红土矿高压酸浸过程含铝矿物的溶出行为研究.pdf

第30卷专辑 . I SSUC 中国稀土学报 oV I3 0SPe e JOURNLAOFC H」 N EESSOCIETYOF RR E EA A RT HS 0 122 年 8 月 A ug . 2012 红土矿高压酸浸过程含铝矿物的溶出行为研究 刘葵 , * 2 , 陈启元 ’ , 尹周澜 ’ , 胡慧萍 ’ 1 . 中南大学化学化工学院 湖南长沙 4 1008; 32 . 广西师范大学化学化工学院 广西桂林 54 1004 摘要 采用 X 射线衍射和扫描电子显微镜等手段研究了元江红土矿中主要含铝矿物在高压酸浸过程的溶解行为和铝的沉积行 为 。 铝含量较高的绿泥石和蛇纹石在27 0 “ C , 巧mi n内快速溶解并沉积下来 , 沉积产物为明矾石和结 晶程度不高的含铝硫酸盐 。 铝含量较高的铬铁矿溶解速度缓慢 , 浸出7 5 nl ln 后仍未溶解完全 , 导致矿样中的铝未能全部溶出和沉积 。 升高温度和搅拌速度 有利于铝的沉积 。 关键词 溶解 ; 沉积 ; 红土矿 ; 含铝矿物 中图分类号 TF8 15 文献标识码 A 文章编号 100住礴34 3 20 12冲9 2 2刁5 随着全球镍需求量的不断增加 , 人们越来越重 视占世界镍资源约7 0 的红土矿资源的开发和冶 炼 。 高压酸浸和常压酸浸是红土矿冶炼的两种常用 技术 。 常压酸浸可以在较低的温度下进行 , 所需设 备简单 , 生产成本相对较低 ; 但是 , 常压酸浸技术 的酸耗较高 , 且浸出液中通常含有大量的铁和铝 , 需要经过除铁 、 铝等净化步骤后才能进行镍钻等有 价元素的分离和精炼 , 因而适于处理铁含量不高的 红土矿 ; 高压酸浸技术需要使用 昂贵的高压 釜 , 但 具有酸耗低 、 矿物溶出速度快 、 镍的提取和铁的沉 积能同时进行的特点 , 更适合处理铁含量较高的红 土矿 [l] 。 以前的关于采用高压酸浸技术处理红土矿的研 究工作多集中在以针铁矿为主的褐铁矿2 [, 3 ] , 少数研 究报道了绿脱石和腐泥土矿的高压酸浸过程4 [ ] , 在 这些矿物中铝和镍主要 以类质同象取代铁或镁的形 式存在 , 浸出过程矿物中的镍 、 铝 、 铁会同时溶出 进入溶液中 , 随后铁和铝又分别沉积为赤铁矿和明 矾石而从溶液中分离出来5 [ ] 。 位于云南省的元江镍矿是我国重要的红土矿资 源 , 其主要矿物包括磁铁矿 、 针铁矿 、 磁赤铁矿 、 赤铁矿 、 蛇纹石 、 绿泥石和铬铁矿等 , 由于铁矿物 与脉石矿物相互嵌布共生 , 因此即使是铁含量较高 的矿石原料中仍然含有一定量的蛇纹石 、 绿泥石等铝 含量较高的矿物 , 此外 , 针铁矿和铬铁矿中也含有一 定量的铝 。 本文将研究铁含量较高的元江红土矿在高 压酸浸过程中含铝矿物的溶解与沉积行为 , 研究结果 可 以为采用高压酸浸技术处理红土矿提供参考 。 1 实验 Ll 仪器与测试方法 矿样的物相分析在 D加a x 2550 型 X 射线衍射 仪XR D上进行 。 X 射线衍射仪的辐射源为铜靶 , 扫描范围为 10 0 到 85 0, 电压是 40kv , 电流是 300 mA 。 矿样的矿物组成根据XR D 半定量分析和矿样 的化学物相分析结果确定 。 对部分浸出渣采用 s J M 一6 4 9 0 V L 型扫描电子显微镜 SEM 观察形貌 和 EDX G E N ES IS6OS型X 射线能谱分析仪E D S 分析元素分布情况 。 采用A T S 一9 9 0型原子吸收分光光度仪分析矿样 中镍 、 钻 、 镁 、 锰 、 铬等元素含量和浸出液中镍的 浓度 , 矿样中铁含量用重铬酸钾法测定 , 矿样和浸 出液中铝含量用530OD V型感应藕合等离子体原子发 射光谱仪测定 。 L Z 原 料 将矿样先放入烘箱中于 1 0 0℃干燥 2 4 h , 过 收稿日期2 01 1 一12一3 1; 修订日期 2022 一3一引 基金项目 国家重点基础研究发展计划 973计划 2OO7 CB6 1 360 1 , 国家 自然科学基金 5 1134 0 0 7 和中南大学博士后基金资助 作者简介刘葵 19 6 9一 , 女 , 湖南宁乡人 , 博士 , 副教授 研究方向 湿法冶金 * 通讯联系人E 一 mail 腼0 0 9 16 3￡om