红土镍矿堆浸试验.pdf

4 有色金属 冶炼部分 h t t p ／／y s y l ．b g r i m m ．c n 2 0 1 2 年6 期 d o i 1 0 ．3 9 6 9 ／j ．1 s s m1 0 0 7 - 7 5 4 5 ．7 ．1 1 1 2 ．0 6 ．0 0 2 红土镍矿堆浸试验 童伟锋，汪云华，吴晓峰，范兴祥 昆明责金属研究所稀贵金属综合利用新技术国家重点试验室，昆明6 5 0 1 0 6 摘要对澳大利亚红土镍矿进行两段逆流堆浸。考察了矿样粒度、浸出液酸浓度、浸出时间、堆高对镍浸 出率的影响。结果表明，使用粒度为2 ～8m m 的矿样，一段浸出使用二段浸出液，堆浸时间1 6 天，二段 浸出使用新配置的酸液浸出一段浸出渣．酸浓度为2 2 ％，堆漫时间6 0 ～7 0 天，整个流程镍浸出率为 8 0 ．2 8 ％。 关键词镍；红土锦矿I 堆浸 中圈分类号T F 8 1 5文献标识码A文章编号1 0 0 7 7 5 4 5 2 0 1 2 0 6 0 0 0 4 0 3 E x p e r i m e n t a lS t u d yo nH e a pL e a c h i n go fN i c k e lL a t e r i t e T O N GW e i f e n g ．W A N GY u n h u a ，W UX i a o - f e n g 。F A NX i n g x i a n g K u n m i n gI h s d t u t eo fP r e c i o u sM e t a l s ．S t a t eK e yL a b o r a t o r yo fA d v a n c e dT e c h n o l o g i e sf o r C o m p r e h e n s i v eU t i l i z a t i o no fP l a t i n u mM e t a l s ，K u n m i n g6 5 0 1 0 6 ，C h i n a A b s t r a c t A nA u s t r a l i a nn i e k e ll a t e r i t eo r ew a sh e a pl e a c h e dw i t ht h et w os t a g ec o u n t e r c u r r e n tp r o c e s s ． T h ee f f e c t so fp a r t i c l es i z e ，a c i dc o n c e n t r a t i o n ，l e a c h i n gt i m e ，a n dh e a ph i g ho nn i e k e ll e a c h i n gr a t ew e r e i n v e s t i g a t e d ．T h er e s u l t ss h o wt h a tt h en i c k e ll e a c h i n gr a t ei su pt O8 0 ．2 8 ％i nt h ew h o l ep r o c e s s ．I nt h e f i r s ts t a g e ，t h eo r ew i t hp a r t i c l es i z eo f2 ～8m mi sl c a c h e df o r1 6d a y sw i t hs e c o n ds t a g e1 c a c h i n gl i x i v i u m ， a n di nt h es e c o n ds t a g e ，t h ef i r s tl e a c h i n gr e s i d u ei sh e a pl e a c h e df o r6 0t o7 0d a y sw i t ht h es u l f u r i ca c i d c o n c e n t r a t i o no f2 2 ％． K e yw o r d s n i c k e l ；n i c k e ll a t e r i t e ；h e a pl e a c h i n g 据估计，镍在地壳中的平均含量为0 ．