專利名稱：氯化焙燒-浸出法從鎳礦提取鎳或鈷的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種有色金屬的提取工藝，具體為一種氯化焙燒-浸出法從鎳 礦提取鎳或鈷的方法。
背景技術(shù)：
世界陸基鎳儲量中氧化鎳礦占70%左右，隨著硫化鎳礦資源的減少，氧 化鎳礦將會成為獲取鎳的主要資源，尤其是近幾年來鎳價持續(xù)走高使得氧化 鎳礦的處理工藝得到迅猛發(fā)展。
現(xiàn)有的氧化鎳礦冶金方法分為火法、濕法、氯化焙燒法等。火法主要是 礦熱電爐或高爐冶煉鎳鐵，濕法主要是酸浸和還原焙燒-氨浸技術(shù)?；鸱üに?存在著能耗高、污染大、鎳鈷不能分離等缺點(diǎn)；還原焙燒-氨浸工藝鎳鈷回收 率低、能耗高；酸浸工藝耗酸大，必須用大量堿性物質(zhì)平衡所耗的酸，因此 生產(chǎn)成本高。
氯化焙燒是指在一定的條件下，借助于氯化劑的作用，使物料中的某些 組分轉(zhuǎn)變?yōu)闅庀嗷蚬滔嗦然?，以使有價金屬和其他組分分離富集的過程； 氯化焙燒所用的氯化劑主要有氯氣、氯化氫等氣態(tài)氯化劑和氯化鈉、氯化鎂、 氯化鈣、氯化銨等固態(tài)氯化劑。在教科書《氯化冶金》(中南礦冶學(xué)院冶金教 研室編，冶金出版社1978年出版)第160頁敘述了氧化鎳礦的氯化焙燒工藝， 所用的氯化劑為氯氣和氯化氫等氣態(tài)氯化劑，氯化溫度200-1000°C，但因?yàn)?所用氯化劑腐蝕性大加之鐵的氯化難以控制，最終沒有形成工業(yè)化生產(chǎn)。該 教材第169頁敘述了前蘇聯(lián)1974年以氯化銨為氯化劑處理混合鉍礦的氯化焙 燒實(shí)驗(yàn)，焙燒溫度750-85(TC，鉍的浸出率達(dá)到97.1%。
中國專利申請?zhí)枮?8105880.7公開了一種用氯化銨生產(chǎn)碳酸鍶的方法，該技術(shù)提出粗碳酸鍶與氯化銨混合焙燒，焙燒溫度200到30(TC，焙砂用水浸 出提取純碳酸鍶的方法。
中國專利"黑色風(fēng)化礦泥氯化銨焙燒提取氧化稀土的方法"(池汝安、朱 國才，申請?zhí)?7125900.3)提出黑色風(fēng)化礦泥與氯化銨和碳粉混合制球后焙 燒，焙燒溫度330-550°C ，焙砂水浸后提取氧化稀土。
中國專利申請?zhí)枮?00410069373.0公開了一種從低含量碳酸錳礦原礦中 回收錳的方法，該技術(shù)提出氯化銨或硫酸銨與低含量碳酸錳礦混合焙燒，焙 燒溫度300-800°C，焙砂浸出后浸液用焙燒產(chǎn)生的氨氣和二氧化碳沉錳。
從以上敘述可以看出，以氯化銨為氯化劑進(jìn)行氯化焙燒在碳酸鍶、稀土、 碳酸錳礦、鉍礦等礦物的提取中已經(jīng)得到了應(yīng)用，但在氧化鎳礦的氯化方面 沒見報(bào)道，因?yàn)檠趸嚨V與以上礦種不同，氧化鎳礦本身的含鎳量很低(只 有1-2%)，而鐵含量在8-50%，氧化鎂含量在3-35%,鐵和氧化鎂的含量遠(yuǎn)遠(yuǎn) 高于鎳含量；按照以上方法氯化，鎳在被氯化的同時鐵和鎂也大量被氯化， 既消耗了氯化劑又為后續(xù)處理帶來困難。
