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某進(jìn)口紅土鎳礦濕法冶金工藝試驗(yàn)研究

文檔作者：齊建云1，馬晶1，朱軍2，王毅2 文檔來源： 1-西北有色地質(zhì)研究院 2．西安建筑科技大學(xué)		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2024年06月14日
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第30卷第3期(總第119期)
2011年9月
濕法冶金
Hydrometallurgy of China
V01．30 No．3(Sum．119)
Sep．2011
某進(jìn)口紅土鎳礦濕法冶金工藝試驗(yàn)研究
齊建云1，馬晶1，朱軍2，王毅2
(1-西北有色地質(zhì)研究院，陜西西安710054；
(2．西安建筑科技大學(xué)冶金工程學(xué)院，陜西西安710055)
摘要：研究了從某進(jìn)口紅土鎳礦中濕法提取鎳，確定了最佳工藝條件。結(jié)果表明：用硫酸在常壓下浸出，鎳浸
出率達(dá)78．62％；用硫化鈉溶液從浸出液中沉淀鎳，所得硫化鎳產(chǎn)品中鎳品位達(dá)20％；最后調(diào)整沉淀母液pH，
控制一定溫度，副產(chǎn)氫氧化鎂，所得氫氧化鎂中氧化鎂質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)58．40％。
關(guān)鍵詞：紅土鎳礦；濕法冶金；鎳；浸出
中圖分類號：TF803．2；TF815 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1009—2617(2011)03—0214—04
現(xiàn)有的鎳礦資源主要有硫化鎳礦和紅土鎳礦
2類，其中，紅土鎳礦占70％，硫化鎳礦占30％。
隨著世界上可供開采的硫化鎳礦資源的減少，鎳
需求的增加，開發(fā)利用紅土鎳礦十分迫切[i-3]。紅
土鎳礦床一般分為3層，處理工藝各不相同：上層
為褐鐵礦層，鐵、鈷含量較高，硅、鎂、鎳含量較低，
宜采用濕法冶金工藝；下層為硅鎂鎳礦，硅、鎂含
量較高，鐵、鈷含量較低，鎳含量較高，宜采用火法
工藝；中間層為過渡層，采用濕法和火法工藝均
可[4]。某進(jìn)口紅土鎳礦為過渡層硅鎂鎳礦，難以
通過物理方法富集；而火法冶煉能耗高、污染大、
產(chǎn)品雜質(zhì)含量高；采用還原焙燒一氨浸方法回收
鎳成本也比較高[5]：所以該礦石始終未能得到很
好開發(fā)。本研究以該鎳礦為對象，通過試驗(yàn)確定
濕法冶金工藝條件，目的是為開發(fā)此類鎳礦資源
尋找適宜的方法
1 礦石組成及試樣制備
1．1 礦石組成
紅土鎳礦主要元素分析結(jié)果見表1。
裹1 紅土鎳礦主要元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)％
1．2 試樣制備
礦石經(jīng)晾曬、自然干燥后，破碎至2 mm以
下，混勻后再破碎至74弘m以下，加溫干燥后備
用。
2 工藝流程
試驗(yàn)采用的工藝流程如圖l所示。
紅土鎳礦
收鐵
硫化鈉沉淀鑲二Ⅱ
過濾、洗滌
洗水上清液鎳鋯硫化物
上清渡T
尾水
圈1紅土鎳礦濕法冶金工藝流程
收稿日期：2010-10—08
作者筒介t齊建云(1964--)，山東人，碩士，高級工程師，主要研究方向?yàn)橛猩饘僖睙挘?
