低温富氧法综合利用高镁硫化镍矿的方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种低温富氧法综合利用高镁硫化镍矿的方法及系统。方法包括：以高镁硫化镍矿为原料预浸脱镁得到预浸渣；对所述预浸渣进行机械活化得到活化后矿浆；对所述活化后矿浆采用低温富氧浸出得到含镍浸出液。本发明专利技术适用范围广、简单可靠、过程易控制、投资成本低，可将金属转化为相应产品，实现高镁硫化镍精矿低成本、高效益的处理。高效益的处理。高效益的处理。

【技术实现步骤摘要】
低温富氧法综合利用高镁硫化镍矿的方法及系统


[0001]本专利技术涉及硫化镍矿处理工艺
，特别是涉及一种低温富氧法综合利用高镁硫化镍矿的方法及系统。

技术介绍

[0002]硫化镍矿具有成分复杂、品位低、伴生脉石多、属于难熔物料等特点，因此针对硫化镍的处理工艺比较复杂。现有生产工艺主要有两种：
[0003]一是火法、湿法联合工艺。先将硫化镍矿火法熔炼和吹炼，将有价金属富集到镍锍中；再对高镍锍中的镍、铜、钴进行分离、精炼。该联合工艺存在流程冗长、金属直收率低、投资成本高等不足。另外，尤其重要的是，本申请专利技术人发现：该联合工艺，当处理高镁硫化镍矿时，需对矿石进一步降镁处理才能进行火法熔炼，因此该联合工艺无法直接处理高镁硫化镍矿。
[0004]二是湿法直接浸出工艺。利用硫化镍矿中各种物质在硫酸溶液中不同条件下反应行为的差异，进行多段常压、加压浸出，镍、钴、镁等进入浸出液，铁、硫等进入浸出渣；浸出液通过除杂、萃取、精制等获得各个金属的精制产品。与上述的火法、湿法联合工艺相比，该湿法工艺的流程短、投资成本低等优点。但是，本申请专利技术人经过研究发现：该湿法工艺仍存在以下问题：(1)浸出前未对原料中的镁预脱除。当处理高镁硫化镍矿时，镁在浸出过程中全部进入到浸出液中，作为杂质离子进入萃取工序，造成萃取级数增加，操作难度增大。(2)对原料未进行活化就直接浸出，为保证浸出率，浸出需要在高酸、高温、高压下进行，对操作和设备材质要求高、能耗高，高镁也会导致浸出过程产生结垢现象。(3)高镁硫化镍精矿含硫较高，高温一步法浸出，硫元素大部分被氧化为硫酸，较难实现热量、硫酸及硫元素的平衡，需要使用大量中和剂。同时，杂质离子大部分被浸出，后续除杂压力大。
[0005]本申请专利技术人基于上述发现，经过进一步研究，得到了本申请中的低温富氧法综合利用高镁硫化镍矿的工艺。