專利號為200610012780, 7公開了一種粉煤灰中提取氧化鋁同時聯(lián)產(chǎn)白炭 黑的方法，步驟包括將粉煤灰磨粉，活化后加入硫酸銨，再在反應(yīng)物中加入 水，過濾，在濾液中加入氨氣，得到氫氧化鋁和氫氧化鐵混合沉淀，最后用 氫氧化鈉溶液將氫氧化鋁沉淀融解后再通過加種碳分得到純氫氧化鋁，最后 燒制的A1203。該技術(shù)提供了一種利用氨鹽提取礦物的技術(shù)，但是該技術(shù)直接 應(yīng)用于提取鎳鈷含量較少的鎳礦上，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)證明，直接利用該技術(shù)顯然得 不到理想的效果。所以必須尋找一種適合于鎳礦中提取鎳鈷的技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決從鎳礦中提取鎳鈷的技術(shù)問題而提供了 一種氯化焙燒-浸 出法從鎳礦提取鎳或鈷的方法。本發(fā)明是由以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的， 一種氯化焙燒-浸出法從鎳礦提取鎳或 鈷方法，包括步驟如下
(1) 將鎳礦烘干粉磨細(xì)。所述的鎳礦為氧化鎳礦或者其他含鎳物料，如 鉬鎳礦提鉬后的鎳渣、大洋結(jié)核、各種合金提金屬后的廢渣、含鎳電池廢料 及含鎳廢催化劑等。
(2) 粉磨好的鎳礦與一定量的氯化銨充分混合，氯化銨與氧化鎳礦的重 量比為0.3-1.5: 1，混合后的物料入窯?？梢允巧⒘现苯尤氡簾G，也可以制 粒后入窯。
(3) 鎳礦與氯化銨的混合物入密閉窯焙燒，焙燒溫度分三段氯化銨回 收段溫度150-300°C，氯化焙燒段溫度350-450°C ，水解焙燒段溫度500-550 。C。燒段時間為30-120分鐘。
氯化銨回收段，溫度150-300'C，該段的作用是使水解段產(chǎn)生的氯化氫與 氯化焙燒段產(chǎn)生的氨氣充分反應(yīng)重新生成氯化銨，部分氯化銨隨混合料重新 進(jìn)入氯化焙燒段，以減少加入物料氯化氨的配入量，部分氯化銨隨尾氣排出 回收。②氯化焙燒段，'焙燒溫度350-45(TC ，該段完成氯化銨的分解和有價金 屬的氯化。③水解焙燒段，焙燒溫度500-550°C，該段根據(jù)氯化鐵和氯化鎂高 溫易水解的原理，利用氧化鎳礦含有的結(jié)晶水使氯化焙燒生成的大量氯化鎂 和氯化鐵的水解，而氯化鎳水解很少。
(4) 窯內(nèi)排出的尾氣用干法回收氯化銨，濕法回收氨氣。
(5) 焙砂直接用清水浸出，浸出溫度5-95°C，浸出液固比(0.5-10): 1， 浸出時間5-120min。浸出可以一次完成也可以多段逆流完成，浸出渣洗滌后 廢棄，浸出液提取各種金屬。
(6) 浸出液用窯內(nèi)尾氣回收的氨水調(diào)PH值，控制PH值為6.5-7.5回收 鎳和或鈷。然后控制PH值7.5-9回收鎂。尾液為氯化銨溶液，濃縮后與窯內(nèi)尾氣回收的氯化銨一并回用。
原礦經(jīng)烘干粉磨后與一定量氯化銨充分混合，混合后的物料在密閉的條 件下進(jìn)行分段低溫焙燒，分段焙燒的目的有三(1)是最大限度地抑制鐵和 鎂的氯化，同時不影響鎳的氯化。(2)部分氯化銨可以在焙燒過程中直接重 復(fù)利用，(3)保持在氯化階段窯內(nèi)氯化氫氣體的濃度。排出的尾氣分別回收 反應(yīng)產(chǎn)生的氨氣和氯化銨；焙燒后的物料直接入清水浸出，浸出渣經(jīng)水洗后 廢棄，浸出液用回收的氨水調(diào)PH值，在不同沉淀?xiàng)l件下分別回收浸出液中的 鎳鈷、鎂等；最后的尾液為氯化銨溶液。
