两段硫酸化焙烧水浸从红土镍矿中回收镍钴.DOC

1、两段硫酸化焙烧水浸从红土镍矿中回收镍钴汪云华，董海刚，范兴祥，吴跃东，赵家春，暂林寒，李柏榆，李楠（贵研铂业股份有限公司 稀贵金属综合利用新技术国家重点试验室，昆明 650106）摘要：以澳大利亚某红土镍矿为原料，采用两段硫酸化焙烧水浸工艺回收镍钴。重点探讨酸料比、低温焙烧段温度及时间、高温焙烧段温度及时间对镍钴浸出率的影响。结果表明，在酸料比为 0.6，一段低温焙烧温度250 ，焙烧时间 60 min，二段高温焙烧温度 650 ，焙烧时间 3 h 的条件下进行硫酸化焙烧，焙烧产物经过水浸，Ni 和 Co 浸出率分别达到 93.38%和 91.95%。关键词：红土镍矿；硫酸化焙烧；水浸；镍；钴

2、中图分类号：TF815;TF816 文献标识码：A 文章编号：1007-7545（2012）02-0000-00Recovery of Ni and Co from Nickel Laterite with Two Stages Sulphation RoastingWater Leaching ProcessWANG Yun-hua, DONG Hai-gang, FAN Xing-xiang, WU Yue-dong, ZHAO Jia-chun, ZAN Lin-han, LI Bai-yu, LI Nan（ Sino-platinum Metals Co., Ltd, State Ke

3、y Laboratory of Advanced Technologies for Comprehensive Utilization of Platinum Metals, Kunming 650106, China）Abstract： Ni and Co was recovered from an Australia nonferrous nickel laterite by two stages sulpation roasting-water leaching process. The process and conditions was studied. The effects of

4、 acid to materials ratio, roasting temperature and time in low roasting action and high roasting action on Ni and Co leaching rate were investigated, respectively. The results show that the sulfation roasting is performed under the conditions of sulfuric acid to materials ratio 0.6, first low temper

5、ature roasting temperature 250 , roasting time 60 min, second high temperature roasting temperature 650 , roasting time 3 h; the roasted product is subjected to water leaching, the leaching rate of Ni and Co are up to 93.38% and 91.95%, respectively.Key words：nonferrous nickel laterite; sulphation r

6、oasting; water leaching; nickel; cobalt目前，已查明全球陆基镍矿资源量为 1.3 亿 t，其中 28%属于岩浆型铜镍硫化物矿床，72%属于红土镍矿床。目前世界镍工业生产的镍主要来自硫化镍矿资源，约占总产量的 58%。随着品位高、开采条件好的硫化镍矿资源渐趋枯竭，加上镍市场需要的不断增长，大量的红土镍矿将是未来镍的主要来源 1-2。因此，加快红土镍矿的选冶工艺研究，已成为目前国际上的重大冶金难题。目前，国内外对于红土镍矿的处理工艺主要有湿法及火法技术。湿法技术主要包括还原焙烧氨浸法和硫酸加压酸法、生物浸出法、氯化离析氨浸法、微波还原酸浸出等 3-8；火法技术

7、主要包括还原熔炼生产镍铁、还原磨选生产镍铁、还原硫化熔炼生产镍锍、氯化离析等 2,9-12。湿法工艺仅适用于褐铁矿型的红土镍矿和含镁较低的硅镁镍矿，存在工艺复杂、流程长、耗酸大、成本高、设备材质要求高以及废酸难以处理等问题。火法技术工艺成熟、设备简单易控、生产效率高、设备投资相对较低，适宜于处理硅镁镍矿型红土镍矿。基于此，本文对澳大利亚某红土镍矿硫酸化焙烧水浸回收镍钴进行试验研究，以期获得良好的镍钴浸出效果。1 试验原料及方法1.1 试验原料试验所用红土镍矿来自 GME 公司的矿样（18 桶） ，将 18 桶红土镍矿充分混合后，烘干，按一定的取样方式取 10 kg 样品作为试验原料，并破碎至

