權(quán)利要求

1.冶煉紅土鎳礦的方法，其特征在于，包括如下步驟：將紅土鎳礦利用硫酸熟化處理，浸出鎳；所述硫酸熟化的溫度為130～150℃，硫酸熟化的時間為20-24h；所述硫酸熟化的酸礦質(zhì)量比為1:(0.7～0.9)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冶煉紅土鎳礦的方法，其特征在于，調(diào)整含水率后所述紅土鎳礦的含水率為22％～28％。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冶煉紅土鎳礦的方法，其特征在于，所述紅土鎳礦的粒徑為30mm以下。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冶煉紅土鎳礦的方法，其特征在于，所述紅土鎳礦在經(jīng)硫酸熟化處理前，還包括如下步驟：將所述紅土鎳礦調(diào)整至目標(biāo)含水率和粒徑后與濃硫酸混合制成礦漿，將所述礦漿導(dǎo)入熟化浸池進行硫酸酸化處理；所述礦漿的濃度為40～50％。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冶煉紅土鎳礦的方法，其特征在于，所述紅土鎳礦的鎳品位為0.8％～2％。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的冶煉紅土鎳礦的方法，其特征在于，所述浸出鎳包括如下步驟，將經(jīng)過硫酸酸化處理的礦漿沉鐵沉鎳鐵后收集含鎳沉淀，得到鎳；所述沉鐵包括如下步驟：將經(jīng)過硫酸酸化處理的礦漿過濾后收集溶液一，調(diào)節(jié)溶液一的pH值至2.3～3.5，保持0.5～1h；固液分離得到溶液二和含鐵沉淀。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的冶煉紅土鎳礦的方法，其特征在于，所述浸出鎳包括如下步驟，將經(jīng)過硫酸酸化處理的礦漿沉鐵沉鎳鐵后收集含鎳沉淀，得到鎳；所述沉鐵包括如下步驟：將經(jīng)過硫酸酸化處理的礦漿進行過濾，同時調(diào)整經(jīng)過硫酸酸化處理的礦漿的pH值至2.3～3.5，保持0.5～1h，得到溶液二。

8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的冶煉紅土鎳礦的方法，其特征在于，所述沉鎳包括如下步驟：將所述溶液二調(diào)整pH至5～8，保持0.5～1h，固液分離得到含鎳沉淀。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的冶煉紅土鎳礦的方法，其特征在于，所述過濾過程中篩的孔徑為0.5～1mm。

10.一種適用于權(quán)利要求1-9任意一項所述的方法的系統(tǒng)，其特征在于，包括依次連通的分級破碎系統(tǒng)、混料機、熟化浸池和分離洗滌一體機，所述混料機的進料端設(shè)置有硫酸管和水管；所述熟化浸池的底壁坡度為7％，所述熟化浸池的出料端的側(cè)壁上設(shè)置一個500mm寬木板擋板插口，有多塊500×200×5mm的方板，作為進料的擋板，根據(jù)礦漿的出料降低而逐塊下降出料，直至池底；所述分離洗滌一體機的前端用于固液分離，所述分離洗滌一體機的后端用于洗滌。

說明書

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及冶金技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及冶煉紅土鎳礦的方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

鎳廣泛應(yīng)用在國防、航空航天、石油化工、能源等國民經(jīng)濟建設(shè)的各個領(lǐng)域。紅土鎳礦是生產(chǎn)鎳鐵的主要原料，主要包括紅土鎳礦和硅鎂鎳礦等。目前對紅土鎳礦石的處理工藝主要有兩種：

一、火法冶煉，火法又分為鎳鐵法和造锍熔煉法?；鸱ㄒ睙拰υV要求高，一般要求原礦品位大于1.5％，適用資源范圍非常小，建設(shè)投資大、生產(chǎn)能耗高，而且煙層環(huán)境污染大特別是冶煉渣無法利用，環(huán)保壓力大，產(chǎn)品市場適用領(lǐng)域單一。

二、濕法冶煉，濕法又分為硫酸法和氨法，前者主要用硫酸做浸出劑，后者用氨或氨鹽做浸出劑；其中氨法因為環(huán)保問題極少使用。濕法中包括高壓浸出法、堆浸法，這些方法各有優(yōu)缺點。

高壓浸出法：此方法設(shè)備投資巨大，設(shè)備維護費用高，高壓釜及配件是鈦合金的，處理量小，耗酸低，浸出一噸鎳礦需要耗酸50噸，鎳浸出率高90％左右，浸出鐵量少是其優(yōu)點。

堆浸法投資少，但占地面積大，周期長，一個堆3000噸礦，一個周期需50～60天，且翻堆操作困難，硫酸接觸礦石面積少，所以浸出率低僅30～40％。除了其中礦石經(jīng)過制成6mm粒度的鎂質(zhì)塊礦石(紅土鎳礦中的一種)，浸出效果是很好的。其他紅土鎳礦并不適應(yīng)堆浸這種工藝?？傮w而言，此方法礦石原料單一，礦石加工制備環(huán)節(jié)多，投資大。泡浸礦石進池出池困難，靜態(tài)浸出，浸出率低，一個周期泡浸的耗時是20小時，難以工業(yè)化。