0 1 ％，而 红土镍矿则占了世界镍储量的7 0 ％[ 1 ] 。红土镍矿 是由铁和镍的氧化物组成的次生共生矿，其特点是 硬度小、易泥化、含水高 3 0o A ～4 5 ％ 、难以用一般 选矿方法富集、品位约1 ％～3 ％[ 2 ] 。因此，红土镍 矿将会成为未来镍的主要来源，受到众多研究者的 关注。 目前，红土镍矿的冶炼方法分为火法和湿法两 大类。火法主要有还原熔炼生产镍铁工艺D 制、还原 硫化熔炼生产镍锍工艺[ 7 - s 1 ；湿法处理红土镍矿的方 法主要为还原焙烧氨浸工艺曲“、加压硫酸浸出工 艺㈨叮、常压硫酸浸出工艺D i - l s ] 。其中，常压硫酸浸 出工艺具有工艺简单、能耗低、不使用高压釜、投资 费用少、操作条件易于控制等优点，越来越受到人们 的关注。常压硫酸浸出又分为堆浸、泡浸和搅拌浸 出。为充分利用硫酸并提高镍的浸出率，本文采用 堆浸法对澳大利亚红土镍矿进行两段逆流浸出，考 察工艺条件对镍浸出效果的影响。 1 试验原料及方法 1 ．1 试验原料 红土镍矿来自澳大利亚G M E 公司，矿样经晾 收稿日期2 0 1 卜1 l 一2 9 基金项目国家科研院所技术开发专项资金 N c s T E 一2 0 0 7 - J K Z X - 0 6 2 I 云南省科技计崩项目 2 0 0 8 A A 0 0 1 作者简介童伟锋 1 9 7 9 一 。男，上海市人，大学，助理工程师． 万方数据 2 0 1 2 年6 期有色金属 冶炼部分 h t t p ／[ y s y l ．b g f i m m ．c n 5 晒、自然干燥，破碎后筛分为一2m m 、2 ～8m m 、2 ～ 1 5m m 和2 ～2 5m m 四个粒级，各粒级的化学成分 见表1 。 表l 红土镍矿各粒级化学成分 T a b l e1C h e m i c a lc o m p o s i t i o no fn i c k e ll a t e r i t e w i t hd i f f e r e n tg r a i ns i z e ／％ 由表1 可知，该红土镍矿中各粒级矿样的化学 组成非常相近，属于低镍高铁低镁的铁质镍矿石，适 于采用湿法提取工艺。 1 ．2 试验设备与试剂 试验中使用的设备主要为1 5 个浸取柱，其中直 径为0 ．4 7m 、高度分别为1 ．5m 、2 ．2m 和3m 的各 3 个，此外还有直径0 ．2 0m 、高度1 ．5m 的6 个。主 要试剂有工业硫酸、自来水． 1 ．3 试验方法 采用两段逆流堆浸流程。将红土镍矿晾晒干燥 后破碎并筛分。由于一2m m 渗透性差，试验选用2 ～8m m 、2 ～1 5m m 和Z ～2 5m m 三个粒级进行试 验。堆浸过程采用连续喷淋、自循环的喷淋方法，喷 淋强度9 0L ／ m 2 h 。一段浸出使用二段浸出液 浸出红土镍矿，主要考察浸出时间对镍浸出率的影 响；二段浸出使用新配置的酸液浸出一段浸出渣，主 要考察酸浓度、粒度和堆高对镍浸出率的影响。 2 试验结果与讨论 2 ．1 一段浸出时间对镍浸出率影响 固定条件粒度2 ～8m m 新矿，连续喷淋，自循 环，喷淋强度9 0L ／ m 2 h ，堆高1 ．4m ，二段浸出 液 镍离子浓度3 ．5 2g ／L ，酸浓7 ％ ，结果见图1 。 由图1 可知，镍浸出率随浸出时间的增加而增 加，镍浸出率在1 6 天达到8 0 ．2 8 ％；继续增加浸出 时间，镍浸出率反而略微下降。因此，一段浸出适宜 时间为1 6 天。 2 ．2 二段浸出 2 ．2 ．1 酸浓度对浸出率的影响 固定条件连续喷淋，自循环，喷淋强度 9 0L ／ m 2 - h ，浸出液调出条件N i ≥3 ．