專利名稱：：一種可以減少鎳精礦常壓直浸中苛性溶劑使用量的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于有色金屬濕法冶金領(lǐng)域，特別是在用工業(yè)苛性溶劑從鎳精礦中直接浸取鎳時(shí)的一種新方法。
背景技術(shù)：
：鎳精礦是一種并不容易浸出的天然礦物。為了提高生產(chǎn)效率，加快浸出速度，人們不得不用高溫高壓(有時(shí)溫度可達(dá)60(TC-70(TC，壓力可達(dá)1.3*106帕)，或者常溫濃酸(鹽酸、硫酸和硝酸或其鹽類)加氧化劑(如純氧、臭氧、氯氣等)的辦法。在用硫酸的浸出時(shí)常用的濃度為10%—20%,有時(shí)甚至用純硫酸"干拌"以加快浸出速度，彌補(bǔ)低溫低壓條件的不足。高溫高壓法對(duì)設(shè)備的高要求是明顯的，提高了設(shè)備的投資成本和維修費(fèi)用，并且增加了安全方面的風(fēng)險(xiǎn)和對(duì)能源消耗的要求。常壓下濃酸加氧化劑的浸出辦法導(dǎo)致浸出工藝復(fù)雜，操作現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境惡劣(如使用氯氣時(shí))。更濃的酸度導(dǎo)致對(duì)設(shè)備的腐蝕加快，而且浸出效果也不能令人滿意，通常在65%—90%之間，浸渣中剩余的10%--35%的鎳不得不再次處理，這導(dǎo)致工藝更加冗長(zhǎng)復(fù)雜一意味著成本的上升和效益的降低。超聲波輔助硫化鎳精礦的直接浸出可能是解決上述問題的有效辦法。但據(jù)我們所査的文獻(xiàn)和專利，目前尚沒有用超聲波直接輔助硫化鎳精礦直浸的報(bào)道。趙文煥(礦冶，1995,4(3):60-66)報(bào)道了他在超聲波輔助下用氰化鈉浸出金、銀的實(shí)驗(yàn)使金、銀的浸出率高達(dá)97%-99%和95%-96%,浸出時(shí)間由24小時(shí)縮短為3小時(shí)，苛性溶劑氰化鈉的用量減少約35%。但是，這樣的好效果是在金精礦經(jīng)過預(yù)處理和研磨的前提下取得的金精礦經(jīng)過預(yù)處理以減少其中的鐵含量(據(jù)該文溶解一份鐵需消耗5.26倍的氰化鈉，實(shí)驗(yàn)中的金精礦鐵含量在8%—14%不等)，因此，氰化鈉用量的減少很有可能是由于精礦預(yù)處理的緣故而不是由于使用了超聲波；金精礦的粒度需由原來的《0.074mm(相當(dāng)于200目，這是一般粉精礦的標(biāo)準(zhǔn)粒度)研磨到《0.05咖(大約相當(dāng)于300目)，因此，浸出時(shí)間的縮短也可能是由于礦物粒度減小的原因。
發(fā)明內(nèi)容該發(fā)明的目的是尋找一種在常壓下，保證高浸出率、不用氣態(tài)氧化劑且能大幅度減少苛性硝酸用量的鎳精礦直浸的新方法。因此，將鎳精礦的粉礦反復(fù)混勻后分成兩份，加入適量的硝酸和水，調(diào)和成漿后，分別使用超聲波和機(jī)械攪拌作用一定時(shí)間后分析并比較其浸出效果。浸出過程中使用超聲波的目的是一方面可以減少鎳粒表面的滯留層，使鎳粒表面的液-固邊界層減薄，強(qiáng)化傳質(zhì)，更重要的是，與機(jī)械攪拌比較，超聲波攪拌可以在溶液分子"流團(tuán)(即由幾十、幾百甚至上千個(gè)分子締合而成的大小不等的簇團(tuán))"和分子兩個(gè)層次上同時(shí)起作用，而通常的機(jī)械攪拌只能在溶液大"流團(tuán)"的層次上起作用。