與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明有以下特點(diǎn)1、氯化銨在焙燒過程中分解為相應(yīng) 的酸和氨氣，酸與物料中的有用成分反應(yīng)生成可溶性鹽，氨氣回收后用于金 屬的沉淀回收，達(dá)到了物料的酸堿平衡，無需另外添加堿性物質(zhì)平衡浸出時 的酸。2、通過控制各段焙燒溫度和物料停留時間可以進(jìn)行選擇性氯化，盡量 使氧化鎳礦中的有用成分鎳、鈷生成水溶性氯化物，而其他成分浸出量很少。 3、加熱溫度低、加熱后廢氣的余熱用于烘干物料，熱利用率高，可實(shí)現(xiàn)最大 限度的節(jié)能。4、窯內(nèi)氯化銨回收段因氨氣過剩，可以中和幾乎全部氯化氫， 使得煙氣含氯化氫少，煙氣腐蝕性小。5、沉淀回收的鎳鈷精礦品位高，可以 達(dá)到含鎳30%以上，有利于產(chǎn)品的后續(xù)加工利用。6、氯化銨可循環(huán)使用，從 而降低了成本，減少了污染。7、工藝過程無廢氣廢水排放，符合綠色生產(chǎn)的 要求。8、除氧化鎳礦外，該工藝也適用于其他類型的含鎳物料。該溶液濃縮 后與窯內(nèi)尾氣回收的氯化銨一并返回利用，該工藝能做到自身的酸堿平衡， 工藝過程沒有廢氣和廢水排放，是一種綠色的生產(chǎn)工藝。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1: 一種氯化焙燒-浸出法從鎳礦提取鎳或鈷方法，包括步驟如下 (1)將鎳礦烘干粉磨細(xì)，烘干粉磨可以在一臺設(shè)備內(nèi)完成或分步完成，烘干所用熱氣體為加熱爐燃燒室產(chǎn)生的熱廢氣。所述的鎳礦為氧化鎳礦，氧化
鎳礦含鎳0.94%、含鈷0.06%、含鐵50. 14%。
(2) 粉磨好的氧化鎳礦與一定量的氯化銨充分混合，氯化銨與氧化鎳礦 的重量比為0.3: 1，混合后的物料入窯。可以是散料直接入焙燒窯，也可以 制粒后入窯。
(3) 氧化鎳礦與氯化銨的混合物入密閉窯焙燒，焙燒溫度分三段氯化 銨回收段溫度150-300°C，氯化焙燒段溫度350-450°C，水解焙燒段溫度 500-550°C， 一共焙燒時間45分鐘。
(4) 窯內(nèi)排出的尾氣用干法回收氯化銨，濕法回收氨氣。
(5) 焙砂直接用清水浸出，浸出溫度5°C，浸出液固比質(zhì)量10: 1，浸 出時間60min。浸出可以一次完成也可以多段逆流完成，浸出渣洗滌后廢棄， 浸出液提取各種金屬。
(6) 浸出液用窯內(nèi)尾氣回收的氨水調(diào)PH值，控制PH值為6.5-7.5回收 鎳和鈷。然后控制PH值7.5-9回收鎂。鎳浸出率75%、鈷浸出率78%。尾液為 氯化銨溶液，濃縮后與窯內(nèi)尾氣回收的氯化銨一并回用。
實(shí)施例2: —種氯化焙燒-浸出法叢鎳礦提取鎳或鈷方法，包括步驟如下
(1) 將鎳礦烘干粉磨細(xì)，烘干粉磨可以在一臺設(shè)備內(nèi)完成或分步完成，烘 干所用熱氣體為加熱爐燃燒室產(chǎn)生的熱廢氣。所述的鎳礦為氧化鎳礦，氧化 鎳礦含鎳1.42%、含鈷0.04%、含鐵22.50%，
(2) 粉磨好的氧化鎳礦與一定量的氯化銨充分混合，氯化銨與氧化鎳礦 的重量比為0.8: 1，混合后的物料入窯?？梢允巧⒘现苯尤氡簾G，也可以 制粒后入窯。
(3) 氧化鎳礦與氯化銨的混合物入密閉窯焙燒，焙燒溫度分三段氯化 銨回收段溫度150-300°C，氯化焙燒段溫度350-450°C，水解焙燒段溫度500-550°C， 一共焙燒時間60分鐘。
(4) 窯內(nèi)排出的尾氣用干法回收氯化銨，濕法回收氨氣。
(5) 焙砂直接用清水浸出，浸出溫度95°C，浸出液固比3: 1，浸出時 間10min。浸出可以一次完成也可以多段逆流完成，浸出渣洗滌后廢棄，浸出 液提取各種金屬。
(6) 浸出液用窯內(nèi)尾氣回收的氨水調(diào)PH值，控制PH值為6.5-7.5回收 鎳鈷。然后控制PH值7.5-9回收鎂。鎳浸出率80%、鈷浸出率76%。尾液為氯 化銨溶液，濃縮后與窯內(nèi)尾氣回收的氯化銨一并回用。