5g ／L ，矿石 粒度2 ～8m m ，堆高i ．4m ，不同酸浓度在7 天内对 镍浸出率的影响结果见图2 。 时问，d 围1 浸出时间对镍浸出率的影响 F i g ．1 E f f e c to ft i m eo nn i c k e ll e a c h i n gr a t e 辞 静 丑 则 璐 酸浓度／％ 图2 酸浓度对镍浸出率的影响 F i g ．2 E f f e c to fs u l f u r i ca c i dc o n c e n t r a t i o n O nn i c k e ll e a c h i n gr a t e 由图2 可知，当酸浓度为2 2 ％时，经过7 天的 浸出，镍浸出率最高为2 2 ．5 7 ％；继续提高酸浓度， 镍浸出率提高幅度不大。因此，二段浸出适宜的酸 浓度为2 2 ％。 2 ．2 ．2 粒度对浸出率的影响 固定条件连续喷淋，自循环，喷淋强度9 0L ／ m 2 h ，浸出液调出条件N i ≥3 。5g ／L ，酸浓度 2 2 ％，堆高1 ．4m ，试验结果见图3 。 由图3 可知，浸出率随时间的延长而增大，相 同的浸出时间，粒度越大镍浸出率越低，浸出时间为 6 0 天时，粒度为2 ～8m e n 的矿样镍浸出率为 7 0 ．8 6 ％。因此，适宜的粒度为2 ～8m m 。 2 ．2 ．3 堆高对浸出率的影响 固定条件连续喷淋，自循环，喷淋强度9 0L ／ m 2 h ，浸出液调出条件N i ≥3 ．5g ／L ，酸浓度 z 2 ％，粒度z ～8m m ，堆高对镍浸出率及酸耗的影 摹、许箬璐蜡 万方数据 6 有色金属 冶炼部分 h t t p l H y s y l ．b g r i m m ．o n 2 0 1 2 年6 期 8 0 7 0 兰印 霎5 0 鑫4 0 3 0 2 0 时间，d 图3 粒度对镍浸出率的影响 F i g ．3 E f f e c to fp a r t i c l es i z eo nn i c k e l l e a c h i n gr a t e 响结果见图4 。 芝 茎 蓉 图4 堆高对镍浸出率的影响 F i g ．4 E f f e c to fh e a ph i g ho nn i c k e l l e a c h i n gr a t e 由图4 可知，镍浸出率随浸出时间的延长而增 加，浸出时间在7 0 天时，堆高为1 ．2m 、1 ．7 6m 及 2 ．4r f l 的堆浸柱镍浸出率均达到6 5 ％左右。因此， 在1 ．z ～2 ．4m 范围内，堆高对浸出率的影响不大。 从二段堆浸的试验结果可知，二段所确定的最 佳条件为；酸浓度2 2 ％、粒度2 ～8m m 、堆浸时间6 0 ～7 0 天，镍浸出率可以达到7 4 ％，吨镍酸耗7 0t 左 右。 采用两段逆流浸出工艺，在提高浸出液中镍浓 度的同时降低残酸浓度，镍的总浸出率为8 0 ．2 8 ％， 浸出液中镍离子浓度4 ．5g ／L 左右，浸出液残酸浓 度小于1 ％。 3结论 澳大利亚红土镍矿属于高铁低镁红土镍矿。最 佳工艺条件为一段浸出使用二段浸出液，矿石粒度 z ～8m m ，堆浸时间2 0 天；二段浸出使用新配置的 酸液浸出一段浸出渣，酸浓度2 2 ％，堆浸时间6 0 ～ 7 0 天。镍的总浸出率为8 0 ．2 8 ％，浸出液中镍离子 浓度4 ．5g ／L 左右，浸出液残酸浓度小于1 ％。 参考文献 [ 1 ] 周晓文，张建春，罗仙平．从红土镍矿中提取镍的技术研 究现状及展望[ J ] ．四J I I 有色金属，2 0 0 8 3 1 8 2 1 ． [ 2 ] 任鸿九．有色金属清洁冶金[ M ] ．长沙中南大学出版 社，2 0 0 6l1 6 3 - 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