含鎳褐鐵礦的浸出方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種含鎳褐鐵礦的浸出方法，包括以下步驟：將含鎳褐鐵礦與硫酸混合進行低溫熟化，以便生成硫酸鹽；將所述硫酸鹽進行中溫焙燒，使Fe2(SO4)3分解成含F(xiàn)e2O3焙砂和含硫氣體;以及將所述焙砂在酸性溶液中進行浸出處理，以便獲得含鎳、鈷的溶液和含鐵的浸出渣。利用該方法能夠有效地對含鎳褐鐵礦進行浸出處理。
【專利說明】含鎳褐鐵礦的浸出方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及濕法冶煉工藝，尤其是涉及含鎳褐鐵礦的浸出方法。
【背景技術】
[0002]褐鐵礦是提取鐵，制造生鐵、鋼、純鐵的礦物原料，以針鐵礦FeO(OH)或水針鐵礦FeO(OH).ηΗ20為主，并含纖鐵礦、鋁的氫氧化物、含水二氧化硅、黏土礦物等天然多礦物混合物，適合于使用高壓浸出技術進行處理。
[0003]對于含鎳褐鐵礦傳統(tǒng)工藝是使用高壓酸浸工藝，該工藝具有鎳鈷回收率高，酸耗少等優(yōu)點，但是由于采用高壓酸浸技術，高壓釜使用諸如鈦材等防腐材料，致使單位產(chǎn)品投資高，建設周期長，設備制造，維護難度大等缺點。
[0004]因此，目前處理含鎳褐鐵礦的方法，仍有待改進。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術中存在的技術問題之一。為此，本發(fā)明提出了一種可以有效處理含鎳褐鐵礦的方法。
[0006]本發(fā)明提出了一種含鎳褐鐵礦的浸出方法，根據(jù)本發(fā)明的實施例，該方法包括:將含鎳褐鐵礦與硫酸混合進行低溫熟化，以便生成硫酸鹽；將所述低溫熟化料進行中溫焙燒，使Fe2 (SO4) 3分解成含F(xiàn)e2O3焙砂和含硫氣體；以及將所述焙砂在水中進行浸出處理，以便獲得含鎳、鈷的溶液和含鐵的浸出渣。
[0007]根據(jù)本發(fā)明實施例的含鎳褐鐵礦的浸出方法，能夠有效地對含鎳褐鐵礦進行處理，從而實現(xiàn)對含鎳褐鐵礦中所含有的鎳鈷進行有效回收，得到相應的鎳鈷產(chǎn)品；另外，所獲得的浸出渣中鐵的含量為50%~60%，硫的含量低于0.5%，可以作為煉鐵原料。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，上述處理含鎳褐鐵礦的浸出還可以具有下列附加技術特征:
[0009]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述低溫熟化是在250攝氏度~350攝氏度下熟化Ih~4h。由此，含鎳褐鐵礦可以與硫酸充分接觸，熟化反應得到充分進行。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述硫酸鹽包含硫酸鎳、硫酸鈷、硫酸鐵、硫酸銅、硫酸鋅和硫酸鎂。由此，可以使含鎳褐鐵礦中的鎳、鈷、鐵、鎂、鋁等均通過低溫熟化反應生成了相應的硫酸鹽。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述中溫焙燒是在680攝氏度~720攝氏度下焙燒2h~4h。由此，使得低溫熟化反應所得的熟化料中的Fe2 (SO4) 3分解成含F(xiàn)e2O3焙砂和含硫氣體，從而可以使含鎳褐鐵礦中的Fe與鎳鈷等金屬實現(xiàn)有效分離。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述浸出處理為常壓水浸，浸出溫度為60攝氏度~95攝氏度，浸出時間為2h~4h。由此，可以使得所得焙砂中的鎳鈷等硫酸鹽被浸出，經(jīng)進一步經(jīng)凈化除雜質(zhì)后獲得相應的鎳鈷產(chǎn)品。
