液體，其中離子交換樹(shù)脂從所述產(chǎn)物液體中選擇性地吸附所述鎳和部分鐵；(iii)用酸性溶液從所述樹(shù)脂中洗脫所述鎳和鐵以制得含有所述鎳和鐵的洗脫液；(iv)中和所述洗脫液至pH值為2.5至3.5以引起大量所述鐵的沉淀，剩下鐵被耗盡的洗脫液；(v)中和所述鐵被耗盡的洗脫液至pH值為7至8以引起低鐵含量的氫氧化鎳的沉淀；(vi)煅燒所述氫氧化鎳以將其轉(zhuǎn)化成氧化鎳；(vii)在還原劑的存在下將所述氧化鎳直接熔融以得到熔融態(tài)的鎳；以及(viii)通過(guò)氧化精煉所述熔融態(tài)的鎳以制得低鐵含量的金屬鎳產(chǎn)品。2.如權(quán)利要求l所述的方法，其中所述金屬鎳產(chǎn)品的含鐵量不超過(guò)1%。3.如權(quán)利要求l所述的方法，其中所述酸性產(chǎn)物液體通過(guò)選自以下的方法來(lái)自含鎳礦體或濃縮物紅土礦的加壓酸浸、常壓酸浸和/或堆浸；或硫化鎳礦石或濃縮物的氧化浸提或生物浸提4.如權(quán)利要求l所述的方法，其中基本上所有存在的銅在步驟(i)之前^Mv所述酸性產(chǎn)物液體中被除去。5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中對(duì)所述酸性產(chǎn)物液體進(jìn)行離子交換步驟以除去基本上所有存在的銅。6.如權(quán)利要求4或5所述的方法，其中所述除去的銅被回收。7.如權(quán)利要求4、5或6所述的方法，其中所述酸性產(chǎn)物液體是源自堆浸紅土礦的濃浸提液。8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中步驟(ii)的所述離子交換樹(shù)脂是具有雙吡啶曱基胺官能團(tuán)的樹(shù)脂。9.如權(quán)利要求1所述的方法，其中步驟(iii)中的所述酸性溶液是硫酸。10.如權(quán)利要求l所述的方法，其中步驟(iv)中所述的中和所述洗脫液至pH為2.5至3.5通過(guò)添加石灰石來(lái)實(shí)現(xiàn)。11.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述鐵作為針鐵礦或鐵的氫氧化物被沉淀。12.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述中和所述鐵被耗盡的洗脫液至pH為7至8通過(guò)添加氧化鎂、蘇打灰或燒堿來(lái)實(shí)現(xiàn)。13.如權(quán)利要求1所述的方法，其中步驟(v)中制得的所述氫氧化鎳在約100。C至120°C的溫度下干燥。14.如權(quán)利要求l所述的方法，其中步驟(vi)中所述的煅燒成氧化鎳在800。C至1300。C的溫度下進(jìn)行，優(yōu)選在1050。C至1300。C的溫度下進(jìn)行。15.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述直接熔融步驟(vii)中的所述還原劑是碳。16.如權(quán)利要求15所述的方法，其中所述直接熔融步驟中存在適當(dāng)?shù)臓t渣。17.如權(quán)利要求15或16所述的方法，其中步驟(vii)中的所述直接熔融在基于CaO-Al203的爐渣的存在下在約1540°C的溫度下發(fā)生。18.如權(quán)利要求1所述的方法，其中步驟(vii)中所述爐渣的質(zhì)量以及其對(duì)MgO的溶解度高至足夠容納所述氧化鎳中的任何脈石。19.如權(quán)利要求1所述的方法，其中在所述精煉步驟(viii)期間通過(guò)氧氣噴吹除去過(guò)量的碳。20.由權(quán)利要求1的方法生產(chǎn)的低鐵含量的金屬鎳產(chǎn)品。全文摘要生產(chǎn)低鐵含量的金屬鎳產(chǎn)品的方法，其包括如下步驟(i)提供含有至少鎳和鐵的酸性產(chǎn)物液體；(ii)用離子交換法處理所述酸性產(chǎn)物液體，其中離子交換樹(shù)脂從所述產(chǎn)物液體中選擇性吸附所述鎳和部分鐵；(iii)用酸性溶液從所述樹(shù)脂中洗脫鎳和鐵以制得含有所述鎳和鐵的洗脫液。(iv)中和所述洗脫液至pH值為2.5至3.5以引起大量所述鐵的沉淀，剩下鐵被耗盡的洗脫液；(v)中和鐵被耗盡的洗脫液至pH值為7至8以引起低鐵含量的氫氧化鎳的沉淀；(vi)煅燒所述氫氧化鎳以將其轉(zhuǎn)化成氧化鎳；(vii)在還原劑的存在下將所述氧化鎳直接熔融以得到熔融態(tài)的鎳；以及(viii)通過(guò)氧化精煉所述熔融態(tài)的鎳以制得低鐵含量的金屬鎳產(chǎn)品。文檔編號(hào)C22B23/00GK101506394SQ200780031265公開(kāi)日2009年8月12日申請(qǐng)日期2007年8月22日優(yōu)先權(quán)日2006年8月23日發(fā)明者伊萬(wàn)·拉奇夫,劉后元,哈拉爾德·西奧沃德·馬勒,阿列克謝·杜阿爾特申請(qǐng)人:Bhp比利通Ssm開(kāi)發(fā)有限公司