在濕法冶煉的發(fā)展過程中由單槽出發(fā)展為多槽連續(xù)浸出，攪拌浸出單槽攪拌浸出的耗時是2～5小時，多槽連續(xù)浸出從進礦到出礦耗時3小時。從處理量來說達(dá)到了較好的工業(yè)化生產(chǎn)，但從浸出率和酸耗來看進步不大，酸耗噸75/NI，浸出率在70～75％，回收率60％左右，固液分離難，五級逆流冼滌解決了固液分離難的問題，但用水量大，t/Ni用水220噸左右，系統(tǒng)水澎漲。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種冶煉紅土鎳礦的方法，此方法通過控制熟化溫度、熟化時間和熟化時的酸礦比，顯著提高了鎳和鐵的回收效率。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種適用于前述冶煉紅土鎳礦的方法的系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過設(shè)置異位池，增加了混料機的出料量，二者相匹配，避免混料機下游設(shè)備、設(shè)施的處理量不足，導(dǎo)致相互制約影響工作效率。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的。

一方面，本申請實施例提供一種冶煉紅土鎳礦的方法，包括如下步驟：將紅土鎳礦利用硫酸熟化處理，浸出鎳；所述硫酸熟化的溫度為130～150℃，硫酸熟化的時間為20-24h；所述硫酸熟化的酸礦質(zhì)量比為1:(0.7～0.9)。

另一方面，本申請實施例提供一種適用于前述方法的系統(tǒng)，包括依次連通的分級破碎系統(tǒng)、混料機、熟化浸池和分離洗滌一體機，所述混料機的進料端設(shè)置有硫酸管和水管，所述熟化浸池的底壁坡度為7％，所述熟化浸池的出料端的側(cè)壁上設(shè)置一個500mm寬木板擋板插口，有多塊500×200×5mm的方板，作為進料的擋板，根據(jù)礦漿的出料降低而逐塊下降出料，直至池底；所述分離洗滌一體機的前端用于固液分離，所述分離洗滌一體機的后端用于洗滌。

相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的實施例至少具有如下優(yōu)點或有益效果：

本發(fā)明提供的冶煉紅土鎳礦的方法，通過控制礦石水分、熟化溫度、熟化時間和酸料比，可以顯著提升各金屬的浸出率，熟化礦漿固液分離時水穿透性好，利水性好，過慮效率高，回收率80～90％。同時，對于鎳品位低到0.8％的礦和高到2％以上的礦石也能達(dá)到98％左右的浸出率，也可在一定程度上解決原礦石的成本。

本發(fā)明提供的冶煉紅土鎳礦的系統(tǒng)，整個浸出段設(shè)備少，生產(chǎn)流程短，能耗低，處理量大，效率高，操作簡易，崗位少，工藝簡單。一個1200m3池子可處理1000噸礦石，進料8～10小時，反應(yīng)20小時，出料6小時，進料出料兩天完成一個浸出周期，處理量，可實現(xiàn)工業(yè)化操作。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術(shù)方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應(yīng)當(dāng)理解，以下附圖僅示出了本發(fā)明的某些實施例，因此不應(yīng)被看作是對范圍的限定，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。

圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述。實施例中未注明具體條件者，按照常規(guī)條件或制造商建議的條件進行。所用試劑或儀器未注明生產(chǎn)廠商者，均為可以通過市售購買獲得的常規(guī)產(chǎn)品。

需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考具體實施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。

本申請實施例提供一種冶煉紅土鎳礦的方法，包括如下步驟：將紅土鎳礦利用硫酸熟化處理，浸出鎳；所述硫酸熟化的溫度為130～150℃，硫酸熟化的時間為20-24h；所述硫酸熟化的酸礦質(zhì)量比為1:(0.7～0.9)。

硫酸在濃度高時具有強氧化性，由于濃硫酸紅土鎳礦中本身含有一定的水分，H2SO4與紅土鎳礦中的H2O作用，生成H2SO4·H2O、H2SO4·2H2O、H2SO4·4H2O等，在此過程中釋放大量的熱，同時使得濃硫酸與紅土鎳礦的料堆升溫，高溫破壞紅土鎳礦的結(jié)構(gòu)，并形成一個水化環(huán)境，被高溫破壞結(jié)構(gòu)的紅土鎳礦中的Mg2+、Fe2+、Ni2+等離子不斷溶于該水化環(huán)境中，形成各金屬離子的硫酸鹽，即各金屬離子在熟化過程中不斷被浸出。傳統(tǒng)的常壓硫酸浸出法雖然具有工藝簡單、投資少、能耗低等優(yōu)點，但也存在鎳鈷浸出率低、礦漿固液分離困難、浸出液雜質(zhì)含量高和加工成本高等缺點。本發(fā)明提供的冶煉紅土鎳礦的方法通過將熟化溫度控制在130～150℃，相對較高的熟化溫度有利于降低溶液中膠質(zhì)的量，即降低溶液的粘度，使酸與礦料之間的傳質(zhì)速度加快，進而使浸出反應(yīng)可更充分的進行；同時將酸料比控制在1:(0.7～0.9)，可以充分保證H+參與反應(yīng)，使得浸出過程得到增強，浸出率顯著提到，過多的H+不僅會浪費還會影響目標(biāo)金屬離子的浸出，在控制熟化溫度和酸料比的前提下，控制熟化時間，可以保證紅土鎳礦的內(nèi)部熟化完全，最終形成浸出率較高的礦漿，保證經(jīng)過高溫熟化后的礦漿，其中不含有膠體，液體無粘性，可以直接過隔篩，進入板框過濾機上洗滌完成固液分離，大大減少了水的用量。

