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        低品位紅土鎳礦氧化焙燒—硫酸浸出試驗研究

        2013-09-27 09:40:32馬衛(wèi)紅樊麗麗訾建新
        濕法冶金 2013年2期
        關鍵詞:氧化鎳紅土濕法

        馬衛(wèi)紅,樊麗麗,曾 欽,訾建新

        (內蒙古礦產實驗研究所,內蒙古 呼和浩特 010031)

        我國鎳資源中,氧化鎳礦約占55%,硫化鎳礦約占28%,海底鎳錳結核中的鎳約占17%[1-2]。氧化鎳礦雖然儲量很大,但由于技術和經濟等原因沒有得到大規(guī)模開發(fā)。隨著世界硫化鎳礦資源的日漸消耗,紅土鎳礦的開發(fā)利用近年來已成為研究熱點[3-7]。試驗針對某地紅土鎳礦,研究了先氧化焙燒,然后用酸浸出鎳。

        1 試驗部分

        1.1 礦石性質

        紅土鎳礦中的鎳主要以氧化鎳、硅酸鎳形式富集在蛇紋石中,少量賦存在綠泥石、滑石中。以蛇紋石為主的鎳礦物集合體在表生風化層中形成土狀混合物,是可利用的鎳礦資源。礦石多元素化學分析結果見表1。

        表1 化學多元素分析結果 %

        1.2 試劑與設備

        試驗所用主要試劑為98.3%的濃硫酸,水為自來水。

        試驗所用設備有:球磨機,SX2-4-13型馬弗爐,SHZ-D(III)循環(huán)水真空泵,D-840/WZ型電動攪拌器(天津市興華科學儀器廠),Optimal5300DV型電感耦合等離子體-原子發(fā)射光譜儀(ICP-AES,美國Perkin-Elmer公司),烘箱等。

        1.3 試驗方法

        將紅土鎳礦自然風干,破碎至一定粒度。每次取一定質量樣品于瓷坩堝中并置于馬弗爐中焙燒,焙砂在一定條件下用硫酸浸出,考察焙燒及浸出條件對鎳浸出率的影響。

        2 試驗結果與討論

        2.1 磨礦細度對鎳浸出率的影響

        礦石在800℃下焙燒3h,然后在70℃下用硫酸浸出60min,控制液固體積質量比1∶1,考察礦石細度對鎳浸出率的影響。試驗結果如圖1所示??梢钥闯觯S礦石粒度減小,鎳浸出率先增大后減小。綜合考慮,磨礦細度以-0.074mm占75%為宜。

        圖1 磨礦細度對鎳浸出率的影響

        2.2 焙燒溫度對鎳浸出率的影響

        礦石粒度-0.074mm占75%,不同溫度下焙燒3h,浸出溫度70℃,浸出時間60min,液固體積質量比1∶1。焙燒溫度對鎳浸出率的影響試驗結果如圖2所示。可以看出,隨焙燒溫度升高,鎳浸出率先增大后減小,變化較大。綜合考慮,確定焙燒溫度以800℃為宜。

        圖2 焙燒溫度對鎳浸出率的影響

        2.3 焙燒時間對鎳浸出率的影響

        礦石粒度-0.074mm占75%,焙燒溫度800℃,浸出溫度70℃,浸出時間60min,液固體積質量比1∶1。焙燒時間對鎳浸出率的影響試驗結果如圖3所示??梢钥闯?,焙燒時間越長,鎳浸出率越高。但延長焙燒時間會降低生產效率,增加生產成本,所以,綜合考慮,確定焙燒時間以2h為宜。

        圖3 焙燒時間對鎳浸出率的影響

        2.4 浸出溫度對鎳浸出率的影響

        礦石粒度-0.074mm占75%,焙燒溫度800℃,焙燒時間2h,浸出時間60min,液固體積質量比1∶1。浸出溫度對鎳浸出率的影響如圖4所示??梢钥闯觯弘S浸出溫度升高,鎳浸出率先增大后減?。唤鰷囟葹?0℃時,鎳浸出率最高。綜合考慮,確定最佳浸出溫度為70℃。

        圖4 浸出溫度對鎳浸出率的影響

        2.5 浸出時間對鎳浸出率的影響

        礦石粒度-0.074mm占75%,焙燒溫度800℃,焙燒時間2h,浸出溫度70℃,液固體積質量比1∶1。浸出時間對鎳浸出率的影響如圖5所示??梢钥闯觯S浸出時間延長,鎳浸出率先增大后減小。綜合考慮,確定適宜的浸出時間為80min。

        圖5 浸出時間對鎳浸出率的影響

        2.6 液固體積質量比對鎳浸出率的影響

        礦石粒度-0.074mm占75%,焙燒溫度800℃,焙燒時間2h,浸出溫度70℃,浸出時間80min。液固體積質量比對鎳浸出率的影響如圖6所示??梢钥闯?,隨液固體積質量比增大,鎳浸出率變化較大;液固體積質量比為1.5∶1時,鎳浸出率最高。所以,確定最佳液固體積質量比為1.5∶1。

        圖6 液固體積質量比對鎳浸出率的影響

        3 結論

        采用焙燒—酸浸工藝從紅土鎳礦中浸出鎳,浸出效果較好。最佳工藝條件為:礦石粒度-0.074mm占75%,焙燒溫度800℃,焙燒時間2h,浸出溫度70℃,浸出時間80min,液固體積質量比1.5∶1。最佳條件下,鎳浸出率達81%左右。

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        [3]劉搖,叢自范,王德全.對低品位鎳紅土礦常壓浸出的初步討論[J].有色金屬,2007(5):28.

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