這種由范德瓦爾斯力引起的分子間的締合成團(tuán)(即流團(tuán))，在任何真實(shí)溶液里廣泛存在，且極大的影響到溶液里的化學(xué)反應(yīng)效率、化學(xué)反應(yīng)速度，甚至化學(xué)反應(yīng)本身。例如，對(duì)過程熵和自由能的影響。超聲波的施加比機(jī)械攪拌更能夠使浸出液里的簇團(tuán)大大減小，從而大幅度提高了硝酸的利用效率，縮短了化學(xué)反應(yīng)時(shí)間。1.本發(fā)明按以下步驟完成將鎳精礦粉碎至粒度為0.053-0.075mm占90%以上，將鎳精礦與水混勻成礦漿于不銹鋼反應(yīng)器內(nèi)，其中水與鎳精礦的重量比為5-30:1，加入濃硝酸，其與鎳精礦的重量比為0.75-1.5:1;在超聲波(頻率20.02kHz,功率為50-150W)作用下，至少浸出60min，鎳浸出率98%-99%。同時(shí)作為對(duì)比的機(jī)械攪拌下浸出的條件為浸出溫度95'C(高溫更利于提高浸出率)，轉(zhuǎn)數(shù)900-1100r/min,浸出時(shí)間60min，鎳浸出率97%-98%。2.達(dá)到的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)鎳浸出率97%-99%，同時(shí)，施加超聲波比機(jī)械攪拌在浸出條件更利于后者的條件下，節(jié)約硝酸約30%-40%。鎳浸出率97%-99%。與現(xiàn)有的技術(shù)相比具有的優(yōu)點(diǎn)①浸出過程超聲波(頻率20.02kHz,功率為120W)的加入，大幅度降低了工業(yè)苛性酸-硝酸的用量。在實(shí)驗(yàn)條件更利于機(jī)械攪拌浸出的條件下，使用超聲波比使用常規(guī)機(jī)械攪拌的浸出過程可節(jié)約硝酸量30%-40%;②超聲波下的反應(yīng)在常壓下進(jìn)行，不需要專門加熱，精礦不需要預(yù)處理。具體實(shí)施例方式考慮到鎳精礦是天然礦，品位、成分以及粒度的不同會(huì)導(dǎo)致不同的浸出率，而不同品位、成分以及粒度的精礦在用酸量方面也缺乏可比性，因而使其結(jié)果缺乏說服力。因此為了使結(jié)果具有完全地可比性，本發(fā)明使用完全相同的礦石成分，相同的高浸出率，并給了機(jī)械攪拌條件下95'C的浸出溫度(密封冷凝回流，下同)，以提高浸出率(否則浸出率更低)。結(jié)果是使用超聲波比機(jī)械攪拌浸出可節(jié)省硝酸使用量30%-40%。下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步描述本發(fā)明(實(shí)例中所用鎳精礦均來自金川鎳公司)-<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>a)超聲攪拌將硫化鎳精礦粒度磨細(xì)至0.075mm占90%以上，準(zhǔn)確稱取鎳精礦lg與水?dāng)嚢杌靹虺傻V漿于50ml不銹鋼反應(yīng)器內(nèi)，水與鎳精礦的重量比為30:1,再加入濃硝酸，其與鎳精礦的重量比為5:6，最后在超聲波不銹鋼探頭作用下，常壓浸出60min，超聲波頻率20.02kHz,功率為50W，鎳浸出率為98.89%。b)機(jī)械攪拌保證硫化鎳精礦粒度至0.075mm占90%以上，準(zhǔn)確稱取鎳精礦lg與水?dāng)嚢杌靹虺傻V漿于100ml圓底燒瓶?jī)?nèi)，水與鎳精礦的重量比為30:l，，再加入濃硝酸，其與鎳精礦的重量比為4:3，最后在95'C的水浴鍋中機(jī)械攪拌(轉(zhuǎn)速1000r/min)、常壓浸出60min，鎳浸出率為97.02%。