在本發(fā)明的一些實施例中，上述冶煉紅土鎳礦的方法，調(diào)整含水率后所述紅土鎳礦的含水率為22～28％?？刂萍t土鎳礦的含水率，可以控制紅土鎳礦與硫酸反應(yīng)時的放熱量，便于硫酸進入紅土鎳礦內(nèi)部，在混料機的協(xié)同作用下，將25mm～30mm的紅土鎳礦充分破壞至0.5～1mm，最終制備成硫酸與礦石充分混合的礦漿，利于后續(xù)熟化時金屬離子的浸出。

在本發(fā)明的一些實施例中，上述冶煉紅土鎳礦的方法，所述紅土鎳礦的粒徑為30mm以下。將紅土鎳礦的粒徑控制在30mm以下，可以增加硫酸和紅土鎳礦之間的接觸面積，有利于后續(xù)制備高濃度的礦漿。

在本發(fā)明的一些實施例中，上述冶煉紅土鎳礦的方法，在進入所述紅土鎳礦經(jīng)硫酸熟化處理前，還包括如下步驟：將所述紅土鎳礦調(diào)整至目標(biāo)含水率和粒徑后與濃硫酸混合制成礦漿，將所述礦漿導(dǎo)入熟化浸池進行硫酸酸化處理；所述礦漿的濃度為40～50％。高濃度的礦漿有利于縮短作業(yè)周期，節(jié)省成本。

在本發(fā)明的一些實施例中，上述冶煉紅土鎳礦的方法，所述紅土鎳礦的鎳品位為0.8％～2％。本發(fā)明提供的方法可冶煉鎳品位低到0.8％的礦和高到2％以上的礦石，同時對鐵質(zhì)礦、鎂質(zhì)礦等成分復(fù)雜的礦都能達(dá)到90％以上的浸出率，由于優(yōu)化了冶煉條件，并且酸礦比一定的條件下鎳品位越高成本越低，在此基礎(chǔ)上，可以通過冶煉鎳品位低的礦石縮減成本，提升經(jīng)濟效益。

在本發(fā)明的一些實施例中，上述冶煉紅土鎳礦的方法，所述浸出鎳包括如下步驟，將經(jīng)過硫酸酸化處理的礦漿沉鐵沉鎳后收集含鎳沉淀，得到鎳；所述沉鐵包括如下步驟：將經(jīng)過硫酸酸化處理的礦漿過濾后收集溶液一，調(diào)節(jié)溶液一的pH值至2.3～3.5，保持0.5～1h，固液分離得到溶液二和含鐵沉淀。通過將pH控制在2.3～3.5，可以保證80％以上的鐵都被沉淀出來，固液分離后再沉鐵，可以獲得氫氧化鐵副產(chǎn)品，增加整個體系的經(jīng)濟效益。

在本發(fā)明的一些實施例中，上述冶煉紅土鎳礦的方法，所述浸出鎳包括如下步驟，將經(jīng)過硫酸酸化處理的礦漿沉鐵沉鎳鐵后收集含鎳沉淀，得到鎳；所述沉鐵包括如下步驟：將經(jīng)過硫酸酸化處理的礦漿進行過濾，同時調(diào)整經(jīng)過硫酸酸化處理的礦漿的pH值至2.3～3.5，保持0.5～1h，得到溶液二。在固液分離的同時進行沉鐵，將氫氧化鐵沉淀洗滌后的浸出渣一起排出，可以縮減冶煉周期，減少冶煉成本。

在本發(fā)明的一些實施例中，上述冶煉紅土鎳礦的方法，所述沉鎳包括如下步驟：將所述溶液二調(diào)整pH至5～8，保持0.5～1h，固液分離得到含鎳沉淀。將pH控制在5～8，可以精準(zhǔn)的將鎳沉淀出來，可沉淀98％的鎳，最終得到含鎳35wt％～40wt％品級較高的氫氧化鎳。

在本發(fā)明的一些實施例中，上述冶煉紅土鎳礦的方法，所述過濾過程中篩的孔徑為0.5～1mm。

另一方面，本發(fā)明提供一種適用于前述方法的系統(tǒng)，包括依次連通的分級破碎系統(tǒng)、混料機、熟化浸池和分離洗滌一體機，所述混料機的進料端設(shè)置有硫酸管和水管，所述熟化浸池的底壁坡度為7％，所述熟化浸池的出料端的側(cè)壁上設(shè)置一個500mm寬木板擋板插口，有多塊500×200×5mm的方板，作為進料的擋板，根據(jù)礦漿的出料降低而逐塊下降出料，直至池底；所述分離洗滌一體機的前端用于固液分離，所述分離洗滌一體機的后端用于洗滌。