實(shí)施例3:
一種氯化焙燒-浸出法從鎳礦提取鎳或鈷的方法，包括步驟如下(1)將鎳 礦烘干粉磨細(xì)，烘干粉磨可以在一臺設(shè)備內(nèi)完成或分步完成，烘干所用熱氣 體為加熱爐燃燒室產(chǎn)生的熱廢氣。所述的鎳礦為氧化鎳礦，氧化鎳礦含鎳 1.85%、含鐵12.83%，
(2) 粉磨好的氧化鎳礦與一定量的氯化銨充分混合，氯化銨與氧化鎳礦 的重量比為1: 1，混合后的物料入窯?？梢允巧⒘现苯尤氡簾G，也可以制 粒后入窯。
(3) 氧化鎳礦與氯化銨的混合物入密閉窯焙燒，焙燒溫度分三段氯化 銨回收段溫度150-300°C，氯化焙燒段溫度350-450°C，水解焙燒段溫度 500-550°C， 一共焙燒時間120分鐘。
(4) 窯內(nèi)排出的尾氣用干法回收氯化銨，濕法回收氨氣。
(5) 焙砂直接用清水浸出，浸出溫度60°C，浸出液固比5: 1，浸出時 間120min。浸出可以一次完成也可以多段逆流完成，浸出渣洗滌后廢棄，浸 出液提取各種金屬。
(6) 浸出液用窯內(nèi)尾氣回收的氨水調(diào)PH值，控制PH值為6.5-7.5回收鎳鈷。然后控制PH值7.5-9回收鎂。鎳浸出率92%。鎳尾液為氯化銨溶液， 濃縮后與窯內(nèi)尾氣回收的氯化銨一并回用。
實(shí)施例4: 一種氯化焙燒-浸出法從鎳礦提取鎳的方法，包括步驟如下
(1) 將鎳礦烘干粉磨細(xì)，烘干粉磨可以在一臺設(shè)備內(nèi)完成或分步完成，烘 干所用熱氣體為加熱爐燃燒室產(chǎn)生的熱廢氣。所述的鎳礦為氧化鎳礦，氧化 鎳礦含鎳1. 85%、含鐵12. 83%，
(2) 粉磨好的氧化鎳礦與一定量的氯化銨充分混合，氯化銨與氧化鎳礦 的重量比為1.5: 1，混合后的物料入窯?？梢允巧⒘现苯尤氡簾G，也可以 制粒后入窯。
(3) 氧化鎳礦與氯化銨的混合物入密閉窯焙燒，焙燒溫度分三段氯化 銨回收段溫度150-300°C，氯化焙燒段溫度350-450°C，水解焙燒段溫度 500-550°C， 一共焙燒時間90分鐘。.
(4) 窯內(nèi)排出的尾氣用干法回收氯化銨，用水回收氨氣。
(5) 焙砂直接用清水浸出，浸出溫度60°C，浸出液固比3: 1，浸出時 間45min。浸出可以一次完成也可以多段逆流完成，浸出渣洗滌后廢棄，浸出 液提取各種金屬。
(6) 浸出液用窯內(nèi)尾氣回收的氨水調(diào)PH值，控制PH值為6.5-7.5回收 鎳。鎳浸出率92%、然后控制PH值7.5-9回收鎂。尾液為氯化銨溶液，濃縮 后與窯內(nèi)尾氣回收的氯化銨一并回用。浸出液用回收的氨水沉淀鎳，鎳精礦 品位35%，沉鎳后的液體用回收的氨水調(diào)PH，再用少量碳酸氫銨沉鎂。沉鎂 后的尾液濃縮蒸干，氯化銨的回收率可達(dá)98%以上。
實(shí)施例5: —種氯化焙燒-浸出法從鎳礦提取鎳的方法，包括步驟如下 (1)將鎳礦烘干粉磨細(xì)，烘干粉磨可以在一臺設(shè)備內(nèi)完成或分步完成，烘 干所用熱氣體為加熱爐燃燒室產(chǎn)生的熱廢氣。所述的鎳礦為某廠鉬鎳礦提完鉬的鎳渣，含鎳2.85%、含鐵10.80%，
(2) 粉磨好的氧化鎳礦與一定量的氯化銨充分混合，氯化銨與氧化鎳礦 的重量比為1.2: 1，混合后的物料入窯?？梢允巧⒘现苯尤氡簾G，也可以 制粒后入窯。
(3) 氧化鎳礦與氯化銨的混合物入密閉窯焙燒，焙燒溫度分三段氯化 銨回收段溫度150-300。C，氯化焙燒段溫度350-450°C，水解焙燒段溫度 500-550°C， 一共焙燒時間90分鐘。
(4) 窯內(nèi)排出的尾氣用干法回收氯化銨，水回收氨氣。
