从红土镍矿中提取镍钴铁的新工艺研究

红土镍矿有机酸浸提取镍钴的研究随着世界镍需求的不断上升和硫化镍矿资源的逐渐枯竭,对于红土镍矿的研究要求迫切。

国内对于红土镍矿处理工艺的研究,还处于起步阶段。

本文针对低品位褐铁矿型红土镍矿研究了有机酸直接浸出新工艺及其机理。

对红土镍矿工艺矿物学、浸出反应理论基础和热力学、浸出体系的选择、浸出过程各工艺参数的优化选择、镍、钴浸出动力学以及有机酸再生循环利用等方面进行了系统的分析和阐述。

原矿工艺矿物特性研究表明:红土镍矿主要矿物成分为针铁矿和三水铝石。

69.92%的镍赋存在针铁矿中,另外有13.53%存在于锰矿中。

镍主要以类质同象形式点状分布于针铁矿中,与铁、铝等金属的赋存矿物紧密相连。

43.08%的钴主要以氧化物形式存在,并有29.23%赋存于高价态的锰矿物中。

有机酸浸出理论研究结果表明:柠檬酸—氟化氢铵联合浸出体系基于两者之间的协同浸出效用。

氟化氢铵的水溶液呈酸性,破坏粘土矿物的层状硅酸盐骨架。

柠檬酸具有较强的酸性和还原性,它能溶解部分针铁矿与碳酸盐,并可还原高价锰矿物,使束缚在里面的镍、钴等的氧化物裸露或游离出来。

此外,柠檬酸具有较强螯合能力,反应时柠檬酸离解出来的酸根配位体能迅速与从矿物晶格中游离出来的Ni²⁺、Co²⁺反应,生成稳定的镍、钴柠檬酸配合物,使镍、钴转移到溶液中。

金属-H₂O体系Eh-pH图表明:FeOOH在碱性条件下是比较稳定的,只有pH≤6.51,Eh=—0.4402～0.7708V时,才开始溶解,转化为Fe²⁺;当pH≤6.233时NiO在水溶液中转变为Ni²⁺;CoO在pH=7.51时开始转变为Co²⁺。

红土镍矿中有价金属提取工艺研究红土镍矿是一种重要的镍资源，其中含有丰富的有价金属。

提取红土镍矿中的有价金属是一项关键的工艺研究，本文将探讨红土镍矿中有价金属的提取工艺。

一、红土镍矿中有价金属的提取意义红土镍矿是一种重要的镍资源，其中含有镍、铜、钴等多种有价金属。

这些金属在现代工业中具有重要的应用价值，广泛用于电子、航空航天、化工等领域。

因此，提取红土镍矿中的有价金属具有重要的经济意义和战略意义。

二、红土镍矿中有价金属的提取工艺1.酸浸法酸浸法是目前应用较广泛的红土镍矿提取工艺之一。

该方法利用酸性溶液将红土镍矿中的有价金属溶解出来，再进行沉淀、过滤等工艺步骤，得到目标金属的溶液。

酸浸法具有工艺简单、效率高的特点，但也存在酸耗大、环境污染等问题。

2.氧化铵法氧化铵法是另一种常用的红土镍矿提取工艺。

该方法通过将红土镍矿与氧化铵反应，使有价金属氧化并转化为可溶性化合物，再进行分离、浸出等步骤，最终得到目标金属。

氧化铵法具有反应速度快、废气排放少的特点，但也存在设备复杂、耗能高等问题。

3.电解法电解法是一种高效的红土镍矿提取工艺。

该方法利用电解原理将红土镍矿中的有价金属电解出来，通过电解槽、阳极、阴极等设备进行电解反应，最终得到纯净的目标金属。

电解法具有提纯度高、产品质量好的优点，但也存在设备成本高、工艺复杂等问题。

三、红土镍矿中有价金属提取工艺的优化措施为了提高红土镍矿中有价金属的提取效率和经济效益，可以采取以下优化措施：1.工艺改进：通过改进酸浸法、氧化铵法和电解法等工艺，提高金属的溶解率和回收率，减少资源浪费。