以下結(jié)合實施例對本發(fā)明的特征和性能作進一步的詳細(xì)描述。

實施例1

本實施例的目的在于提供一種冶煉紅土鎳礦的方法，工藝流程圖如圖1所示，包括如下步驟：

1、礦石制備：制造一塊曬礦坪，將采出的紅土鎳礦在曬礦坪成堆放置，堆高1～1.5m，堆寬視地形而定，適時用挖機翻堆進行攤曬，當(dāng)水份達(dá)到22％～28％時，將紅土鎳礦收集堆存并用擋雨布遮擋；在挖機進行翻堆時隔除300mm以上的塊礦，得到的紅土鎳礦為300mm以下的礦石；

2、破碎：建一個二級卾式破碎系統(tǒng)，將步驟1中300mm以上的紅土鎳礦(一般為300～500mm)送入一級破碎系統(tǒng)(300mm以下的進入混料機，在混料機的出口隔篩處再分離，大于25～30mm的反破碎，小于25～30mm的進入熟化池)，經(jīng)第一級卾式破碎系統(tǒng)破碎后送出，出料直徑為100mm，再將直徑為100mm的紅土鎳礦轉(zhuǎn)入第二級卾式破碎系統(tǒng)，經(jīng)第二級卾式破碎系統(tǒng)破碎后出料直徑為25～30mm；未達(dá)到25mm～30mm的紅土鎳礦可再送入二級卾式破碎系統(tǒng)進行破碎，直至直徑達(dá)到25mm～30mm；

3、礦漿制備：將步驟2中制備的25mm～30mm的紅土鎳礦轉(zhuǎn)入6～8m3原料倉，經(jīng)原料倉下部的皮帶運輸機送至圓筒混料機，在圓筒混料機原料進口端設(shè)置有硫酸管和水管，硫酸和25mm～30mm以下的紅土鎳礦一起進入圓筒混料機，圓筒混料機末端設(shè)有隔篩，該隔篩可將大于25～30mm的紅土鎳礦隔除，小于25～30mm以下的紅土鎳礦在混料機和硫酸的共同作用下進行礦石分解，最終在混料機內(nèi)制備成40～50％濃度的礦漿，然后再將礦漿送入熟化浸池，混料過程中注意削出泥團現(xiàn)象，確?；炝暇鶆颍拍苁顾岱植季鶆?，便于后續(xù)發(fā)酵熟化；同時，隔篩隔除的大于25～30mm以上的進入?yún)v式破碎系統(tǒng)破碎后再進入原料倉和圓筒混料機，重復(fù)步驟2再進入步驟3；

4、熟化：步驟3制備的礦漿轉(zhuǎn)入熟化浸池后，在熟化浸池中熟化發(fā)酵20小時，熟化溫度為130℃，酸礦質(zhì)量比為1:0.7，由于硫酸的作用，礦石中的鐵和鎳等金屬離子充分浸出，得到含水25―30％的熟化發(fā)酵礦石；熟化浸池的底壁坡度為7％，進料端高，出料端低，所述熟化浸池的出料端的側(cè)壁上設(shè)置一個500mm寬木板擋板插口，有多塊500×200×5mm的方板，作為進料的擋板，根據(jù)礦漿的出料降低而逐塊下降出料，直至池底出料完成；

5、出料：熟化浸池出料時用水力采礦運輸方式，逐級提開熟化浸池的出料口上的擋板，用水或液將礦槳送到圓筒隔篩；

6、過濾和洗滌：圓筒隔篩設(shè)置在熟化浸池下方，共4m，前面2m用于過濾，將礦渣在0.5～1mm以上的礦漿固液分離，收集濾液，礦渣在后面的2m被加水洗滌，收集洗滌液，濾液和洗滌液合并為混合液進入下一級處理設(shè)備，被洗滌后的渣進入副產(chǎn)品儲備或直接丟棄，過慮效率高；

7、凈化除雜：將步驟6中得到的清液采用如下方法沉鐵沉鎳：

方法一：

向0.5～1mm以下的渣和步驟6中的混合液混合為混合物，將混合物的pH調(diào)整至2.3～3.5，再送入濃密機或者沉淀池，加入澄清劑(絮凝劑AN912SH)，澄清后收集澄清液，再向澄清液中加入氧化劑(雙氧水)，同時注入空氣，保持0.5～1h，以不再產(chǎn)生新的氫氧化鐵沉淀為準(zhǔn)，二價鐵在濃密機或沉淀池內(nèi)轉(zhuǎn)換為氫氧化鐵沉淀，和混合液中的原有沉淀一起被分離，分離后得到濾液和浸出渣；浸出渣進入逆流洗滌，洗滌完成后收集洗滌液，洗滌液和濾液混合得到清液；