(5) 焙砂直接用清水浸出，浸出溫度6(TC，浸出液固比0.8: 1，浸出 時間25min。浸出可以一次完成也可以多段逆流完成，浸出渣洗滌后廢棄，浸 出液提取各種金屬。
(6)浸出液用窯內(nèi)尾氣回收的氨水調(diào)PH值，控制PH值為6.5-7.5回收鎳， 鎳浸出率91%、然后控制PH值7.5-9回收鎂。尾液為氯化銨溶液，濃縮后與 窯內(nèi)尾氣回收的氯化銨一并回用。浸出液用氨水沉鎳，鎳精礦品位33%，沉鎳 后的液體加碳酸氫銨沉鈣鎂，過濾后尾液蒸發(fā)回收氯化銨，氯化銨的回收率 可達(dá)98%以上。
10
權(quán)利要求
1、一種氯化焙燒-浸出法叢鎳礦提取鎳或鈷方法，其特征在于包括步驟如下(1)將鎳礦烘干粉磨細(xì)，(2)粉磨好的鎳礦與一定量的氯化銨充分混合，氯化銨與氧化鎳礦的重量比為0.3-1.5∶1，混合后的物料入窯，(3)鎳礦與氯化銨的混合物入密閉窯焙燒，焙燒溫度分三段氯化銨回收段溫度150-300℃，氯化焙燒段溫度350-450℃，水解焙燒段溫度500-550℃，(4)窯內(nèi)排出的尾氣回收氯化銨、氨氣，(5)焙砂直接用清水浸出，浸出溫度5-95℃，浸出液固比0.5-10∶1，浸出時間5-120min，(6)浸出液用窯內(nèi)尾氣回收的氨水調(diào)PH值，控制PH值為6.5-7.5回收鎳或鈷。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氯化焙燒-浸出法從鎳礦提取鎳鈷方法，其特征 在于所述的鎳礦為氧化鎳礦或者其他含鎳物料。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氯化焙燒-浸出法從鎳礦提取鎳鈷方法，其特征 在于步驟(2)中氯化銨與氧化鎳礦的重量比為0.8: 1。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氯化焙燒-浸出法從鎳礦提取鎳鈷方法，其特征 在于步驟(4)中氯化銨用干法回收、氨氣濕法回收。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氯化焙燒-浸出法叢鎳礦提取鎳鈷方法，其特征 在于步驟(3)所述的密閉焙燒窯爐可以是各種間接加熱式的窯爐，如回轉(zhuǎn)窯、管式爐、微波加熱窯。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氯化焙燒-浸出法從鎳礦提取鎳鈷方法，其特征 在于步驟(6)回收完鎳鈷后再控制浸出液PH值7.5-9回收鎂。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種有色金屬的提取工藝，具體為一種氯化焙燒-浸出法從鎳礦提取鎳或鈷的方法。解決從鎳礦中提取鎳鈷的技術(shù)問題。包括步驟如下將鎳礦烘干粉磨細(xì)，鎳礦與氯化銨混合然后入密閉窯焙燒，焙砂直接用清水浸出，浸出液用窯內(nèi)尾氣回收的氨水調(diào)pH值，控制pH值為6.5-7.5回收鎳鈷。本發(fā)明沉淀回收的鎳鈷精礦品位高，可以達(dá)到含鎳30％以上，有利于產(chǎn)品的后續(xù)加工利用，工藝過程無廢氣廢水排放，符合綠色生產(chǎn)的要求。
文檔編號C22B1/00GK101550491SQ20091007439
公開日2009年10月7日 申請日期2009年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月16日
發(fā)明者棟 張, 李建斌, 謝永巨 申請人:謝永巨;李建斌;張 棟