技术实现思路

[0006]根据本专利技术的一个实施方式，其目的在于提供一种低温富氧法综合利用高镁硫化镍矿的方法及系统。上述目的可以是通过以下技术方案的实施方式实现：
[0007]根据本专利技术的一个方面，本专利技术提供的一种低温富氧法综合利用高镁硫化镍矿的方法，包括：以高镁硫化镍矿为原料，预浸脱镁，得到含镁预浸液和预浸渣；采用球磨方法对所述预浸渣进行机械活化，得到活化后矿浆；对所述活化后矿浆采用低温富氧法浸出，得到含镍浸出液和浸出渣；采用所述含镍浸出液进行后处理，将其中的金属转化为相应产品。
[0008]可选地，预浸脱镁时，采用硫酸作为浸出试剂硫酸浓度为60g/L～100g/L；机械活化时，采用湿式球磨的方式进行，其中，球料比为5:1～35:1，球磨强度为5G～25G，低温富氧法浸出时，控制反应温度为100℃～140℃。
[0009]可选地，预浸脱镁时，采用硫酸作为浸出试剂，常温搅拌浸出0.5h～3h后液固分
离；其中，硫酸浓度为80g/L～100g/L；硫酸加入量根据高镁硫化镍矿的氧化镁含量确定，并控制液固比为2:1～5:1。
[0010]可选地，预浸脱镁后，氧化镁的浸出率≥90％，含镁预浸液中镍、钴、铜的浸出率均＜5％，铁浸出率＜7％。
[0011]可选地，机械活化时，采用湿式球磨的方式进行，其中，球料比为5:1～35:1，球磨强度为5G～25G，球磨时间为0.5h～5h。优选地，球料比为25:1～35:1，球磨强度为15G～25G。
[0012]可选地，低温富氧法浸出时，通入氧气或富氧作为浸出氧化剂，控制反应温度为100℃～130℃，反应压力为0.3MPa～1.0MPa，液固比为3:1～6:1，搅拌富氧浸出0.5h～5h后液固分离。
[0013]可选地，低温富氧法浸出得到含镍浸出液，其镍的浸出率≥95％，钴的浸出率≥95％，铜的浸出率≥90％，铁的浸出率＜40％。
[0014]可选地，所述高镁硫化镍矿中，镍含量5％～15％，氧化镁含量6％～20％。
[0015]可选地，采用所述含镍浸出液进行后处理，包括：依次进行脱铜、除铁、萃取镍钴。
[0016]可选地，脱铜时，采用铁粉置换方法对含镍浸出液进行脱铜，得到海绵铜和除铜后液；铁粉加入量为铜理论量的1～3倍，常温搅拌，反应时间0.5h～2h。
[0017]可选地，除铁时，采用针铁矿法对除铜后液除铁，得到除铁后液和铁渣；其中，采用针铁矿法对除铜后液除铁，包括：调节除铜后液的溶液pH为3～4，其中，采用碳酸镍作为pH调节剂；通入氧气或富氧作为除铁氧化剂，控制反应温度为70℃～90℃，搅拌，反应2h～10h后液固分离。
[0018]可选地，对除铁后液进行萃取，得到硫酸镁、硫酸钴产品、硫酸镍产品，并将硫酸镁送入蒸发结晶；其中，萃取时，采用P204萃镍，P507萃钴。
[0019]可选地，所述方法还包括：采用碳酸钠对除铁后液进行沉镍，生成碳酸镍和硫酸钠，并将所述碳酸镍作为针铁矿法pH调节剂送入除铁步骤。
[0020]可选地，所述方法还包括：将所述含镁预浸液采用中和剂中和，固液分离，蒸发结晶，得到硫酸镁产品，并将中和得到的中和渣送入低温富氧法浸出步骤；其中，所述中和剂为氧化镁、碳酸镁中一种或两种。
[0021]可选地，所述方法还包括：对所述浸出渣浮选，得到硫精矿和尾渣。
[0022]可选地，所述方法还包括：火法处理尾渣以及除铁后铁渣，得到铁矿产品，并将产生二氧化硫烟气制酸后作为浸出试剂送入预浸脱镁。
[0023]根据本专利技术的另一个方面，本专利技术提供的一种低温富氧法综合利用高镁硫化镍矿的系统，包括：
[0024]预浸脱镁装置，用于以高镁硫化镍矿为原料，预浸脱镁，得到含镁预浸液和预浸渣；
[0025]机械活化装置，包括球磨机，用于对预浸脱镁装置得到的预浸渣进行机械活化，得到活化后矿浆；
[0026]低温富氧浸出装置，用于对活化后矿浆采用低温富氧法浸出，得到含镍浸出液和浸出渣；
[0027]含镍浸出液后处理装置，用于对含镍浸出液进行后处理，将各金属转化为相应产
品。