或者將0.5～1mm以下的渣和步驟6中的混合液混合為混合物，將混合物的pH調(diào)整至2.3～3.5，再送入板框過濾機進行冼滌固液分離，得到清液；

由于鐵已經(jīng)在前述固液分離過程中被除去了，將前述步驟得到的清液的pH調(diào)整至5～8，使鎳離子沉淀出來，得到氫氧化鎳。

方法二：

0.5～1mm以下的渣和步驟6中的混合液被送入濃密機或者沉淀池進行固液分離，分離后得到濾液和浸出渣；浸出渣進入逆流洗滌，洗滌完成后收集洗滌液，洗滌液和濾液混合得到清液；

或者將0.5～1mm以下的渣和步驟6中的混合液送入板框過濾機進行固液分離，得到清液；

將前述清液中加入氧化劑和空氣，把清液的pH值調(diào)整為2.3～3.5，加入澄清劑(絮凝劑AN912SH)，澄清后收集澄清液，再向澄清液中加入氧化劑(雙氧水)，同時注入空氣，保持0.5～1h至無心的氫氧化鐵沉淀出來，將沉淀出來的鐵(30wt％～35wt％的氫氧化鐵)再通過過濾、烘干，即可獲得氫氧化鐵副產(chǎn)品；沉淀了鐵后的清液中再將清液pH調(diào)整至5～8，保持一段時間至無新的氫氧化鎳沉淀出來為止，使鎳離子充分沉淀出來，得到氫氧化鎳。

實施例2

本實施例的目的在于提供一種冶煉紅土鎳礦的方法，工藝流程圖如圖1所示，包括如下步驟：

1、礦石制備：制造一塊曬礦坪，將采出的紅土鎳礦在曬礦坪成堆放置，堆高1～1.5m，堆寬視地形而定，適時用挖機翻堆進行攤曬，當(dāng)水份達(dá)到22％～28％時，將紅土鎳礦收集堆存并用擋雨布遮擋；在挖機進行翻堆時隔除300mm以上的塊礦，得到的紅土鎳礦為300mm以下的礦石；

2、破碎：建一個二級卾式破碎系統(tǒng)，將步驟1中300mm以上的紅土鎳礦(一般為300～500mm)送入一級破碎系統(tǒng)(300mm以下的進入混料機，在混料機的出口隔篩處再分離，大于25～30mm的反破碎，小于25～30mm的進入熟化池)，經(jīng)第一級卾式破碎系統(tǒng)破碎后送出，出料直徑為100mm，再將直徑為100mm的紅土鎳礦轉(zhuǎn)入第二級卾式破碎系統(tǒng)，經(jīng)第二級卾式破碎系統(tǒng)破碎后出料直徑為25～30mm；未達(dá)到25mm～30mm的紅土鎳礦可再送入二級卾式破碎系統(tǒng)進行破碎，直至直徑達(dá)到25mm～30mm；

3、礦漿制備：將步驟2中制備的25mm～30mm的紅土鎳礦轉(zhuǎn)入6～8m3原料倉，經(jīng)原料倉下部的皮帶運輸機送至圓筒混料機，在圓筒混料機原料進口端設(shè)置有硫酸管和水管，硫酸和25mm～30mm以下的紅土鎳礦一起進入圓筒混料機，圓筒混料機末端設(shè)有隔篩，該隔篩可將大于25～30mm的紅土鎳礦隔除，小于25～30mm以下的紅土鎳礦在混料機和硫酸的共同作用下進行礦石分解，最終在混料機內(nèi)制備成40～50％濃度的礦漿，然后再將礦漿送入熟化浸池，混料過程中注意削出泥團現(xiàn)象，確保混料均勻，才能使酸分布均勻，便于后續(xù)發(fā)酵熟化；同時，隔篩隔除的大于25～30mm以上的進入?yún)v式破碎系統(tǒng)破碎后再進入原料倉和圓筒混料機，重復(fù)步驟2再進入步驟3；

4、熟化：步驟3制備的礦漿轉(zhuǎn)入熟化浸池后，在熟化浸池中熟化發(fā)酵22小時，熟化溫度為140℃，酸礦質(zhì)量比為1:0.8，由于硫酸的作用，礦石中的鐵和鎳等金屬離子充分浸出，得到含水25―30％的熟化發(fā)酵礦石；熟化浸池的底壁坡度為7％，進料端高，出料端低；所述熟化浸池的出料端的側(cè)壁上設(shè)置一個500mm寬木板擋板插口，有多塊500×200×5mm的方板，作為進料的擋板，根據(jù)礦漿的出料降低而逐塊下降出料，直至池底出料完成；

5、出料：熟化浸池出料時用水力采礦運輸方式，逐級提開熟化浸池的出料口上的擋板，用水或液將礦槳送到圓筒隔篩；

6、過濾和洗滌：圓筒隔篩設(shè)置在熟化浸池下方，共4m，前面2m用于過濾，將礦渣在0.5～1mm以上的礦漿固液分離，收集濾液，礦渣在后面的2m被加水洗滌，收集洗滌液，濾液和洗滌液合并為混合液進入下一級處理設(shè)備，被洗滌后的渣進入副產(chǎn)品或直接丟棄，過慮效率高；

