[0001]

本發(fā)明屬于濕法冶金技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種銅鎳硫化礦的銅鎳浸出及鐵分離方法。

背景技術(shù)：

[0002]

鎳、銅元素是國民經(jīng)濟、社會發(fā)展、國防工業(yè)建設(shè)以及科學(xué)技術(shù)發(fā)展必不可少的基礎(chǔ)材料和重要的戰(zhàn)略物資，銅鎳硫化礦石是主要的鎳的來源，銅的重要來源，銅鎳礦的冶煉是生產(chǎn)鎳、銅單質(zhì)的重要步驟。銅鎳硫化礦的冶煉分為火法和濕法兩種，火法冶金應(yīng)用廣泛。濕法冶金一定程度解決了火法中的能耗和環(huán)境問題，浸出工藝是濕法冶金中的重要步驟。

[0003]

銅鎳硫化礦浸出工藝按浸出劑的不同主要可分為酸浸、氨浸、氯氣浸出和細(xì)菌浸出。氨浸和酸浸的氧化劑為氧氣，氯氣浸出的氧化劑為氯氣，細(xì)菌浸出的氧化劑為細(xì)菌產(chǎn)生的氧化酶。此外，使用重鉻酸根、臭氧、高錳酸鉀等氧化劑做浸出劑也有研究。按浸出原料的不同，可分為精礦浸出和高鎳锍浸出。高鎳锍氯氣浸出法是工業(yè)中成型的工藝，作為火法冶金的后續(xù)工藝，氯氣浸出高鎳锍效率高，回收率高，可實現(xiàn)銅鎳有效分離。但同時，氯氣價格昂貴，對設(shè)備有的抗腐蝕性有很高要求，使得生產(chǎn)成本較高。以氧氣和細(xì)菌氧化酶為氧化劑的浸出工藝效率較低，以重鉻酸根、高錳酸鉀等為氧化劑的工藝會引入其他離子，如鉻酸根、錳離子等，使得后續(xù)處理中難度加大。

[0004]

因此，需要尋找一種高效浸出、成本可控、不產(chǎn)生有害離子的簡單的浸出工藝。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

[0005]

本發(fā)明的目的在于提供一種銅鎳硫化礦的銅鎳浸出及鐵分離方法，該方法操作方便，反應(yīng)條件溫和，成本低，不額外引入有害離子，銅、鎳可完全浸出，同時鐵元素以沉淀形式固定實現(xiàn)直接分離。

[0006]

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：

[0007]

提供一種從銅鎳硫化礦中浸出銅鎳離子的方法，通過在銅鎳硫化礦中加入氧化劑氯氧酸鹽，使得銅、鎳浸出，鐵生成沉淀。

[0008]

按上述方案，氧化劑為氯酸鈉時，具體步驟如下：

[0009]

(1)將銅鎳硫化礦、氯酸鈉和蒸餾水混合球磨；

[0010]

(2)將步驟(1)中球磨后樣品室溫干燥至脫水60-80％；

[0011]

(3)將步驟(2)中干燥后樣品加熱進(jìn)行反應(yīng)；；

[0012]

(4)將步驟(3)中反應(yīng)后的樣品放入蒸餾水中，銅、鎳浸出溶于蒸餾水中，鐵生成沉淀nafe3(so4)2(oh)6。

[0013]

將氧化劑氯酸鈉與銅鎳硫化礦混合球磨，可以促進(jìn)氧化劑氯酸鈉與銅鎳硫化礦充分粉碎后緊密接觸，而水的存在，降低了氯酸鈉的氧化性，避免氯酸鈉與銅鎳硫化礦混合后直接反應(yīng)；然后室溫蒸發(fā)脫去60％～80％的水使混合物從漿體轉(zhuǎn)成低含水量的準(zhǔn)固態(tài)，剩

余的水分作為反應(yīng)物存在；在加熱的過程中發(fā)生氧化還原反應(yīng)，s元素被氧化，銅離子、鎳離子則在蒸餾水中直接浸出，鐵離子以沉淀nafe3(so4)2(oh)6形式固定。

[0014]

按上述方案，步驟(1)中銅鎳硫化礦與蒸餾水的質(zhì)量比為1：(1～1.5)；銅鎳硫化礦與氯酸鈉的質(zhì)量比為1：(0.85～1.30)。

[0015]

按上述方案，步驟(1)中球磨條件為：轉(zhuǎn)速為200～400rpm，時間為50～100min。

[0016]

按上述方案，步驟(3)中加熱反應(yīng)條件為：溫度為100～400℃，時間為100～150min。

[0017]

按上述方案，步驟(4)中浸出時間為20～40min。

[0018]

按上述方案，步驟(4)中浸出過程選擇超聲波、振蕩或攪拌方式。

[0019]

按上述方案，氧化劑為亞氯酸鈉時，具體步驟如下：

[0020]

(1)配制濃度為0.1～0.5mol/l的亞氯酸鈉溶液；

[0021]

