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红土镍矿湿法冶炼工艺(红镍土矿的湿法冶金回收方法)

红土镍矿湿法冶炼工艺(红镍土矿的湿法冶金回收方法) 镍矿湿法浸出试验

镍红土矿石的品位低而复杂,之所以不能用造锍熔炼的火法冶金方法处理,是因为它是氧化矿,缺少形成镍锍所需的硫。对于含镍较高而含铜和钴低的红土矿,较多采用电炉还原熔炼的方法生产镍铁,但在处理含铜、钴和镍都比较高的红土矿时,宜采用湿法流程处理,以利于综合回收各种有价金属。浸出是常用的湿法处理方法,并且采用两种完全不同的方法浸出,所用方法取决于矿石中碱性氧化镁含量的高低。矿石氧化镁含量高,采用酸浸在经济上是不可能的,因为必须用大量的酸中和氧化镁并使镁进入溶液。因此,含氧化镁高的矿石需采用碱性氨浸,而且这种浸出是在常压和常温下进行。氨浸法的代表性工厂为古巴的尼加罗厂。 另一方面,含氧化镁低的矿石因为不需消耗大量酸去中和矿石中的碱性脉石,故采用硫酸浸出。为加速整个溶解过程,浸出作业通常在高温高压下进行。酸浸法的代表性工厂为古巴的毛阿湾厂,所处理的矿石成分特点是褐铁矿含量高,氧化镁含量低。 镍红土矿大部分分布在温暖和多雨的地区。在这些地区,含铁、镁的蛇纹岩[如暗镍蛇纹石,化学式为4(Ni,Mg)4·3SiO2·6H2O]经受了长期的风化作用,分解出一些二氧化硅和氧化镁,而矿石中却富集了较难溶解的铁、钴、镍、铬和铝的氧化物。用湿法冶金处理浸出后的溶液,必须经净化除杂质得到较纯净的溶液,才能提取金属镍。 一、氨浸法处理红土矿 高氧化镁红土矿在相当长的时间里采用古巴镍公司的尼加罗法处理。适合采用这种氨碱浸出方法处理的矿典型成分为1.4%Ni,8%MgO,14%SiO2。 氨浸法是基于红土矿中的镍一般与铁结合成铁酸盐状态,经还原焙烧使铁酸镍转变成金属镍或镍铁合金,以便在氨溶液中溶解。目前古巴尼罗厂的生产规模为年处理矿石1780kt(平均含镍1.3%,钴0.07%),产烧结氧化镍16170t(Ni90%),镍总实收率70.4%,钴浸出率18%~20%,氨耗410kg/t镍,二氧化碳耗量为551kg/t镍。 古巴尼加罗镍厂用还原焙烧-常压氨浸法处理高氧化镁含镍红土矿已达半个世纪,其工艺流程如图1。该流程的优点如下: (一)碳铵溶液既能选择性溶解焙砂中的镍、铜、钴,使其生成稳定的络合物,又能成功地将其分离回收。而铁、锌、镁等杂质由于它们的溶解度很小,在此后生产过程中大部分能水解除去。 (二)碳铵溶剂易于回收,返回使用。 (三)物料腐蚀性弱,设备大多可用碳钢制作。 (四)采用常压浸出,设备结构简单。 图1古板一家罗冶炼厂生产工艺流程(因故图表不清,有需要者可免费致电)。这种工艺的缺点是:(1)能耗高。硫化镍矿生产镍的总能耗为22kWh/kg镍,而使用氧化镍矿的总能耗比硫化矿高1 ~ 3倍。(2)浓缩机一般用于浸出和洗涤作业的液固分离,物料在系统中停留时间长(72h左右),设备体积大,厂区面积大。为了提高镍和钴的回收率,美国矿产局最近开发了一种从红土矿中回收镍的还原焙烧-氨浸新工艺,简称USBM法(见图2)。当处理含1%镍和0.2%钴的红土矿时,镍和钴的回收率分别为90%和85%。若处理含镍0.53%、钴0.06%的低品位红土矿,钴回收率可达76%。图2美国USBM工艺为了满足市场对镍产品的不同要求,氨浸法生产镍的工艺及其产品也得到了发展。大致有以下三种:(1)澳大利亚昆士兰州镍公司雅布工厂烧结氧化镍(Ni99%)工艺于1974年底建成投产。生产过程如图3所示。年处理红土矿2300kt(平均含镍1.57%,含钴0.12%),年产镍23kt,钴1kt。五分之四的产品是氧化镍,其余是镍钴硫化物精矿。图3澳大利亚雅布鲁工厂生产流程(由于某些原因,图表不清楚,有需要的可以免费调用)(二)生产电镍的流程是还原焙烧-氨浸处理红土矿的流程。生产电镍的工厂包括巴西的托坎廷斯镍公司、捷克的谢里德镍厂和阿尔巴尼亚的爱尔巴桑镍厂。图4显示了Shered工厂的流程。图4捷克Shered工厂生产工艺流程(由于某些原因,图表不清楚,有需要的可以免费打电话)。经粉碎的植物处理的红土的成分(%)为:Ni钴铬铁二氧化硅船用汽油(Marine Gas Oil的缩写)0.7~1.00.162.550~520.15~101~4 该厂年产电镍3000t,主要技术经济指标如下: 镍浸出率74%,钴浸出率65%,从矿石到电镍总回收率70%; 氨耗8kg/t干矿;电解电耗7000kWh/t镍。 电镍成分如下(%):