一～
萬方數(shù)據(jù)
第30卷第3期齊建云，等：某進(jìn)口紅土鎳礦濕法冶金工藝試驗(yàn)研究·215·
3 試驗(yàn)結(jié)果及討論
3．1 硫酸常壓浸出
3．1．1 浸出方式的確定
針對該紅土鎳礦，分別采用3種浸出方式進(jìn)
行對比試驗(yàn)。浸泡浸出：按酸礦質(zhì)量比和液固體
積質(zhì)量比1：1加入硫酸和水，混勻后靜置浸泡
10 min，再按液固體積質(zhì)量比1．85：1補(bǔ)加入水
后進(jìn)行攪拌加溫浸出；直接浸出：按固定酸礦質(zhì)量
比配好硫酸水溶液，再按液固體積質(zhì)量比1．85：1
直接加入硫酸溶液進(jìn)行攪拌加溫浸出；制漿浸泡
浸出：把礦樣先加水制成礦漿，攪拌均勻后再按液
固體積質(zhì)量比1．85：1加入濃硫酸浸泡10 min，
然后加溫?cái)嚢杞觥Ｔ囼?yàn)結(jié)果見表2。
表2 不同浸出方式的試驗(yàn)結(jié)果
由表2可知：添加草酸銨對Ni、Co、MgO的
浸出率影響不大，對Fe、SiO。浸出稍有影響，試驗(yàn)
確定不添加草酸銨；從浸出方式來看，浸泡浸出
時(shí)，Ni浸出率相對高一點(diǎn)，而制漿浸泡浸出時(shí)，
Sioz浸出率最低?？紤]到紅土鎳礦水分較高，最
佳磨礦方式為濕磨，與之相適應(yīng)的浸出方式是先
制漿、浸泡，然后再浸出，所以試驗(yàn)確定以制漿浸
泡浸出方式處理紅土鎳礦。
3．1．2 酸礦質(zhì)量比對鎳浸出的影響
試驗(yàn)條件：控制液固體積質(zhì)量比1．85：1，浸
出溫度80℃，浸出時(shí)間1 h。酸礦質(zhì)量比對鎳浸
出率的影響試驗(yàn)結(jié)果見圖2?？梢钥闯?，鎳浸出
率隨酸礦質(zhì)量比的增大而提高。但是隨酸礦質(zhì)量
比的增大，浸出液中相應(yīng)的雜質(zhì)含量也增加，綜合
考慮，選定酸礦質(zhì)量比以0．6：1為宜，此時(shí)鎳浸
出率在78％左右。
嬲(琉酸枷礦石)
圖2 酸礦質(zhì)量比對鎳浸出率的影響
3．1．3 浸出溫度對鎳浸出率的影響
試驗(yàn)條件：酸礦質(zhì)量比0．6：1，液固體積質(zhì)
量比1．85：1，浸出時(shí)間1 h。溫度對鎳浸出率的
影響試驗(yàn)結(jié)果如圖3所示?？梢钥闯觯嚱雎?
隨溫度升高而提高。試驗(yàn)選擇浸出溫度為80℃。
溫度／℃
圖3 浸出溫度對鎳浸出率的影響
3．1．4 浸出時(shí)間對鎳浸出率的影響
試驗(yàn)條件：酸礦質(zhì)量比0．6：1，液固體積質(zhì)
量比1．85：1，浸出溫度80℃。浸出時(shí)間對鎳浸
出率的影響試驗(yàn)結(jié)果如圖4所示。
l
、、
*
田
璐
答
圈4 浸出時(shí)間對鎳浸出率的影響
由圖4可見：鎳浸出率隨浸出時(shí)間的延長而
提高；但浸出40 min后，鎳浸出率變化不大。故
選擇浸出時(shí)間為40 min。
萬方數(shù)據(jù)
· 216 · 濕法冶金2011年9月
3．1．5 硫酸常壓浸出驗(yàn)證試驗(yàn)
為驗(yàn)證試驗(yàn)條件的可靠性和試驗(yàn)結(jié)果的重現(xiàn)
性，按照單因素試驗(yàn)選定的最佳條件進(jìn)行驗(yàn)證浸