[0013]本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結(jié)合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0015]圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的含鎳褐鐵礦的浸出方法。
【具體實施方式】
[0016]下面詳細描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。
[0017]需要說明的是，在本文中所使用的術語“接觸”應做廣義理解，其可以是任何能夠使得至少兩種反應物發(fā)生化學反應的方式，例如可以是將兩種反應物在適當?shù)臈l件下進行混合。
[0018]本發(fā)明提出了一種含鎳褐鐵礦的浸出方法。參考圖1，根據(jù)本發(fā)明的實施例，含鎳褐鐵礦的浸出方法可以包括以下步驟:
[0019]低溫熟化
[0020]根據(jù)本發(fā)明的實施例，在該步驟中，對含鎳褐鐵礦進行低溫熟化，以便生成金屬硫酸鹽。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的實施例`，在對含鎳褐鐵礦進行低溫熟化之前，可以預先對含鎳褐鐵礦進行預處理，例如，可以預先將含鎳褐鐵礦粉碎。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，含鎳褐鐵礦的形狀大小不一，直接進行與硫酸混合的熟化反應，往往難以使含鎳褐鐵礦與硫酸充分反應，不僅不能生成盡量多的金屬硫酸鹽，且增加了硫酸的消耗量，而將含鎳褐鐵礦粉碎后再進行低溫熟化，就很容易使含鎳褐鐵礦與硫酸進行充分接觸、進而熟化反應得到充分的進行，使得盡可能多的金屬轉(zhuǎn)化為相應的硫酸鹽。根據(jù)本發(fā)明的實施例，對含鎳褐鐵礦進行粉碎的手段不受特別限制，可以采用任何的現(xiàn)有技術中的已知技術手段。例如根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，可以采用球磨機、振篩機或粉碎機對干礦或低含水塊礦進行粉碎。由此，可以獲得具有一定粒度的含鎳褐鐵礦粉料，不僅提高了熟化反應的效率，而且有利于降低硫酸的消耗量，節(jié)省成本。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的實施例，低溫熟化的工藝參數(shù)不受特別限制，本領域技術人員可以根據(jù)需要，或者通過預先實驗來確定所需要的工藝參數(shù)。根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，對含鎳褐鐵礦進行低溫熟化的工藝參數(shù)為:熟化溫度為250攝氏度~350攝氏度，熟化時間是Ih~4h。根據(jù)本發(fā)明的實施例，含鎳褐鐵礦與硫酸混合進行低溫熟化的主要化學反應包括:Ni0+H2S04 — NiS04+H20 ；2Fe00H+3H2S04 — Fe2 (SO4) 3+4H20 ；Mg0+H2S04 — MgS04+H20。根據(jù)本發(fā)明的實施例，對含鎳褐鐵礦進行低溫熟化的設備不受特別限制，可以是任何本領域常規(guī)技術范圍內(nèi)的熟化設備。根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，對含鎳褐鐵礦進行低溫熟化的設備為回轉(zhuǎn)窯或馬弗爐。根據(jù)本發(fā)明的實施例，進行低溫熟化時與含鎳褐鐵礦混合的硫酸濃度并不受特別限制，只要可以與含鎳褐鐵礦發(fā)生反應形成相應的金屬硫酸鹽。例如，根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，可以采用與含鎳褐鐵礦重量比為1:1或0.6:1的濃硫酸。根據(jù)本發(fā)明的實施例，含鎳褐鐵礦與硫酸混合進行低溫熟化產(chǎn)生的熟化料中包含硫酸鎳、硫酸鈷、硫酸鐵、硫酸銅、硫酸鋅和硫酸鎂。