8、03 mm，取样进行化学成分以及镍的物相分析。红土镍矿的主要化学成分（% ）：Ni 1.26、Co 0.12、Fe 21.38、MgO 8.32、 CaO 3.86、SiO 2 42.39、Al 2O3 0.21、Na 2O 0.37、K 2O 0.12、TiO 2 0.26、Mn 0.40。主要矿物成分及含量（%）：磁铁矿 5.69、赤褐铁矿 34.21、滑石 19.24、粘土7.92、石英和长石 26.99、方解石 3.33、云母和伊利石 0.27、绿泥石 2.10、其他 0.25。镍的物相分析结果（%）：氧化镍 7.62、硫酸镍 1.51、硫化镍 0.79、硅酸镍 90.08。基金项目：

9、国家科研院所技术开发专项资金（NCSTE-2007-JKZX-062） ；云南省科技计划项目（2008AA001）DOI：10.3969/j.issn.1007-7545.2012.02.004作者简介：汪云华(1972-)，男，四川苍溪人，博士，副研究员.可以看出，该红土镍矿中有价元素 Ni，Co 含量较低；矿石中主要矿物为赤（褐）铁矿、石英及伊利石、滑石、粘土等；Ni 主要以硅酸镍形式存在；铁含量低，镁含量较高，属于硅镁镍矿型红土镍矿，适宜于用湿法工艺进行处理。1.2 试验方法将红土镍矿烘干，破碎，细磨，每次试验将细磨的 100 g 红土镍矿（-0.074 mm）与一定比例的浓硫酸充分混匀

10、，置于坩埚中，将其放入具有两个焙烧温度区间的卧式管炉内焙烧，一段低温焙烧至指定时间后，推进坩埚于二段高温焙烧区域，焙烧至指定时间，焙烧产物进行水浸，过滤，量取滤液体积，称取滤渣重量，分析滤液及渣中镍、钴含量，计算镍、钴回收率。固定水浸试验条件：浸出温度 50 ，浸出时间 5 h，液固比 31，搅拌速度 500 r/min。2 试验结果与分析2.1 硫酸用量对镍钴浸出率的影响固定焙烧条件：低温段焙烧温度 250 ，时间 1 h；高温段焙烧温度 600 ，时间 2.5 h，焙烧产品水浸，硫酸用量（酸料比）对镍、钴浸出率的影响结果见图 1。图 1 硫酸用量对镍、钴浸出率的影响Fig.1 Effect

11、 of sulfuric acid dosage on leaching rate of Ni and Co由图 1 可知，随着酸料比的增加，镍、钴浸出率逐渐提高。继续提高酸料比到 0.6 以上后，镍、钴浸出率提高幅度不大。因此，本研究确定适宜的酸料比为 0.6。2.2 焙烧温度对镍钴浸出率的影响焙烧温度的选择直接关系着硫酸化反应进行的程度，从而影响镍钴的浸出率。根据前期研究结果，同时考虑到浓硫酸的沸点为 338 ，低温段焙烧温度过高会导致硫酸的挥发，不利于硫酸化焙烧反应进行。因此，本研究在整个试验过程中固定低温段焙烧温度为 250 。研究高温段焙烧温度对镍钴浸出率的影响。试验条件：酸料比 0

12、.6，低温段焙烧时间 1 h，高温段焙烧时间 2.5 h，焙烧产品水浸。结果见图 2。图 2 高温段焙烧温度对镍钴浸出率的影响Fig.2 Effect of roasting temperature in high temperature roasting section on leaching rate of Ni and Co由图 2 可以看出，当焙烧温度在 500650 时，镍、钴浸出率均随着温度的升高而提高；当温度高于 650 时，镍浸出率提高幅度不大，而钴浸出率有下降趋势。这主要是因为硫酸铁在 480 左右开始分解，产生的SO3 将继续与镍、钴发生硫酸化反应，从而提高了镍、钴的浸出率