出試驗(yàn)。浸出方式為制漿浸泡浸出。試驗(yàn)條件
為：酸礦質(zhì)量比0．6：1，液固體積質(zhì)量比
1．85：1，浸出溫度80℃，浸出時(shí)間40 rain。最
佳條件下，鎳浸出率達(dá)78．62％。
3．2 浸出液中和
對硫酸常壓浸出所得浸出液進(jìn)行中和除鐵。
中和劑為雙氧水和石灰石粉。將浸出液稀釋4
倍，調(diào)pH=3．0，在60～65℃下中和1 h，結(jié)果浸
出液中鐵質(zhì)量濃度由23．26 g／L降至0．1 g／L以
下，且中和沉淀物過濾性能良好，鎳損失率小于
3％。
3．3硫化物沉淀
3．3．1 沉淀pH、電位對硫化物沉淀率的影響
對中和除鐵后的溶液，在50～55℃條件下加
Na。S溶液沉淀鎳，沉淀時(shí)間1 h，Na：S質(zhì)量濃度
100 g／L。pH和電位對鎳沉淀的影響試驗(yàn)結(jié)果
見表3。
表3 溶液pH、電位及硫化鈉用■對鎳沉淀率的影響
終點(diǎn)，H唰mV反品誓‰沉淀w(硫化Ni)／舯N煮巍
由表3可知：當(dāng)電位小于等于一300 mV時(shí)，
沉淀后液中鎳質(zhì)量濃度為2 mg／L，并且不再降
低，此時(shí)鎳的沉淀率為99．80％；但是沉淀物中鎳
品位逐漸降低，這是由于硫化鈉使用過量所致。
綜合考慮，pH選擇5．50左右、電位選擇一350
mV左右即可。
3．3．2 溫度對硫化鎳沉淀的影響
針對中和除鐵后的溶液，其他試驗(yàn)條件不變，
pH和電位在反應(yīng)溫度下測定。溫度對鎳沉淀的
影響試驗(yàn)結(jié)果見表4。可以看出，硫化鎳沉淀率
隨溫度升高而提高。但是溫度過高，所加入的硫
化鈉易揮發(fā)，不僅浪費(fèi)，還會造成環(huán)境污染，因此，
沉淀溫度確定為50～55℃。
衰4 沉淀溫度對鎳沉淀的影響
25～30 5．70—360 17．5
50～55 5．50—362 2．0
80～85 5．20—370 2．0
19．02
19．75
21．78
98．25
99．80
99．80
3．3．3 硫化沉淀驗(yàn)證試驗(yàn)
綜合試驗(yàn)條件：沉淀溫度50～55℃，沉淀時(shí)
間1 h，Na：S質(zhì)量濃度100 g／L，pH=5．50，電位
--350 mV。在此條件下，沉淀后液中鎳質(zhì)量濃度
降至2 mg／L，產(chǎn)品中鎳質(zhì)量分?jǐn)?shù)20％左右，鎳沉
淀率在99．80％以上。
3．4 副產(chǎn)品氫氧化鎂的沉淀
3．4．1 pH對氫氧化鎂沉淀的影響
對硫化鎳沉淀后的溶液，在溫度50～55℃、
沉淀時(shí)間40 rain條件下，考察pH對氫氧化鎂沉
淀的影響，試驗(yàn)結(jié)果如圖5所示。可以看出：氫氧
化鎂沉淀率隨pH的增大而提高；pH大于10．05
以后，氫氧化鎂沉淀率基本穩(wěn)定。綜合考慮，pH
選擇10．oo～10．10。
l
芝
*
糾
堤
舌i=
圈5 pH對Mg(OH)：沉淀率的影響
3．4．2溫度對氫氧化鎂沉淀率的影響
對硫化鎳沉淀后液調(diào)整pH在10．oo左右，
控制沉淀時(shí)間40 rain，考察溫度對氫氧化鎂沉淀
率的影響，結(jié)果見表5?？梢钥闯觯翰煌瑴囟认拢?