(2)將銅鎳硫化礦與步驟(1)配制而成的亞氯酸鈉溶液常溫下混合反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后，銅、鎳浸出至水溶液中，鐵生成沉淀四氧化三鐵。

[0022]

調(diào)控亞氯酸鈉溶液的濃度，亞氯酸鈉與銅鎳硫化礦溫和反應(yīng)，s元素被氧化，銅離子、鎳離子在蒸餾水中直接浸出，鐵離子則以沉淀四氧化三鐵形式固定。

[0023]

按上述方案，銅鎳硫化礦與亞氯酸鈉的質(zhì)量比為1:(1.35～4.45)。

[0024]

按上述方案，步驟(2)中反應(yīng)過程選擇超聲波、振蕩或攪拌方式。

[0025]

按上述方案，步驟(2)中反應(yīng)時間為10～30min。

[0026]

本發(fā)明的有益效果為:

[0027]

本發(fā)明通過在銅鎳硫化礦精礦中加入氧化劑氯氧酸鹽，可以實現(xiàn)銅、鎳元素的完全浸出，同時鐵元素以沉淀物固定從而直接實現(xiàn)銅鎳元素和鐵元素的分離。該方法反應(yīng)條件溫和，反應(yīng)時間短，設(shè)備簡易，操作簡單，成本低，反應(yīng)過程不額外引入有害離子，適宜推廣應(yīng)用。

附圖說明

[0028]

圖1為實施例1中銅鎳硫化礦經(jīng)過氧化劑氯酸鈉處理后得到的浸出渣的xrd圖。

[0029]

圖2為實施例3中銅鎳硫化礦經(jīng)過氧化劑亞氯酸鈉處理后得到的浸出渣的xrd圖。

具體實施方式：

[0030]

為使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

[0031]

實施例1：

[0032]

某銅鎳硫化礦主要成分為鎳黃鐵礦((ni,fe)9s8)、黃銅礦(cufes2)和黃鐵礦(fes2)。樣品中ni、cu、fe的含量分別為4.97％、4.73％、30.24％。取1g礦樣和1.01g氯酸鈉加入球磨罐中，再加入1g水，在300rpm的低轉(zhuǎn)速條件下球磨60min。磨后樣品取出在干燥器中室溫干燥24h，脫去60％的水后在馬弗爐200℃下加熱2h，加熱后樣品取定量放入錐形瓶中，加入蒸餾水在水浴振蕩器中常溫常壓浸出30min，其中ni和cu浸出到蒸餾水中，浸出渣為fe的沉淀物，直接將fe與ni和cu分離開來。測定浸出率分別為：ni 99.63％，cu 99.74％，fe 0％。

[0033]

圖1為本實施例中反應(yīng)后浸出渣的xrd圖譜，圖中顯示，浸出渣主要成分為黃鈉鐵礬(nafe3(so4)2(oh)6)。

[0034]

氯酸鈉對銅鎳硫化礦浸出效果優(yōu)異，常溫常壓下浸出30min可以實現(xiàn)銅、鎳元素的完全浸出和鐵元素的固定，鐵元素完全形成黃鈉鐵礬類不溶鹽固定在固體不溶物中。

[0035]

實施例2：

[0036]

某銅鎳硫化礦主要成分為黃銅礦(cufes2)、黃鐵礦(fes2)、紫硫鎳礦(feni2s4)。樣品中ni、cu、fe的含量分別為4.72％、4.40％、26.55％。取1g礦樣和1.2g氯酸鈉加入球磨罐中，再加入1g水，在200rpm的低轉(zhuǎn)速條件下球磨80min。磨后樣品取出在干燥器中室溫干燥24h，脫去80％的水后在馬弗爐150℃下加熱2h，加熱后樣品取定量放入錐形瓶中，加入蒸餾水在水浴振蕩器中常溫常壓浸出30min，其中ni和cu浸出到蒸餾水中，fe以nafe3(so4)2(oh)6沉淀物形式分離開來。測定浸出率分別為：ni 99.49％，cu 99.65％，fe 0％。

[0037]

實施例3：

[0038]

某銅鎳硫化礦主要成分試驗樣品主要成分為黃銅礦(cufes2)、黃鐵礦(fes2)、紫硫鎳礦(feni2s4)。ni、cu、fe的含量分別為4.72％、4.40％、26.55％。配制100ml，0.3mol/l的亞氯酸鈉溶液放入錐形瓶中，將1g礦樣放入溶液中形成反應(yīng)體系，保證氧化劑過量。將反應(yīng)體系放置在水浴振蕩器(250rpm)中常溫常壓振蕩10min完成反應(yīng)，其中ni和cu浸出到蒸餾水中，浸出渣為fe的沉淀物，直接將fe與ni和cu分離開來。測定浸出率分別為：ni 99.99％，cu 99.80％，fe 0％。

[0039]