c)比較在浸出率相同的條件下(超聲的浸出率/機(jī)械攪拌的浸出率=98.89%:97.02%),而且機(jī)械攪拌保持95'C較高溫的條件下，使用超聲波浸出節(jié)省硝酸用量=(1.33-0.83)/0.83=37.5%。實(shí)施例2<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>a)超聲攪拌將硫化鎳精礦磨細(xì)至0.053mm占90%以上,準(zhǔn)確稱取鎳精礦10g與水?dāng)嚢杌靹虺傻V漿于500ml不銹鋼反應(yīng)器內(nèi)，水與鎳精礦的重量比為25:1,再加入濃硝酸，其與鎳精礦的重量比為6:7，最后在超聲波作用下，常壓浸出60min;超聲波頻率20.02kHz，功率為120W，鎳浸出率為97.62%。b)機(jī)械攪拌將硫化鎳精礦磨細(xì)至0.053mm占90%以上，準(zhǔn)確稱取鎳精礦10g與水?dāng)嚢杌靹虺傻V漿于500ml圓底燒瓶?jī)?nèi)，水與鎳精礦的重量比為25:l,，再加入濃硝酸，其與鎳精礦的重量比為9:7，最后在95'C的水浴鍋中磁力攪拌(轉(zhuǎn)速1000r/min)常壓浸出60min,鎳浸出率為98.01%。c)比較在浸出率相同的條件下(超聲的浸出率/機(jī)械攪拌的浸出率=98.01%:97.62%)，而且機(jī)械攪拌保持95'C較高溫的條件下，使用超聲波浸出節(jié)省硝酸用量=(卯-60)/60=33.3%。權(quán)利要求1、一種可以減少鎳精礦常壓直浸中苛性溶劑使用量的方法，其特征在于按以下步驟進(jìn)行將鎳精礦粉碎至粒度為0.053-0.075mm占90％以上，將鎳精礦與水混勻成礦漿于不銹鋼反應(yīng)器內(nèi)，加入濃硝酸；在超聲波作用下，浸出至少60min。2、一種可以減少鎳精礦常壓直浸中苛性溶劑使用量的方法，其特征在于其中水與鎳精礦的重量比為5-30:1。3、一種可以減少鎳精礦常壓直浸中苛性溶劑使用量的方法，其特征在于濃硝酸與鎳精礦的重量比為0.75-1.5:1。4、一種可以減少鎳精礦常壓直浸中苛性溶劑使用量的方法，其特征在于超聲波頻率20.02kHz,功率為50-150W。全文摘要一種可以減少鎳精礦常壓直浸中苛性溶劑使用量的方法，屬于有色金屬濕法冶金領(lǐng)域。按照以下步驟進(jìn)行將鎳精礦粉碎至粒度為0.053-0.075mm占90％以上，將鎳精礦與水混勻成礦漿于不銹鋼反應(yīng)器內(nèi)，其中水與鎳精礦的重量比為5-30∶1；加入濃硝酸；其中濃硝酸與鎳精礦的重量比為0.75-1.5∶1。在超聲波作用下(頻率20.02kHz，功率50-150W)浸出至少60min，鎳浸出率高達(dá)98％-99％時(shí)，可使苛性硝酸用量比同樣浸出率、同樣時(shí)間，但更高溫度(95℃)下機(jī)械攪拌浸出時(shí)的硝酸用量減少30％-40％。本發(fā)明大幅度降低了工業(yè)苛性酸-硝酸的用量；在實(shí)驗(yàn)條件更利于機(jī)械攪拌浸出的條件下，使用超聲波比使用常規(guī)機(jī)械攪拌的浸出過程可節(jié)約硝酸量30％-40％；超聲波下的反應(yīng)在常壓下進(jìn)行，不需要專門加熱，精礦不需要預(yù)處理。文檔編號(hào)C22B3/00GK101643845SQ20091018428公開日2010年2月10日申請(qǐng)日期2009年8月18日優(yōu)先權(quán)日2009年8月18日發(fā)明者李小霞,李敬生,杜飛虎申請(qǐng)人:江蘇大學(xué)