13、；但是温度过高，硫酸钴会分解，从而导致钴浸出率有所下降。因此，本研究确定适宜的焙烧温度为：低温段 250 ，高温段 650 。2.3 两段焙烧时间对镍钴浸出率的影响本研究硫酸化焙烧涉及两个焙烧段，因此，分别研究了两段焙烧时间对镍钴浸出率的影响，低温段焙烧时间对镍、钴浸出率的影响见图 3（酸料比 0.6，低温段焙烧温度 250 ，高温段焙烧温度 650 ，时间 2.5 h） 。图 3 低温段焙烧时间对镍、钴浸出率的影响Fig.3 Effect of roasting time in low temperature roasting section on leaching rate of Ni a

14、nd Co由图 3 可看出，在低温焙烧段，随着焙烧时间的延长，镍钴浸出率逐渐升高，并趋于平缓。当焙烧时间延长焙烧至 80 min 时，镍、钴浸出率提高幅度不大。因此，低温焙烧段适宜的焙烧时间为 60 min。高温段焙烧时间对镍、钴浸出率的影响见图 4（酸料比 0.6，低温段焙烧温度 250 ，时间 60 min，高温段焙烧温度 650 ） 。图 4 高温焙烧段焙烧时间对镍、钴浸出率的影响Fig.4 Effect of roasting time in high temperature roasting section on leaching rate of Ni and Co由图 4 可看出，

15、在高温焙烧段，随着焙烧时间的延长，镍钴浸出率逐渐升高。当焙烧时间延长至 3 h 以上，镍、钴浸出率趋于平缓。因此，高温焙烧段适宜的焙烧时间为 3 h。3 结论澳大利亚某红土镍矿属于硅铁镍型红土矿，通过两段硫酸化焙烧水浸工艺进行处理，在酸料比为 0.6，一段 250 低温焙烧 60 min，二段 650 高温焙烧 3 h 的条件下，进行硫酸化焙烧，焙烧产物经过水浸，Ni、Co 浸出率分别达到 93.38%、91.95% 。参考文献1 彭容秋. 镍冶金M. 长沙：中南大学出版社， 2004.2 饶明军. 红土镍矿直接还原制取镍铁不锈钢原料的研究D. 长沙：中南大学，2010.3 Rubisov D

16、 H，Krowinkel J M，Papangelakis V G. Sulphuric acid pressure leaching of laterites-universal kinetics of nickel dissolution for limonites and limonitic/saprolitic blendsJ. Hydrometallurgy，2000(58) ：1-11.4 Johnson J A，Mcdonald R G，Muir D M，et al. Pressure acid leaching of arid-region nickel laterite or

17、e Part IV：Effect of acid loading and additives with nontronite oresJ. Hydrometallurgy，2005(78) ：264-270.5 车小奎，邱沙，罗仙平. 常压酸浸法从硅镍矿中提取镍的研究 J. 稀有金属，2009，33(4)：582-585. 6 邱沙，车小奎，郑其，等. 红土镍矿硫酸化焙烧- 水浸试验研究J. 稀有金属，2010，34(3)：405-412.7 刘瑶，丛自范，王德全. 对低品位镍红土矿常压浸出的初步探讨 J. 有色矿冶，2007(5)：28-30. 8 何焕华. 氧化镍矿处理工艺述评J. 中国有色冶金， 2004(6)：12-17.9 兰兴华. 从镍红土矿中回收镍的技术进度J . 世界有色金属， 2007(4)：27-30 .10 刘大星. 从镍红土矿中回收镍、钴技术的进展J. 有色金属（冶炼部分） ，2002(3)：6-10.11 蒋继波，王吉坤. 红土镍矿湿法冶金工艺研究进展 J. 湿法冶金，2008，28(1)：3-11. 12 王成彦，尹飞，陈永强. 国内外红土镍矿处理技术及进展J. 中国有色金属学报，2008，18 (增刊 1)：1-8.