2.环境保护：加强废水处理、废气处理等环境保护工作，减少对周围环境的污染。

3.能源节约：优化工艺流程，减少能源消耗，提高能源利用效率。

4.技术创新：引进新的提取技术和设备，提高提取效率和产品质量。

5.资源综合利用：开展红土镍矿中其他有价金属的综合利用研究，实现资源的最大化利用。

四、结论红土镍矿中的有价金属的提取工艺研究具有重要的意义。

（冶金行业）用红土镍矿提取镍金属三种主要工艺我国钢铁年产量已连续多年居世界第壹，成为名副其实的世界钢铁大国。

作为衡量世界钢铁强国标志之壹的高性能、高附加值的我国不锈钢年产量2007年已达到720万吨左右，已连续3年居世界首位，其中含高镍的300系列不锈钢产量约占58%左右我国是壹个镍资源相对贫乏的国家，相当大部分依赖进口。

传统的从硫化镍矿中提取镍金属已有近百年历史，工艺成熟，但经百年开采，地球上硫化镍矿资源日渐枯竭，因此用氧化镍矿（俗称：红土镍矿）提取镍金属正逐步成为世界提取镍金属的主流。

我国作为世界镍矿和镍金属进口的第壹大国，针对从镍矿中提取镍金属不同工艺的特点，研究且探索壹条适合我国国情的镍金属生产发展道路，建议政府有关部门制定相应的战略和策略，对确保我国不锈钢和特钢产业持续健康发展必须的镍资源供应具有重大现实意义。

用红土镍矿提取镍金属有三种主要工艺，即湿法冶炼（电解法），火法冶炼（电炉法），火法冶炼（高炉法）。

目前我国新设工业项目已实行环保评估壹票否决制度，因此首先从环保和循环经济方面进行比较：湿法冶炼：壹般红土镍矿含Ni在0.8~3.0%之间，含Co在0.02~0.3%之间，湿法冶炼仅提取其中的Ni和Co，其余近97%部分包含含量较高的Fe（占总量的10~45%%）和少量的Cr全部作为固体废弃物废弃，需建专门场地堆集；湿法冶炼采用液态酸或氨作为Ni、Co的浸出剂，使用后除部分回收利用外，其余均以液态经处理后排放江河或汇入废液潭；湿法冶炼中仍会产生大量的CO2气体排放。

由于生产中产生的固体、液体、气体废弃物不能被循环利用，从而对环境造成极大危害，属三废全排放，因此，在我国没有发展前途。

火法冶炼：无论是电炉仍是高炉，生产中产生的固体炉渣因已经高温煅烧，经干燥研磨即成为低强度的水泥，是水泥生产厂家生产标准水泥时最佳的填充剂，也是砖瓦厂生产砖瓦的优质原料，可100%得到循环使用；另外，高炉生产中使用的冷却水，可建封闭冷却水池循环使用；高炉冲渣水也可沉淀后循环使用。

红土镍矿的选冶提取工艺研究本文主要采用还原焙烧-磁选工艺和常压硫酸浸出工艺处理红土镍矿矿石,对该矿石进行了工艺矿物学研究,并考察了镍、铁湿法浸出分离生产硫酸镍和氧化铁的方案,以及对镍常压酸浸的动力学进行讨论。

对该矿石进行了化学成分、化学物相、X-射线衍射、扫描电镜及能谱微区等工艺矿物学分析,确定了该矿石为含镍的酸性强氧化铁矿石,其中可供选冶提取的组分为镍和铁,品位分别为1.27%和39.93%。