圖2為本實施例中反應(yīng)后浸出渣的xrd圖譜，圖中顯示，浸出渣主要成分為四氧化三鐵(fe3o4)。

[0040]

亞氯酸鈉稀溶液對銅鎳硫化礦浸出效果優(yōu)異，在常溫常壓下浸出10min可實現(xiàn)銅、鎳元素的完全浸出和鐵元素的固定，鐵元素完全固定在不溶物四氧化三鐵中，此外，亞氯酸鈉配置成稀溶液，也可以盡量避免反應(yīng)過程中產(chǎn)生的有害氣體clo2進(jìn)入空氣中。

[0041]

實施例4：

[0042]

某銅鎳硫化礦主要成分為鎳黃鐵礦((ni,fe)9s8)、黃銅礦(cufes2)、黃鐵礦(fes2)。樣品中ni、cu、fe的含量分別為4.97％、4.73％、30.24％。配制100ml0.3mol/l的亞氯酸鈉溶液放入錐形瓶中，將1.5g的礦樣放入溶液中形成反應(yīng)體系，保證氧化劑過量。將反應(yīng)體系放置在水浴振蕩器(250rpm)中常溫常壓振蕩20min完成反應(yīng)，其中ni和cu浸出到蒸餾水中，fe以四氧化三鐵沉淀物形式分離開來。測定浸出率分別為：ni 99.79％，cu 99.36％，fe 0％。技術(shù)特征：

1.一種銅鎳硫化礦的銅鎳浸出及鐵分離方法，其特征在于，在銅鎳硫化礦中加入氧化劑氯氧酸鹽，使得銅、鎳浸出，鐵生成沉淀。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅鎳硫化礦的銅鎳浸出及鐵分離方法，其特征在于，所述氧化劑氯氧酸鹽為氯酸鈉，具體步驟如下：(1)將銅鎳硫化礦、氯酸鈉和蒸餾水混合球磨；(2)將步驟(1)中球磨后樣品室溫干燥至脫水60-80％；(3)將步驟(2)中干燥后樣品加熱進(jìn)行反應(yīng)；(4)將步驟(3)中反應(yīng)后的樣品放入蒸餾水中，銅、鎳浸出溶于蒸餾水中，鐵形成沉淀nafe3(so4)2(oh)6。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的銅鎳硫化礦的銅鎳浸出及鐵分離方法，其特征在于，所述步驟(1)中銅鎳硫化礦與蒸餾水的質(zhì)量比為1：(1～1.5)；銅鎳硫化礦與氯酸鈉的質(zhì)量比為1：(0.85～1.30)。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的銅鎳硫化礦的銅鎳浸出及鐵分離方法，其特征在于，所述步驟(1)中球磨條件為：轉(zhuǎn)速為200～400rpm，時間為50～100min。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的銅鎳硫化礦的銅鎳浸出及鐵分離方法，其特征在于，所述步驟(3)中加熱反應(yīng)條件為：溫度為100～400℃，時間為100～150min。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的銅鎳硫化礦的銅鎳浸出及鐵分離方法，其特征在于，所述步驟(4)中浸出時間為20～40min；浸出過程選擇超聲波、振蕩或攪拌方式。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅鎳硫化礦的銅鎳浸出及鐵分離方法，其特征在于，所述氧化劑氯氧酸鹽為亞氯酸鈉，具體步驟如下：(1)配制濃度為0.1～0.5mol/l的亞氯酸鈉溶液；(2)將銅鎳硫化礦與步驟(1)配制而成的亞氯酸鈉溶液常溫下混合反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后，銅、鎳浸出至水溶液中，鐵形成沉淀四氧化三鐵。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的銅鎳硫化礦的銅鎳浸出及鐵分離方法，其特征在于，所述銅鎳硫化礦與所述亞氯酸鈉的質(zhì)量比為1:(1.35～4.45)。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的銅鎳硫化礦的銅鎳浸出及鐵分離方法，其特征在于，所述步驟(2)中反應(yīng)時間為10～30min；反應(yīng)過程選擇超聲波、振蕩或攪拌方式。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明公開一種銅鎳硫化礦的銅鎳浸出及鐵分離方法。該方法通過在銅鎳硫化礦中加入氧化劑氯氧酸鹽，使得銅、鎳元素浸出，鐵元素生成沉淀。本發(fā)明通過采用氯氧酸鹽作為氧化劑，不額外引入有害離子，通過簡單工藝，即可實現(xiàn)銅、鎳離子的完全浸出，同時將鐵以沉淀形式直接分離出來，反應(yīng)條件溫和，反應(yīng)時間短，設(shè)備簡易，操作簡單，成本低，適宜推廣應(yīng)用。適宜推廣應(yīng)用。

技術(shù)研發(fā)人員：張其武 艾自強 胡慧敏 劉巖矗 顧緯鍵

受保護的技術(shù)使用者：武漢理工大學(xué)

技術(shù)研發(fā)日：2019.08.30

技術(shù)公布日：2021/3/4