7、凈化除雜：將步驟6中得到的清液采用如下方法沉鐵沉鎳：

方法一：

向0.5～1mm以下的渣和步驟6中的混合液混合為混合物，將混合物的pH調(diào)整至2.3～3.5，再送入濃密機或者沉淀池，加入澄清劑(絮凝劑AN912SH)，澄清后收集澄清液，再向澄清液中加入氧化劑(雙氧水)，同時注入空氣，保持0.5～1h，以不再產(chǎn)生新的氫氧化鐵沉淀為準(zhǔn)，二價鐵在濃密機或沉淀池內(nèi)轉(zhuǎn)換為氫氧化鐵沉淀，和混合液中的原有沉淀一起被分離，分離后得到濾液和浸出渣；浸出渣進入逆流洗滌，洗滌完成后收集洗滌液，洗滌液和濾液混合得到清液；

或者將0.5～1mm以下的渣和步驟6中的混合液混合為混合物，將混合物的pH調(diào)整至2.3～3.5，再送入板框過濾機進行冼滌固液分離，得到清液；

由于鐵已經(jīng)在前述固液分離過程中被除去了，將前述步驟得到的清液的pH調(diào)整至5～8，使鎳離子沉淀出來，得到氫氧化鎳。

方法二：

0.5～1mm以下的渣和步驟6中的混合液被送入濃密機或者沉淀池進行固液分離，分離后得到濾液和浸出渣；浸出渣進入逆流洗滌，洗滌完成后收集洗滌液，洗滌液和濾液混合得到清液；

或者將0.5～1mm以下的渣和步驟6中的混合液送入板框過濾機進行固液分離，得到清液；

將前述清液中加入氧化劑和空氣，把清液的pH值調(diào)整為2.3～3.5，加入澄清劑(絮凝劑AN912SH)，澄清后收集澄清液，再向澄清液中加入氧化劑(雙氧水)，同時注入空氣，保持0.5～1h至無心的氫氧化鐵沉淀出來，將沉淀出來的鐵(30wt％～35wt％的氫氧化鐵)再通過過濾、烘干，即可獲得氫氧化鐵副產(chǎn)品；沉淀了鐵后的清液中再將清液pH調(diào)整至5～8，保持一段時間至無新的氫氧化鎳沉淀出來為止，使鎳離子充分沉淀出來，得到氫氧化鎳。

實施例3

本實施例的目的在于提供一種冶煉紅土鎳礦的方法，工藝流程圖如圖1所示，包括如下步驟：

1、礦石制備：制造一塊曬礦坪，將采出的紅土鎳礦在曬礦坪成堆放置，堆高1～1.5m，堆寬視地形而定，適時用挖機翻堆進行攤曬，當(dāng)水份達(dá)到22％～28％時，將紅土鎳礦收集堆存并用擋雨布遮擋；在挖機進行翻堆時隔除300mm以上的塊礦，得到的紅土鎳礦為300mm以下的礦石；

2、破碎：建一個二級卾式破碎系統(tǒng)，將步驟1中300mm以上的紅土鎳礦(一般為300～500mm)送入一級破碎系統(tǒng)(300mm以下的進入混料機，在混料機的出口隔篩處再分離，大于25～30mm的的紅土鎳礦反破碎，小于25～30mm的的紅土鎳礦進入熟化池)，經(jīng)第一級卾式破碎系統(tǒng)破碎后送出，出料直徑為100mm，再將直徑為100mm的紅土鎳礦轉(zhuǎn)入第二級卾式破碎系統(tǒng)，經(jīng)第二級卾式破碎系統(tǒng)破碎后出料直徑為25～30mm；未達(dá)到25mm～30mm的紅土鎳礦可再送入二級卾式破碎系統(tǒng)進行破碎，直至直徑達(dá)到25mm～30mm；

3、礦漿制備：將步驟2中制備的25mm～30mm的紅土鎳礦轉(zhuǎn)入6～8m3原料倉，經(jīng)原料倉下部的皮帶運輸機送至圓筒混料機，在圓筒混料機原料進口端設(shè)置有硫酸管和水管，硫酸和25mm～30mm的紅土鎳礦一起進入圓筒混料機，圓筒混料機末端設(shè)有隔篩，該隔篩可將大于25～30mm的紅土鎳礦隔除，小于25～30mm以下的紅土鎳礦在混料機和硫酸的共同作用下進行礦石分解，最終在混料機內(nèi)制備成40～50％濃度的礦漿，然后再將礦漿送入熟化浸池，混料過程中注意削出泥團現(xiàn)象，確?；炝暇鶆?，才能使酸分布均勻，便于后續(xù)發(fā)酵熟化；同時，隔篩隔除的大于25～30mm以上的進入?yún)v式破碎系統(tǒng)破碎后再進入原料倉和圓筒混料機，重復(fù)步驟2再進入步驟3；