矿石中以褐铁矿为主的氧化铁矿物占矿石总量的近63%。

未发现有独立的镍矿物存在,镍分散在矿石不同的矿物中。

通过还原焙烧-磁选工艺对该矿石进行选矿实验,考察了煤用量、时间、温度等还原焙烧条件,以及磁场强度对镍铁富集提取的影响。

结果表明,在粉煤用量为矿石质量的20%,焙烧温度为1100℃,焙烧时间为2h,磁场强度为1000Oe等条件下,可以获得镍、铁品位分别为1.62%、47.98%的磁选精矿,磁选精矿产率达到75.73%,镍和铁的回收率分别为87.99%和80.02%。

采用“硫酸常压酸浸-黄钠铁矾法沉铁-溶剂萃取工艺”对该矿石进行湿法冶炼实验研究,考察了浸出的时间、温度、液固比、硫酸浓度等浸出条件,沉铁终点pH值,以及萃取有机相组成、pH值、相比和反萃硫酸浓度等萃取条件。

结果表明,镍的浸出率可达91.95%,萃取率和反萃率分别达到99.04%和97.52%,镍总回收率达到86.34%。

在酸法浸出过程中,铁的浸出率达到67.96%,经黄钠铁矾渣沉淀分离,再通过焙烧能够可得到品位55%Fe的氧化铁产物,铁总回收率达到58.42%。

采用收缩未反应核模型对该红土镍矿常压酸浸过程中镍浸出的动力学方程进行拟合,然而使用Avrami方程能得到更好的拟合结果,其结果表明该矿石中镍的常压浸出过程受界面化学反应及固膜扩散的混合控制,镍浸出反应的表观活化能为29.00kJ/mol。

doi：10.3969/j.issn.1007-7545.2013.07.002硫酸化氧化焙烧—水浸法从红土镍矿中提取镍钴童伟锋，范兴祥，吴晓峰，赵家春，李博捷，吴跃东（昆明贵金属研究所稀贵金属综合利用新技术国家重点实验室，昆明650106）摘要：采用硫酸化氧化焙烧—水浸工艺从高铁低镁的红土镍矿中提取镍、钴，主要研究了硫酸用量、酸化氧化焙烧温度和时间、水浸时间、水浸液固比等因素对镍、钴浸出率的影响。

结果表明，最佳工艺条件为：矿石粒度-1 mm，按酸料比0.54在300 ℃焙烧1 h再升至800 ℃焙烧2 h，水浸液固比3∶1，水浸温度70 ℃，水浸时间2 h，此时镍、钴浸出率分别达到91.00%和91.51%，铁浸出率仅为2.72%。

关键词：红土镍矿；硫酸化焙烧；氧化焙烧；浸出；镍；钴中图分类号：TF815；TF816 文献标志码：A 文章编号：1007-7545（2013）07-0000-00Extraction of Ni and Co from Laterite-Nickel Ores with Sulfating and OxidizingRoasting-Water Leaching ProcessTONG Wei-feng, FAN Xing-xiang, WU Xiao-feng, ZHAO Jia-chun, LI Bo-jie, WU Y ue-dong （Kunming Institute of Precious Metals, State Key Laboratory of Advanced Technologies for ComprehensiveUtilization of Platinum Metals, Kunming 650106, China）Abstract: Nickel and cobalt were extracted from laterite-nickel ores containing high iron and low magnesium by “sulfating roasting-oxidizing roasting-water leaching”process. The effects of sulfuric acid consumption, time and temperature of sulfating roasting and oxidizing roasting, leaching time, ratio of liquid to solid (L/S) were investigated. The results show that the leaching rate of Ni, Co and Fe are 91.00%, 91.51%, and 2.72%, respectively, under the following optimum conditions including particle size of -1 mm, acid-ore ratio of 0.54, sulfating roasting at 300 ℃ for 1 hour, oxidizing roasting at 800 ℃ for 2 hours, water leaching at 70 ℃ for 2 hours with L/S of 3∶1.Key words: laterite-nickel ore; sulfating roasting; oxidizing roasting; leaching; nickel; cobalt镍是一种用途广泛的金属，世界上70%的镍储量又为红土镍矿[1-2]。