红土镍矿中有价金属提取工艺研究

发布时间：2020-08-12 20:29

【摘要】：随着镍钴需求的增加以及硫化矿日益减少,合理开发利用红土镍矿成为研究的重点。针对传统的红土镍矿焙烧工艺能耗高、设备腐蚀大等缺点,提出以硫酸铵作为焙烧剂与红土镍矿混合焙烧后,用水直接浸出矿物中的有价金属的工艺,探求硫酸铵低温焙烧的可行性,以及用盐酸-氯化铵溶液体系直接浸出红土镍矿的工艺,探求处理低品位红土镍矿的湿法氯化工艺。采用硫酸铵焙烧-水浸出红土镍矿的工艺研究,主要考察焙烧剂硫酸铵用量、焙烧温度、焙烧时间、浸出温度、浸出时间和固液比对有价金属浸出率的影响,结果表明:在最佳工艺条件下,红土镍矿中镍、钴、锰的浸出率达到90.8%、85.41%、86.74%,而铁的浸出率只有9.98%,达到选择性浸出有价金属的效果。对硫酸铵焙烧热力学进行分析,结果表明升高温度有利于蛇纹石矿相与硫酸铵的反应,抑制镁铁矿石的反应,从而抑制该部分Fe的硫酸化。对焙烧后的矿物进行XRD以及扫描电镜-能谱分析。发现焙烧后熟料主要为:(NH_4)_3Fe(SO_4)_3、(NH_4)_2Mg_2(SO_4)_3、Fe_2O_3和SiO_2,有价金属以硫酸盐的形式存在,浸出时进入水相,而铁主要以不溶于水的氧化铁形式存在。采用氯化铵盐酸体系选择性浸出红土镍矿中有价金属的研究,结果表明:浸出温度为90℃,盐酸浓度为2mol/L,固液比为1:5,浸出时间为90min的条件下得到镍的浸出率为89.45%,钴的浸出率为88.56%,锰的浸出率为90.23%,而铁的浸出率只有19.30%。对浸出渣进行XRD和扫描电镜-能谱分析,研究红土镍矿中有价金属在氯盐溶液中的浸出机理,结果表明在氯盐溶液中有利于红土镍矿中针铁矿相的溶解浸出。并对浸出过程进行动力学分析,通过结果分析可知,浸出过程符合一种受固膜扩散混合控制和固体颗粒表面的界面交换的新缩小核模型,通过计算得出Ni、Co、Fe的浸出的表观活化能分别为4.01kJ/mol、3.43kJ/mol和1.87kJ/mol。采用OLI软件对氯化铵-盐酸体系中的氢离子活度进行模拟,盐酸中加入氯盐对溶液中氢离子活度有很强的促进作用。对不同浓度盐酸-氯化铵溶液中的氢离子活度进行模拟计算,结果发现在2mol/L的盐酸溶液中加入3mol/L氯化铵时,溶液中氢离子活度增加了2.3倍,其浓度与5mol/L的盐酸氢离子活度相近。同时对氯化铵-盐酸的始沸点进行模拟,结果发现加入氯化铵能提高溶液的始沸点,这对提高在氯盐溶液中的浸出反应温度有一定的指导意义。本课题主要研究了两种不同的红土镍矿浸出工艺,采用硫酸铵焙烧-水浸出工艺提取镍、钴和锰的效率高,能实现封闭循环,环境无害,可作为红土镍矿提取有价金属镍、钴、锰的有效方法,对有效开发利用低品位红土镍矿具有参考价值。而采用盐酸-氯化铵溶液体系直接浸出红土镍矿的工艺可以降低能耗,减小对设备的腐蚀,为湿法处理红土镍矿提供一种思路。两种工艺各有优缺点,适合处理不同环境条件下的红土镍矿,为红土镍矿的浸出工艺提供更多的选择性。
【学位授予单位】：江西理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TF111.31
【图文】：

工艺流程图,火法处理,镍矿,红土

红土镍矿火法处理工艺流程

工艺流程图,镍矿,加压酸浸,红土

第一章文献综述矿的加压酸浸湿法冶炼技术亦正在完善。由于在究报告中，将钴的价值计算在内，从而在一定程法处理红土镍矿的工艺技术将会越来越受到重视程如图 1-2[20-22]。浸技术对红土镍矿中有价金属镍和钴都有很好的少等优点，但是采用加压浸出对设备的要求较高较高，从而会增加成本投资和后期的检修与维护资源开发利用中，常压酸浸（PAL）技术的发展的铁镍技术。虽然 PAL 湿法技术与火法冶炼技术长远利益看，PAL 技术将会产生更可观的经济价

流程图,红土,流程图,镍矿

第一章文献综述11图1-3 常压酸浸出红土镍矿工艺流程图采用常压酸浸工艺从红土镍矿中提取有价元素的方法优点在于不用焙烧，能耗低，对环境的污染程度小，但同时存在有价元素浸出率较低、耗酸量较大、浸出没有选择性等缺点，极大地限制了该工艺的工业化应用。但是采用常压酸浸技术处理红土镍矿后会产出中间产品，如氢氧化镍或硫镍，可以提供现有镍精炼厂的扩产或解决供料不足的问题，可以达到资源利用的最优化，这个经营思路值得我国借鉴[24]。1.5.2 我国红土镍矿资源利用现状我国镍矿中红土镍矿资源占我国镍资源总量不到 10%，主要为硫化镍矿资源，占总镍资源的 87%

【相似文献】