4、熟化：步驟3制備的礦漿轉(zhuǎn)入熟化浸池后，在熟化浸池中熟化發(fā)酵24小時，熟化溫度為150℃，酸礦質(zhì)量比為1:0.9，由于硫酸的作用，礦石中的鐵和鎳等金屬離子充分浸出，得到含水25～30％熟化發(fā)酵礦石漿；熟化浸池的底壁坡度為7％，進料端高，出料端低，所述熟化浸池的出料端的側(cè)壁上設(shè)置一個500mm寬木板擋板插口，有多塊500×200×5mm的方板，作為進料的擋板，根據(jù)礦漿的出料降低而逐塊下降出料，直至池底礦漿放出；

5、出料：熟化浸池出料時用水力采礦運輸方式，逐級提開熟化浸池的出料口上的擋板，將礦槳送到圓筒隔篩；

6、過濾和洗滌：圓筒隔篩設(shè)置在熟化浸池下方，共4m，前面2m用于過濾，將礦渣在0.5～1mm以上的礦漿固液分離，收集濾液，礦渣在后面的2m被加水洗滌，收集洗滌液，濾液和洗滌液合并為混合液進入下一級處理設(shè)備，被洗滌后的洗水渣進入副產(chǎn)品制備系統(tǒng)或直接丟棄，過慮效率高；

7、凈化除雜：將步驟6中得到的清液采用如下方法沉鐵沉鎳：

方法一：

向0.5～1mm以下的渣和步驟6中的混合液混合為混合物，將混合物的pH調(diào)整至2.3～3.5，再送入濃密機或者沉淀池，加入澄清劑(絮凝劑AN912SH)，澄清后收集澄清液，再向澄清液中加入氧化劑(雙氧水)，同時注入空氣，保持0.5～1h，以不再產(chǎn)生新的氫氧化鐵沉淀為準(zhǔn)，二價鐵在濃密機或沉淀池內(nèi)轉(zhuǎn)換為氫氧化鐵沉淀，和混合液中的原有沉淀一起被分離，分離后得到濾液和浸出渣；浸出渣進入逆流洗滌，洗滌完成后收集洗滌液，洗滌液和濾液混合得到清液；

或者將0.5～1mm以下的渣和步驟6中的混合液混合為混合物，將混合物的pH調(diào)整至2.3～3.5，再送入板框過濾機進行洗滌固液分離，得到清液；

由于鐵已經(jīng)在前述固液分離過程中被除去了，將前述步驟得到的清液的pH調(diào)整至5～8，使鎳離子沉淀出來，得到氫氧化鎳。

方法二：

0.5～1mm以下的渣和步驟6中的混合液被送入濃密機或者沉淀池進行固液分離，分離后得到濾液和浸出渣；浸出渣進入逆流洗滌，洗滌完成后收集洗滌液，洗滌液和濾液混合得到清液；

或者將0.5～1mm以下的渣和步驟6中的混合液送入板框過濾機進行固液分離，得到清液；

將前述清液中加入氧化劑和空氣，把清液的pH值調(diào)整為2.3～3.5，加入澄清劑(絮凝劑AN912SH)，澄清后收集澄清液，再向澄清液中加入氧化劑(雙氧水)，同時注入空氣，保持0.5～1h至無心的氫氧化鐵沉淀出來，將沉淀出來的鐵(30wt％～35wt％的氫氧化鐵)再通過過濾、烘干，即可獲得氫氧化鐵副產(chǎn)品；沉淀了鐵后的清液中再將清液pH調(diào)整至5～8，保持一段時間至無新的氫氧化鎳沉淀出來為止，使鎳離子充分沉淀出來，得到氫氧化鎳。

效果例

本效果例的目的在于驗證前述冶煉紅土鎳礦的方法的效果。

1、礦石參考，印尼、菲律賓紅土鎳礦中鐵質(zhì)礦、鎂質(zhì)礦等成分品位參考：

表1 印尼紅土鎳礦品位參考

表2 菲律賓土鎳礦品位參考

2、熟化發(fā)酵后的浸出液體主要成分

將表1和表2中所示的礦石均采用前述實施例的方法進行處理，根據(jù)行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)檢測熟化發(fā)酵浸出液中鎳、鐵和鎂的含量，并計算各金屬的浸出率，整體結(jié)果如表3所示。由表3可知，本發(fā)明提供的冶煉紅土鎳礦的方法的浸出率較高，其中鎳能達(dá)到98.35％以上，而鐵和鎂的浸出率也能達(dá)到80.5％和85.6％以上。

表3 熟化發(fā)酵浸出液體主要成分

3、熟化浸出濾渣數(shù)據(jù)

根據(jù)行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)檢測熟化浸出濾渣經(jīng)水洗后各成分的含量，其中包括Ni、Fe、Mg、Co、Mn、A1、SiO、Cr和Ca，結(jié)果如表4所示。由表4可知，本發(fā)明提供的冶煉紅土鎳礦的方法的洗滌效率較高，洗渣中各金屬的含量均符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

