红土镍矿常压盐酸浸出工艺及其动力学研究

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Ab t a t sr c :Nik l ae i a r ae y amo p e cl a h n i y r c lr e a i .E fc so a t l ieo t r e c e lt r e w st t d b t s h r e c i g w t h d o h o i cd t e i h d f t f r ce sz f ae i , e p i l t
适 合 于处 理表层 的红 土矿 , 就极 大 地 限 制 了氨浸 工 这
余则来源于氧化镍矿 。随着 高品位含镍硫 化矿资 J 源 的 日益枯 竭 和社 会 发展 对 镍 需 求 量 的不 断 增 加 , 高
效低 成本 地 开发 利用 红 土镍 矿具 有重 要 的意义 。
艺 的发 展 。此外 , 氨浸工 艺钴 镍 回收率偏 低 , 全流 程镍 回 收 率 只 有 7 % ~8 % , 回 收 率 仅 有 4 % ~ 5 0 钴 0
5 0% [

对于高铁型红土镍矿 的处理 , 目前常采用 的是高
压酸 浸 工艺 。该 工 艺在 2 0— 7 5 2 0℃ 和 4~ a 5 MP
常压 浸 出方 法 具 有 工 艺 简 单 、 耗 低 、 备 费 用 能 设 低 、 作条 件易 于控 制等 优点 , 操 但存 在着 浸 出沉铁 工序 的沉铁 渣 过 滤 性 能 差 、 量 大且 渣含 镍 高 达 0 4 的 渣 .% 问题 , 因此 各种 改进 工艺 , 包括 硫 酸化焙 烧一 出t 浸 9 引、
Ni o a d Mn w r n e t ae .T eo t m o d t n r s olw : r a t l ieo . 2 ,C n e e i v s g td h p i i mu c n i o s i we ea l s o e p ri esz f 1 5~0 1 f o c 0 . 5 mm ,a i - r cd o e r t f3 1, e ci n t mp r t r f8 ℃ ,ra t n t f 1 h,s l — q i ai f 1 4 a d n d i o f c lr e . a i o : r a t e e au e o 0 o o e ci i o o me oi l u d r t o : n o a d t n o h o d s d i o i i Un e h p i m o dt n ,t e la h n ae fman mea sw r i 6 9 ,C 7 8 ,F 6 5 ,Mn 8 . % , d rteo t mu c n i o s h e c i g r tso i tl e e N . % i 8 o6 . % e8 . % 0 1
郭 学益 , 吴 展, 李 栋, 石文堂 , 田庆华
( 中南大学 冶金科学 与工程学院 , 湖南 长沙 4 0 8 ) 10 3

要: 采用盐酸在常压下浸 出红土镍 矿 , 考察 了矿石 粒度 、 酸料 比、 反应温度 、 反应 时间 、 固液 比、 氯离子浓度对 镍 、 、 等金属浸 钴 锰
a i /o e r t cd r a i e e au e,r a to i o,tmp r tr e c in tme,s ld l u d r to a d c n e tain o h o d o n t e c n a e f oi i i ai n o c nr to f c lr e ins o he l a hig r ts o / q i
2 2 酸料 比对金 属浸 出率 的影 响 .
Cr
1O .2
Zn
0 0 .4
Cu
0. O1
分 别称 取 1 矿 , 固液 比( / L 为 1 4 2 0g 在 gm ) - ,5℃
的条件下水浴震荡反应 2h不 同酸料比条件下各主要 ,
金属 的浸 出率 如 图 2所 示 。 由 图 2可 看 出 , 料 比对 酸
7 0




第3 1卷
剂 , 常压 下通 过控 制 浸 出条 件 使 得 红 土矿 中 的主 要 在 有价 金属 高 效 浸 出 。通 过研 究 浸 出过 程 的动 力 学 特 征 , 出浸 出过 程 的活 化 能 , 出过 程 的控 制 步 骤 , 得 找 从 而为 后期 扩大 实验及 工艺 优化 提供 重要 依据 。
矿物 浸 出的 反 应 机 理 ¨ 是 在 固相 和 液 相 的两 相 界 面上 发生 的多相 反应 , 出过程 分 为两个 阶段 : 一 浸 第 阶段 是矿 物表 面 的金 属 的浸 出 ; 第二 阶段 是 毛 细 孔扩 散 浸 出。前 者浸 出反 应 速 度 快 ,时 间短 ; 者 反 应 速 后 度慢 , 时间长 。 当矿物致 密 坚硬 , 金属 在矿 物 中均匀分 布 时 , 物粒 度对 浸 出率起 很 大 影 响 。从 图 1中可 看 矿
世 界 陆基镍 的储 量 约为 4 7亿 吨 , 中 3 .% 以 . 其 94 硫化 矿 形式 存 在 ,0 6 以氧 化 矿 形 式 存 在 _ 2。 目 6.% 1 IJ
前世 界 上镍 产量 的 6 % ~ 5 是 来 源 于硫 化 镍 矿 , 0 6% 其
家 , 运 行 都 不 稳 定 J 且 。还 原 焙 烧. 法 处 理 红 土 镍 氨 矿 , 产 品可 以是镍 盐 、 结 镍 、 粉 、 块 等 , 它 只 其 烧 镍 镍 但
Mg 5 5 8. % a d Cr7 6% .r s e tv l .Th o h f tn e c i g r t —i u v so ik la d io tdfe e tr a — n 2. e p cie y r ug i i g la h n a e t t me c r e fnc e n r n a i r n e c f
第3 1卷第 4期
21年 O 01 8月
矿 冶 工 程
M I NG NI AND ETALLURGI M CAL ENGI NEERI NG
V0 _ N 4 l3l来自百度文库o Au us 2 1 g t 0 1
红 土 镍 矿 常压 盐 酸 浸 出工 艺及 其动 力学 研 究①
等工
艺得 到 了研 究 者 的关 注 。本 实 验 采 用浓 盐 酸 为 浸 出