镍钴铁锌铜99.93~99.950.01~0.04<0.0020.007~0.009<0.001

(三)镍粉或镍块的加工。surigao镍矿厂红土矿处理工艺流程如图5所示。其设计能力为3500kt /a,可生产31kt/a镍粉和镍块。副产品镍钴混合物含有2994吨/年镍和1491吨/年钴。该厂处理的红土矿、硫化矿精矿和产品的成分如下:红土矿成分(%)镍钴铁铬铜锰铝锌1.20.1238.5一点六0.0124.03.00.034

镍钴硫化物混合精矿的组成(%): Ni钴铁铜S2412六2七

最终产品的化学成分(%):镍钴铁铜S镍粉99.80.150.020.020.03镍块99.80.150.020.020.01

图5苏里高镍二厂工艺流程。加压酸浸处理红土矿。古巴Maoawan的镍矿厂采用加压酸浸法处理低镁含镍红土矿。是世界上唯一采用高温高压直接酸浸红土矿提取镍钴的工厂。工厂采用先进技术,布局紧凑,占地面积小,环境清洁。流程如图6所示。图6古巴毛阿湾镍厂工艺流程。该厂处理的含镍红土矿不同于Nigalo厂,属于褐铁矿型。如果在常压、常温下用硫酸溶液浸出,矿石中的大量铁(矿石含68%的三氧化二铁)很容易进入含镍、钴的溶液中。而用相同浓度的硫酸溶液在高温高压(246℃,3.6MPa)下浸出时,只有少量的铁进入溶液,而镍和钴的浸出率均超过95%。矿石中碱性氧化物的含量相当低,因此不必消耗大量硫酸来中和矿石中高含量的碱性氧化物。用于浸出的加压硫酸的量为每吨干精矿的22.5%。浸出渣含铁51%,可作为炼铁原料。浸出液送入沉淀高压釜(118 ~ 121℃,压力1MPa),通入硫化氢沉淀镍、钴、铜等硫化物。产生含55%镍、5.9%钴和1.0%铜的硫化物精矿,并将其送到精炼厂进行进一步精炼。万茂镍厂采用的主要设备结构、工艺参数、相关材料成分及指标见表1和表2。表1毛阿湾镍厂热压硫酸浸出法工艺设备结构和工艺参数及设备名称量规格尺寸结构工艺参数蒸汽浸出高压釜16套立式φ 3.05,H15.8m蒸汽搅拌,4列并联钢壳内衬6.4mm Pb皮+76mm耐酸砖+碳砖。26℃,3.6Mpa,112min,固体浓度45% ~ 33%,矿石粒度< 20目,H2SO4用量=干矿的22.5%,4套串联。浸出后浆液冷却器4套管束φ 1.22,5.35米管束φ71毫米逆流,浆液通过内管,温度从246℃到135℃,蒸汽为0.1Mpa浆液闪蒸罐2套2.2、H3.1、一级喷嘴20mm2喷嘴17mm钢壳内衬4.5mm橡胶+115mm碳砖陶瓷喷头(Al2O3 80% ~ 95%+SiO2 23.76%)。从135℃到≤ 100℃,两个喷嘴并联,每组两个喷嘴串联。纸浆洗涤浓缩器6台湾φ68.5米,6级串联逆流,洗涤比2/1,效率99%中和槽4套φ 4.27内,H4m木制,4套系列罐体有效容积为45.5m3,最终PH值为2 ~ 2.5。镍钴沉淀高压釜4套卧式三室φ 3.5,L9.91m,每室由45kW涡轮搅拌。碳钢外壳,内衬4.75胶+114mm耐酸砖。18 ~ 121℃,总压= 1 MPa,PH2s0.8Mpa,在三个室中的顺序停留时间(min)min)6.2,5.7,5.1;Q = 3.64立方米/分钟硫化物闪蒸罐4套φ2.13,高4.26米与浆液闪蒸罐相同Q = 3.64立方米/分钟 表2 毛阿湾镍厂热压酸浸法流程的物料组成及过程指标形式液体/(克·升-1)镍钴铜锌铁锰三氧化二铬二氧化硅镁(氧化镁)铝(氧化铝)SO42-H2O装订硫酸(pH值)
矿石/%吸入浸出率/%中和后溶液/(克·升-1)H2S降水
炉渣/%浓度/%后洗液/(克·升-1)回收率/%
1.355.950.06964.1555.10.03799
0.1460.640.008960.455.90.00798.1
0.020.1~1000.081.0~100
0.040.2~1000.11.7~100
47.50.8510.40.60.30.5
0.82.00.4571.4+1.20
(2.9)0.3(3.0)3.00.20.40.1513.1
3.723.512++
(1.7)2(0.7)601.91.70
(8.5)(8.1)11一点六0.021.40.1
678.127S①so42-0.0624首席行政官
12.53.2Pb100
28(2.4)
① 硫化物含硫35.5%;+-Pb0.003%;++-Ca 0.1g/L。 关键词TAG: 有色金属 镍 
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