表4 熟化浸出濾渣經(jīng)水洗后各成分的含量

本發(fā)明提供的冶煉紅土鎳礦的方法的原理如下：

本發(fā)明提供的冶煉紅土鎳礦的方法主要采用硫酸熟化發(fā)酵浸出，其中，結(jié)晶態(tài)膨脹組分由于晶體生長穿透周圍物質(zhì)而向外生長(晶體生長理論)，硫酸穿透進粒子中并發(fā)生熱量膨脹，粒子發(fā)生反應(yīng)的過程。熟化浸出利用98％濃硫酸與礦石混合浸出鎳金屬的方法。濃硫酸跟水生成相當(dāng)穩(wěn)定的水合物，如H2SO4·H2O、H2SO4·2H2O、H2SO4·4H2O等(在低溫時這些水合物可從溶液里以晶體形式析出)。由于形成水合氫離子和各種水合物時放出大量的熱(1mol硫酸在20℃時與過量的水混合，溶解熱為85.5kJ)，放出的熱量多于吸收的熱量，稀釋濃硫酸時會放出大量的熱，紅土鎳礦中含20～28％的水分；紅土鎳礦中含鎂10～20％，“鎂能與濃硫酸反應(yīng)，反應(yīng)化學(xué)方程式:Mg+2HSO(濃)＝MgSO+SO(g)+2HO，硫酸在濃度高時具有強氧化性,這是它與稀硫酸最大的區(qū)別之一，濃硫酸和鎂反應(yīng)H2SO4+Mg＝MgSO4+H2(氣體)反應(yīng)很劇烈釋放出大量的熱。因此，在濃硫酸強氧化性和鎂和硫酸劇烈反應(yīng)大量的熱作用下礦漿反應(yīng)溫度逐漸升高形成熟化發(fā)酵浸出，使鎳離子溶解而浸出，通過液固分離～除雜～除鐵—沉鎳～生產(chǎn)氫氧化鎳產(chǎn)品。液固分離后利用除雜上調(diào)PH值時，可順便回收氫氧化鐵或針鐵礦；沉鎳后液可生產(chǎn)高純一水硫酸鎂。

綜上所述，本發(fā)明實施例提供的冶煉紅土鎳礦的方法有如下優(yōu)點：

效果一，通過將礦石中的水份控制在22～28％，可以控制硫酸與礦石反應(yīng)時釋放的熱量，再通過圓筒混料機帶圓筒隔篩篩分25～30mm以下的礦石與硫酸混合，篩分30mm以上的塊礦送破碎機進行二次破碎，使礦石充分破碎并控制與硫酸混合的礦石的粒徑，有利于制備更為均勻的礦漿；而均勻的礦漿有利于后續(xù)的充分熟化，提升各金屬離子的浸出率，在本發(fā)明提供的冶煉紅土鎳礦的方法鎳能達(dá)到98.35％以上的浸出率，而鐵和鎂的浸出率也能達(dá)到80.5％和85.6％以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的硫酸濕法冶煉的浸出率；

效果二，由于硫酸在濃度高時具有強氧化性的高溫熟化發(fā)酵浸出，完全改變了礦石的物理結(jié)構(gòu)，礦渣反應(yīng)為硫酸鹽，渣率60％左右，溶解了膠體粘性，完成熟化浸出后，通過0.5～1mm隔篩隔除粗砂后，直接進入板框過濾及機上洗滌完成固液分離；

效果三，由于礦石的充分熟化，最終制備的浸出液中基本不含有膠質(zhì)，整體粘性很低，在分離洗滌一體機上即可實現(xiàn)浸出液的固液分離和浸出渣的洗滌回收，沉淀渣效果好，洗滌水易穿透洗滌效果好，有效控制了水澎漲，金屬回收率85％左右；同時由于浸出液的粘性低，可采用逆流洗滌，合格液鎳濃度可達(dá)4～5g/L，比堆浸和攪拌浸等工藝減少50％的用水量，大大降低生產(chǎn)成本，還進一步提高沉鎳效率，降底輔料單耗；

效果四，本發(fā)明提供的方法提供了兩種不同的除鐵方法，即可在固液分離的同時除去鐵，也可在固液分離后除去鐵，前者的沉淀鐵和浸出渣一起被處理，可縮減工藝流程，后者可以回收沉淀鐵，得到氫氧化鐵副產(chǎn)物，二者各有優(yōu)缺點，可供使用者自由選擇；

效果五，本發(fā)明提供的方法由于充分除去了鐵，相對于傳統(tǒng)的濕法冶煉，最終的鎳純度更高；

效果六，本發(fā)明提供的適用于前述方法的系統(tǒng)，整個浸出段設(shè)備少，生產(chǎn)流程短，能耗低，處理量大，效率高，操作簡易，崗位少，工藝簡單。一個1200m3池子可處理1000噸礦石，進料8～10小時，反應(yīng)20小時，出料6小時，進料出料兩天完一個浸出周期，處理量，可實現(xiàn)工業(yè)化操作。

以上所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。本發(fā)明的實施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護的本發(fā)明的范圍，而是僅僅表示本發(fā)明的選定實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

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冶煉紅土鎳礦的方法及系統(tǒng).pdf