范興祥,汪云華,董海剛,吳躍東,李柏榆,趙家春,李博捷
(昆明貴金屬研究所 稀貴金屬綜合利用新技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,云南 昆明 650106)
隨著鎳資源的大規(guī)模開采,富礦資源,特別是硫化礦資源越來越少,紅土鎳礦資源開始受到關(guān)注。從紅土鎳礦中回收鎳的工藝較多,如加壓硫酸浸 出[1-5]、常 壓 堆 浸[6]、常 壓 攪 浸[7]、生 物 浸出[8-10]、電化學(xué)浸 出[11]、硫酸化焙 燒-水 浸[12]、還原-氨浸[13-14]、堿 浸-氨 浸[15]、氨 浸[16]等。針 對(duì) 澳大利亞某紅土鎳礦資源的特點(diǎn),研究了用硫酸浸出回收鎳,旨在確定處理紅土鎳礦的工藝參數(shù),為其開發(fā)利用提供切實(shí)可行的濕法工藝。
試驗(yàn)礦石為澳大利亞的紅土鎳礦(18桶)。該礦石屬于低鎂高鐵質(zhì)鎳礦。18桶礦樣的鎳、鈷、鎂、鐵含量接近,屬于同一礦體的中層礦[17]。試驗(yàn)所用礦樣為18桶礦樣的混合樣。
采用顎式破碎機(jī)破碎,各粒級(jí)礦樣的化學(xué)組成(表1)非常相近。
表1 紅土鎳礦各粒級(jí)化學(xué)成分質(zhì)量分?jǐn)?shù) %
試驗(yàn)所用設(shè)備有泡浸池,板框壓濾機(jī)。所用試劑為化學(xué)純硫酸。
試驗(yàn)方法:礦樣烘干,按試驗(yàn)方案與配制好的稀硫酸一起加入到浸泡池中。浸泡一定時(shí)間后,過濾、洗滌,取樣分析浸出液中鎳質(zhì)量濃度和殘留的硫酸質(zhì)量濃度,計(jì)算鎳浸出率和酸耗。采用兩段逆流浸泡法進(jìn)行試驗(yàn):一段浸泡時(shí)用二段浸泡液作浸出劑;二段浸泡時(shí)用新配制的稀硫酸浸泡一段浸出渣。工藝流程如圖1所示。
圖1 紅土鎳礦兩段浸泡工藝流程
試驗(yàn)條件:礦石粒度為-8~+2mm,稀硫酸用量為剛好沒過礦樣,浸泡6d。酸度對(duì)鎳浸出率及酸耗的影響試驗(yàn)結(jié)果如圖2所示。
圖2 酸度對(duì)鎳浸出率及酸耗的影響
由圖2看出:鎳浸出率隨酸度增大而增大,酸耗隨酸度增大而降低;當(dāng)酸度為2.51mol/L時(shí),經(jīng)過6d浸泡,鎳浸出率最高為52.56%,酸耗為72.89t/t鎳;當(dāng)酸度2.79mol/L時(shí),浸出液黏度增大,不易排出,而且容易結(jié)晶,鎳浸出率反而降低。綜合考慮,一段浸泡酸度確定為2.51 mol/L。
試驗(yàn)條件:硫酸用量為剛好沒過礦石,酸度為2.51mol/L。礦石粒度對(duì)鎳浸出率及酸耗的影響試驗(yàn)結(jié)果如圖3所示。
圖3 礦石粒度對(duì)鎳浸出率及酸耗的影響
由圖4看出,隨礦石粒度減小,鎳浸出率提高,酸耗降低。主要原因是紅土鎳礦粒度越細(xì),比表面積越大,鎳礦物與硫酸接觸越多。綜合考慮,適宜的礦石粒度確定為-8~+2mm。
酸度2.51mol/L,礦石粒度-8~+2mm,兩段逆流浸泡。浸泡時(shí)間對(duì)鎳浸出率及酸耗的影響試驗(yàn)結(jié)果如圖4所示。
圖4 浸出時(shí)間對(duì)鎳浸出率及酸耗的影響
由圖4看出:隨浸出時(shí)間延長(zhǎng),鎳浸出率提高,酸耗降低;鎳浸出率在浸泡12d時(shí)接近80%,酸耗為64t/t鎳左右。
根據(jù)上述試驗(yàn)結(jié)果,確定綜合試驗(yàn)條件為:酸度2.51mol/L,礦石粒度-8~+2mm,兩段逆流浸泡時(shí)間均為12d。最佳條件下的試驗(yàn)結(jié)果表明,鎳浸出率為78.52%,浸出液中鎳離子質(zhì)量濃度為7.37g/L,浸出液殘酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于5%,酸耗在64t/t鎳左右,與條件試驗(yàn)結(jié)果基本一致。
用稀硫酸兩段逆流浸泡法從紅土鎳礦中浸出鎳是可行的,最佳條件下,鎳浸出率在78%以上,酸耗在64t/t鎳左右,效果較為理想。浸出鎳的同時(shí),鈷浸出率很低,而該紅土鎳礦鈷含量相對(duì)較高,所以如何提高鈷浸出率需要進(jìn)一步加以研究。
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