[0028]可选地，所述预浸脱镁装置，包括槽体、搅拌器及第一过滤装置，槽体中加入有硫酸作为浸出试剂，硫酸浓度为60g/L～100g/L，预浸脱镁时，液固比为2:1～5:1，常温下搅拌浸出0.5h～3h。
[0029]可选地，所述机械活化装置，其球磨机采用湿磨方式，球磨时，球料比为5:1～35:1，球磨强度为5G～25G，球磨时间为0.5h～5h。
[0030]可选地，所述低温富氧浸出装置，包括立式高压釜和第二过滤装置，所述立式高压釜具有浸出氧化剂通入口，釜内温度为100℃～130℃，压力为0.3MPa～1.0MPa，浸出时，液固比为3:1～6:1，搅拌富氧浸出0.5h～5h。
[0031]可选地，所述含镍浸出液后处理装置包括：依次布置的脱铜单元、针铁矿除铁单元、第三过滤装置、萃取单元；其中，所述脱铜单元用于采用铁粉置换方法对含镍浸出液进行脱铜，得到海绵铜和除铜后液；所述针铁矿除铁单元用于采用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低温富氧法综合利用高镁硫化镍矿的方法，其特征在于，所述方法包括：以高镁硫化镍矿为原料，预浸脱镁，得到含镁预浸液和预浸渣；采用球磨方法对所述预浸渣进行机械活化，得到活化后矿浆；对所述活化后矿浆采用低温富氧法浸出，得到含镍浸出液和浸出渣；采用所述含镍浸出液进行后处理，将其中的金属转化为相应产品。2.根据权利要求1所述的低温富氧法综合利用高镁硫化镍矿的方法，其特征在于，预浸脱镁时，采用硫酸作为浸出试剂，常温搅拌浸出0.5h～3h后液固分离；其中，硫酸浓度为80g/L～100g/L；硫酸加入量根据高镁硫化镍矿的氧化镁含量确定，并控制液固比为2:1～5:1；和/或，预浸脱镁后，氧化镁的浸出率≥90％，含镁预浸液中镍、钴、铜的浸出率均＜5％，铁浸出率＜7％。3.根据权利要求1所述的低温富氧法综合利用高镁硫化镍矿的方法，其特征在于，机械活化时，采用湿式球磨的方式进行，其中，球料比为5:1～35:1，球磨强度为5G～25G，球磨时间为0.5h～5h。4.根据权利要求1所述的低温富氧法综合利用高镁硫化镍矿的方法，其特征在于，低温富氧法浸出时，通入氧气或富氧作为浸出氧化剂，控制反应温度为100℃～130℃，反应压力为0.3MPa～1.0MPa，液固比为3:1～6:1，搅拌富氧浸出0.5h～5h后液固分离；和/或，低温富氧法浸出得到含镍浸出液，其镍的浸出率≥95％，钴的浸出率≥95％，铜的浸出率≥90％，铁的浸出率＜40％。5.根据权利要求1所述的低温富氧法综合利用高镁硫化镍矿的方法，其特征在于，所述高镁硫化镍矿中，镍含量5％～15％，氧化镁含量6％～20％。6.根据权利要求1所述的低温富氧法综合利用高镁硫化镍矿的方法，其特征在于，采用所述含镍浸出液进行后处理，包括：依次进行脱铜、除铁、萃取镍钴；其中，脱铜时，采用铁粉置换方法对含镍浸出液进行脱铜，得到海绵铜和除铜后液；铁粉加入量为铜理论量的1～3倍，常温搅拌，反应时间0.5h～2h。7.根据权利要求6所述的低温富氧法综合利用高镁硫化镍矿的方法，其特征在于，除铁时，采用针铁矿法对除铜后液除铁，得到除铁后液和铁渣；其中，采用针铁矿法对除铜后液除铁，包括：调节除铜后液的溶液pH为3～4，其中，采用碳酸镍作为pH调节剂；通入氧气或富氧作为除铁氧化剂，控制反应温度为70℃～90℃，搅拌，反应2h～10h后液固分离。8.根据权利要求7所述的低温富氧法综合利用高镁硫化镍矿的方法，其特征在于，对除铁后液进行萃取，得到硫酸镁、硫酸钴产品、硫酸镍产品，并将硫酸镁送入蒸发结晶；其中，萃取时，采用P204萃镍，P507萃钴；和/或，所述方法还包括：采用碳酸钠对除铁后液进行沉镍，生成碳酸镍和硫酸钠，并将所述碳酸镍作为针铁矿法pH调节剂送入除铁步骤。9.根据权利要求6所述的低温富氧法综合利用高镁硫化镍矿的方法，其特征在于，所述方法还包括：将所述含镁预浸液采用中和剂中和，固液分离，蒸发...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵鹏飞，席亚伟，李斌，陆业大，殷书岩，孙宁磊，陈龙，
申请(专利权)人：中国有色工程有限公司，
类型：发明
国别省市：