[0023]由此，利用根據(jù)本發(fā)明實施例的低溫熟化步驟，可以有效地將含鎳褐鐵礦與硫酸進行充分的混合，從而獲得相應的硫酸鹽，并且可以降低硫酸的消耗量，節(jié)省成本。
[0024]中溫焙燒
[0025]根據(jù)本發(fā)明的實施例，在該步驟中，對低溫熟化步驟中所獲得的含有硫酸鹽的熟化料進行中溫焙燒，使Fe2 (SO4) 3分解成含F(xiàn)e2O3焙砂和含硫氣體。
[0026]根據(jù)本發(fā)明的實施例，進行中溫焙燒的工藝參數(shù)不受特別限制，本領域技術人員可以根據(jù)需要，或者通過預先實驗來確定所需要的工藝參數(shù)。根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，對含鎳褐鐵礦進行中溫焙燒的工藝參數(shù)為:焙燒溫度為680攝氏度~720攝氏度，焙燒時間是2h~4h。根據(jù)本發(fā)明的實施例，進行中溫焙燒發(fā)生的主要化學反應包括:Fe2(SO4)3 — Fe203+3S03 ;2S03 — 2S02+02。由此可以使得熟化料中的硫酸鐵盡可能分解，而相應的鎳鈷硫酸鹽基本不分解。根據(jù)本發(fā)明的實施例，中溫焙燒所產(chǎn)生的煙氣主要為含硫的氧化物，經(jīng)除塵，與燃硫煙氣合并吸收為硫酸并返回系統(tǒng)。由此，利用根據(jù)本發(fā)明實施例的中溫焙燒步驟，可以有效地使硫酸鐵分解成赤鐵礦和含硫氣體，而控制鎳鈷硫酸鹽不分解或很少分解，同時可以回收循環(huán)利用硫酸，節(jié)省了成本。
[0027]水浸
[0028]根據(jù)本發(fā)明的實施例，在該步驟中，對中溫焙燒步驟中所獲得的含F(xiàn)e2O3焙砂進行常壓水浸，從而使硫酸鎳、硫酸鈷、硫酸鎂、硫酸鋅及少量未分解的硫酸鐵溶解。
[0029]根據(jù)本發(fā)明的實施例，進行水浸的工藝參數(shù)不受特別限制，本領域技術人員可以根據(jù)需要，或者通過預先實驗來確定所需要的工藝參數(shù)。根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，對含鎳褐鐵礦進行水浸的工藝參數(shù)為:浸出溫度為60攝氏度~95攝氏度，L/S=2~4，浸出時間為2h~4h。根據(jù)本發(fā)明的實施例，水浸發(fā)生的主要化學反應包括:Ni (Co) SO4(固)一Ni(Co)SO4 (液);Ni (Co) CHH2SO4 — Ni (Co) S04+H20。根據(jù)本發(fā)明的實施例，浸出劑為水，浸出過程浸出液呈酸性。通常浸出終點控制在1.5，可以根據(jù)浸出液PH確定加酸與否和加酸多少。由此，可以得到含有硫酸鎳鈷等的浸出液和含有鐵的浸出渣。根據(jù)本發(fā)明的實施例，對獲得的浸出液進行凈化的工藝并不受特別限制，本領域技術人員可以根據(jù)需要，采取常規(guī)凈化工藝，例如，對浸出液、采取化學沉淀法除雜，或進一步萃取法除雜和分離鎳鈷，得到鎳鈷中間產(chǎn)品，或鎳鈷最終產(chǎn)品。根據(jù)本發(fā)明實施例所獲得浸出液，可以使得鎳鈷的浸出率達到85~92重量％，而鐵的浸出率為I~2重量％。根據(jù)本發(fā)明的實施例，獲得的浸出渣進行過濾洗滌的方法并不受特別限制，本領域技術人員可以根據(jù)需要，采取常規(guī)方法對浸出渣進行過濾洗滌。根據(jù)本發(fā)明的實施例所獲得的浸出渣鐵的含量為50~60重量％、硫的含量為0.5重量％以下，該浸出渣可以作為煉鐵原料。
[0030]實施例1