收稿 日期: 0 10 -5 2 1 -30 基金 项目 :国家 自然科学基金资助项 目(0 7 10) 5740 作者 简介 : 郭学益 (9 6一) 男 , 16 , 湖南长沙人 , 教授 , 士研究生导师 , 博 从事有色金属资源循环及环境材料研究 。
p o eswee7 . J mo n 8 5 6 k / l e p ciey rc s r 2 1 5 k/ la d8 . 6 J mo ,rs e t l. 2 v
Ke r s:nik ll trt y wo d c e a e i e;h d o h o i cd;ki tc y r c lrde a i neis;Av a q to r mie uain
t n t mp r t r s t sfu d t a h e c i g p o e s d e o i t e s r k n o e mo e swie y a o t d, i t i e e a u e ,i wa o n h tt e l a h n r c s o s n tf h h n i g c r d l d l d p e wh l i o t i e
出率 的影响 , 到了该 实验下 的优化条件为 : 得 矿石粒度 为 0 15— . 5m 酸料 比为 3 1反应 温度 8 .2 0 1 m、 :、 0℃ 、 反应时间 1h 固液 比为 、
14、 : 不外加氯 化盐 。在优化条 件下 的浸 出结 果 表 明, 金 属 的浸 出率分 别 为 N 6 9 、 o6 . % ,e8 . % 、 O 1 、 g 各 i . % C 7 8 F 6 5 Mn8 . % M 8
G O X ey , h n L og S ntn ,TA igh a U u —i WU Z a , I n , HI D We — g I N Q n —u a ( co lfMe l ri l c ne& E gne n ,C nrl o t U i r t, h n sa4 0 8 , u a ,C i ) Sh o o t l gc i c au aS e n ier g et uh nv sy C a gh 10 3 H n n hn i a S ei a
c n b aifc o l e r s n e y f tn t r mimo e s a e s tsa tr y r p e e td b i i g wi Av a d l .Th ci ai n e e g fn c e n r n i h e c i g i t h e a t to n r y o i k la d io n t e l a h n v
表 1所示 。
表 1 红土镍矿化 学成分 分析( 质量分数 ) % /
Mg
4. 0 4
分布在较粗 的矿石中 , 而镍 、 等金属 的分 布 比较均 钴
匀 。综 合考 虑粒度 的影 响 及 细磨 和筛 分 的成 本 , 以后 实验均 采用 0 15— .5m 的矿样 。 .2 0 1 m
5.% 、r 26 85 C .%。对不同反应温度下 的镍 、 7 铁的浸 出率一 间曲线进行 拟合 , 时 结果表 明该浸 出过程 不符合广泛 采用 的收 缩核模型 ,
而用 A rmi va 方程拟合则很好地符合其线 性关 系。浸出过程 中镍 、 铁的活化能分别为 7 .2 Jm l 8 .6 J t l 2 15k/ o 和 8 56k/ o。 o
出, 原矿 粒度 对镍 、 、 、 浸 出 的影 响有 限 , 钴 铁 铬 而对锰 、
1 实

1 1 实验 原料 .
实验所 用 的红 土镍矿 来 自菲律 宾棉 兰老 岛 图拜 矿
镁 的浸 出影 响较 为 明显 , 原 因可能 是 由于锰 、 主要 其 镁
区, 矿物粒度为 0 15~ .5m .2 0 1 m之间, 其化学成分如
关键 词 : 红土镍矿 ; 盐酸浸 出; 动力学 ; va i A rm 方程 中图分类号 : F 1 T 85 文献标识 码 : A 文章 编号 : 2 3— 0 9 2 1 )4— 09— 0 5 6 9 (0 10 0 6 0 4
At o p e i a h n f Nik lLa e i y Hy r c o i e Acd a d Is Ki e is m s h rc Le c i g o c e trt b d o h rd i n t n t e i c
的高温高压下进行浸出, 可保 证较 高的镍提取率 以及 较低 的铁. 出率 。但 由于高压 酸浸工艺受 到矿石 浸 、 条件 、 备 条 件 、 出 条 件 、 垢 程 度 等 制 约 ¨ , 设 浸 结 J 目前 世界上采用加压酸浸工艺处理氧化镍矿的厂家 只有 3
浓硫酸熟化. 水浸 。 ‘ 以及还原 预焙烧一 酸浸 [ 】
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