氫氧化鎂沉淀率基本相同；但氫氧化鎂中氧化鎂
的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不同，25～30℃下，MgO質(zhì)量分?jǐn)?shù)為
58．40％。綜合考慮，沉淀溫度以25～30℃為宜。
萬方數(shù)據(jù)
第30卷第3期齊建云，等：某進(jìn)口紅土鎳礦濕法冶金工藝試驗(yàn)研究· 217 ·
表S 溫度對氫氧化鎂沉淀率的影響
4 結(jié)論
對某進(jìn)口紅土鎳礦以濕法工藝提取鎳在技術(shù)
上是可行的。用硫酸在常壓下浸出，控制一定條
件，鎳浸出率可達(dá)78．62％。浸出液用雙氧水氧
化、石灰石粉漿中和除鐵，可將鐵除至0．1 g／L以
下，而鎳損失率小于3％。對除鐵后液用硫化鈉
溶液沉淀鎳，鎳沉淀率達(dá)99．80％以上，產(chǎn)品中鎳
品位達(dá)20％。對沉淀鎳后的溶液，調(diào)整pH至
10．00～10．10，控制溫度在25～30℃范圍內(nèi)，沉
淀40 min，可獲得副產(chǎn)品氫氧化鎂，產(chǎn)品中氧化
鎂質(zhì)量分?jǐn)?shù)為58．40％。
參考文獻(xiàn)：
Eli
[23
E33
E43
E53
周曉文，張建春，羅仙平．從紅土鎳礦中提取鎳的技術(shù)研究
現(xiàn)狀及展望EJ3．四川有色金屬，2008(1)：18—22．
蔣繼波，王吉坤．紅土鎳礦濕法冶金工藝研究進(jìn)展EJ3．濕法
冶金，2009，28(1)：3-11．
李建華，程威，肖志海．紅土鎳礦處理工藝綜述CJ3．濕法冶
金，2004，23(4)：191-194．
龍艷．紅土鎳礦濕法處理現(xiàn)狀及研究[J]．湖南有色金屬，
2009，25(6)124—27．
黃其興．鎳冶金學(xué)[M]．北京：中國科學(xué)技術(shù)出版社，1990：
229—239．
Experiment Research on Hydrometallurgy of Laterite-nickel Ore
QI Jian-yunl，MA lin91，ZHU Jun2，WANG Yi2
(1．Northweat Nonferrou5 Geology Institute，Xi’an，Shaanxi 710054，China)
(2．School of Metallurgical Engneering，Xi’an University of Architecture and Technology，
Xi’an，Shaanxi 710055，C^ina)
Abstract：Hydrometallurgy of laterite-nickel ore to extract Ni was investigated．The optimum conditions
were determined by tests．The leaching rate of Ni was of 78．62％at normal pressure using sulfurie
acid．Ni mass fraction in the product was of 20 0A．MgO mass fraction was of 58．40％in the byproduct．
Key words：laterite-nickel ore；hydrometallurgy；nickel；leaching
{．H．}_主·}_{．}_{．}_{．}一{．}_{．}_{．}_{．}{．}{·}{．H．H-H-H．}_{·}{．}_暑．}{．}{-}{·}_{．}+H-H,H．H,H．H．H·}{·}{．}{．}÷}{．}{．H·}_{．}_{．}{-F+F-I-F-I-H-H-I-
在鹽酸溶液中用電生成氯從廢電路板中浸出銅的動力學(xué)
Eun-young Kim，et a1．研究了用電生成氯在鹽酸溶液中從廢電路板中浸出銅、鋅、鉛和錫等金屬的
行為。用2種不同的反應(yīng)器進(jìn)行試驗(yàn)：a)同時(shí)生成Cl。和浸出的金屬的組合反應(yīng)器；b)與氯氣發(fā)生器陽
極碳室連接的獨(dú)立反應(yīng)器。對比了2種不同反應(yīng)器從廢電路板中回收有價(jià)金屬的效率。2個(gè)反應(yīng)器
中，隨電流強(qiáng)度增大、溫度升高和時(shí)問延長，金屬浸出率升高。在組合反應(yīng)器和獨(dú)立反應(yīng)器中，溶解率分
別為20％和25％左右時(shí)，銅浸出率逐漸降低，這可能是隨浸出的進(jìn)行和表面生成CuCI(s)而導(dǎo)致的銅
表面面積變小所致。研究結(jié)果表明，銅浸出率在組合反應(yīng)器中比在獨(dú)立反應(yīng)器中低。用電生成氯溶解
銅的動力學(xué)符合由表層擴(kuò)散控制的經(jīng)驗(yàn)對數(shù)法。銅浸出機(jī)制在對濾渣進(jìn)行能譜分析后再次得到證實(shí)。
溫度在298～323 K范圍時(shí)，銅在組合反應(yīng)器及獨(dú)立反應(yīng)器中浸出的活化能分別為24．5 kJ／tool和20．7
kJ／tool。

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