[0031]取100g含鎳褐鐵礦樣品，干樣含NiL 14%，Co0.11%，F(xiàn)e44%，Mg3.5%，將該樣品粉碎磨細至-100目。量取100g試劑硫酸，在瓷皿中與礦粉均勻混合至膏狀。在馬弗爐中，在300 V下進行低溫熟化4h。將熟化后的物料破碎至3-5mm后在700 V下焙燒4h。將產(chǎn)出焙砂磨細后浸出，在80°C條件下浸出4h，再經(jīng)過濾洗滌得到浸出液和浸出渣。其中浸出液含F(xiàn)el.37g/L浸出渣含Ni0.12%，F(xiàn)e53.94%。經(jīng)計算浸出率為Ni91.6%,Fel.72%。浸出渣再經(jīng)堿性水洗滌，得到的浸出渣含F(xiàn)e達到55.89%，含S0.16%。
[0032]實施例2
[0033]取100g含鎳褐鐵礦樣品(成份同實施例1)將其粉碎磨細至-100目。量取60g試劑硫酸，在瓷皿中與礦粉混合至膏狀。在馬弗爐中在300°C下進行低溫熟化4h。將熟化后的物料粉碎至3-5mm后在700°C焙燒2h。得到焙砂104.82g。焙砂含Nil.09%，含F(xiàn)e42.00%。將磨細后的焙砂在水中，在80°C的條件下浸出4h，經(jīng)過濾洗滌，得到浸出液和浸出渣。浸出液含F(xiàn)e0.41g/L，浸出渣含Ni0.16%, Fe50.53%，經(jīng)計算，浸出率為Ni88.0%, Fel.56%。浸出渣再經(jīng)堿性水洗滌，得到的浸出渣含F(xiàn)e達到54.09%，含S0.24%。
[0034]實施例3 [0035]用含鎳褐鐵礦經(jīng)干燥脫水磨細后用圓盤制粒機制粒，用兩段回轉(zhuǎn)窯進行低溫熟化和中溫焙燒。加酸制粒的酸料比為0.6 (重量比)，電加熱回轉(zhuǎn)窯控制窯管外溫度分別為一段380°C，二段750°C，以使爐內(nèi)中溫焙燒的達到一段最高溫度350°C，二段720°C。焙燒時間分別為一段lh，二段2h。加料時間6h。焙燒處理量為300g/h (干原料)，焙砂產(chǎn)率為105% (依原料計)。焙砂磨細后在90°C下水浸2h，經(jīng)過濾洗滌得到浸出液和浸出渣，浸出渣率為74.4%。浸出液含F(xiàn)el.41g/L，浸出渣含Ni0.18%，F(xiàn)e54.52%，經(jīng)計算，浸出率分別為Ν?87.66%, Fe3.19%。
[0036]實施例4
[0037]回轉(zhuǎn)窯兩段焙燒，其酸料比、焙燒溫度和焙燒時間均與實施例3相同。加料時間為24h。焙燒處理量為400g/h(干原料)，焙砂產(chǎn)率為105% (依原料計)。焙砂磨細后在90°C條件下浸出2h，經(jīng)過濾得到浸出液和浸出渣。浸出渣率~76%。其平均指標如下:
[0038]
【權利要求】
1.一種含鎳褐鐵礦的浸出方法，其特征在于，包括以下步驟: 將含鎳褐鐵礦與硫酸混合進行低溫熟化，以便生成硫酸鹽； 將所述硫酸鹽進行中溫焙燒，使Fe2 (SO4) 3分解成含F(xiàn)e2O3焙砂和含硫氣體； 將所述焙砂在酸性溶液中進行浸出處理，以便獲得含鎳、鈷的溶液和含鐵的浸出渣。
2.根據(jù)權利要求1所述的浸出方法，其特征在于，所述低溫熟化是在250攝氏度~350攝氏度下熟化lh_4h。
3.根據(jù)權利要求1所述的浸出方法，其特征在于，所述硫酸鹽包含硫酸鎳、硫酸鈷、硫酸鐵、硫酸銅、硫酸鋅和硫酸鎂。
4.根據(jù)權利要求1所述的浸出方法，其特征在于，所述中溫焙燒是在680攝氏度~720攝氏度下焙燒2h~4h。
5.根據(jù)權利要求1所述的浸出方法，其特征在于，所述浸出處理為常壓水浸，浸出溫度為60攝氏度~95攝氏度，浸出`時間為2h~4h。
【文檔編號】C22B3/06GK103526015SQ201310461046
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年9月30日 優(yōu)先權日:2013年9月30日
【發(fā)明者】王魁珽, 陸業(yè)大, 劉誠, 劉金山, 孫寧磊, 劉國, 彭建華, 張文 申請人:中國恩菲工程技術有限公司