赞比亚某硫化镍精矿氧压酸浸研究
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有 色 金 属 （冶 炼 部 分 ）（ｈｔｔｐ：??ｙｓｙｌ．ｂｇｒｉｍｍ．ｃｎ） ２０１９ 年 第 １０ 期
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００７－７５４５．２０１９．０１０．００２
赞比亚某硫化镍精矿氧压酸浸研究
谢铿，刘三平，王海北
（北京矿冶科技集团有限公司，北京 １００１６０）
收 稿 日 期 ：２０１９－０７－０８ 基 金 项 目 ：国 家 自 然 科 学 基 金 资 助 项 目 （５１４３４００１）；国 家 重 点 基 础 研 究 发 展 计 划 项 目 （２０１４ＣＢ６４３４０５） 作 者 简 介 ：谢 铿 （１９８２－），男 ，湖 南 耒 阳 人 ，博 士 ，高 级 工 程 师 ．
工业 上 硫 化 镍 矿 通 常 先 采 用 选 矿 富 集 得 到 精 矿 ，然 后 将 精 矿 送 冶 金 炉 处 理 得 到 镍 锍 ，再 进 一 步 采 用分层熔炼、选矿 磨 浮 分 离、硫 酸 加 压 浸 出、加 压 氨 浸或者浓盐酸浸出等方法对镍锍中的铜镍进行分离 和精炼［１－２］，这些工艺普遍存在过程复杂、能 耗 高、环 境污染大等问题。采用加压湿法冶金工艺直接处理 硫 化 镍 矿 ，因 其 清 洁 、高 效 等 优 点 而 成 为 镍 冶 炼 的 一 个重要研究 方 向 。 ［３－５］ 加 压 浸 出 工 艺 在 矿 浆 状 态 下
摘要：以赞比亚某铜镍矿浮选得到的硫化镍精矿 为 研 究 对 象，采 用 加 压 湿 法 冶 金 工 艺 处 理，研 究 镍、铜、 铁的浸出行为，考察了浸出温度、硫酸用量、氧分压、液固比、反应时间等因素的影响。在 ２００ ℃、硫 酸 用 量每吨精矿１００ｋｇ、氧分压０．５ ＭＰａ、液固比４∶１、反应时间３ｈ的优化条件下进行浸出，镍和铜的浸出 率均大于９９．５％。高温和高氧分压条 件 利 于 镍 的 浸 出，镍 浸 出 速 度 更 快。 维 持 上 述 条 件 不 变，将 氧 分 压 增大到０．８ ＭＰａ时，仅需浸出１．５ｈ，镍的浸出率就可达到９９％左右。 关 键 词 ：硫 化 镍 精 矿 ；镍 ；铜 ；铁 ；氧 压 酸 浸 中 图 分 类 号 ：ＴＦ８１５ 文 献 标 志 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１００７－７５４５（２０１９）１０－０００６－０５
２０１９ 年 第 １０ 期 有 色 金 属 （冶 炼 部 分 ）（ｈｔｔｐ：??ｙｓｙｌ．ｂｇｒｉｍｍ．ｃｎ）
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北京矿冶 科 技 集 团 有 限 公 司 开 展 湿 法 冶 金 工 艺 研 究，该湿法冶金工 艺 包 括 氧 压 浸 出、浸 出 液 净 化、氢 氧 化 镍 钴 沉 淀 、酸 溶 、溶 剂 萃 取 和 电 积 等 工 序 。 本 文 针对浮选 得 到 的 硫 化 镍 精 矿 进 行 氧 压 酸 浸 试 验 研 究，通过加压釜试 验 考 察 反 浸 出 温 度、硫 酸 用 量、氧 分压、液固比、反应 时 间 等 因 素 的 影 响，并 探 讨 浸 出 过程机理。
Ｏｘｉｄａｔｉｖｅ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｌｅａｃｈｉｎｇ ｏｆ Ｎｉｃｋｅｌ Ｓｕｌｆｉｄｅ Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅ ｆｒｏｍ Ｚａｍｂｉａ
ＸＩＥ Ｋｅｎｇ，ＬＩＵ Ｓａｎ－ｐｉｎｇ，ＷＡＮＧ Ｈａｉ－ｂｅｉ
（ＢＧＲＩＭＭ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｇｒｏｕｐ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １００１６０，Ｃｈｉｎａ）
Hale Waihona Puke Baidu
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｎｉｃｋｅｌ ｓｕｌｆｉｄｅ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅ ｐｒｏｄｕｃｅｄ ｆｒｏｍ ｃｏｐｐｅｒ－ｎｉｃｋｅｌ ｏｒｅ ｉｎ Ｚａｍｂｉａ ｂｙ ｆｌｏｔａｔｉｏｎ ｗａｓ ｔｒｅａｔｅｄ ｂｙ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｈｙｄｒｏｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ．Ｌｅａｃｈｉｎｇ ｂｅｈａｖｉｏｒｓ ｏｆ ｎｉｃｋｅｌ，ｃｏｐｐｅｒ ａｎｄ ｉｒｏｎ ｗｅｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ．Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｌｅａｃｈｉｎｇ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｓｕｌｆｕｒｉｃ ａｃｉｄ ｄｏｓａｇｅ，ｏｘｙｇｅｎ ｐａｒｔｉａｌ ｐｒｅｓｓｕｒｅ，Ｌ／Ｓ ａｎｄ ｒｅａｃｔｉｏｎ ｔｉｍｅ ｗｅｒｅ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ． Ｌｅａｃｈｉｎｇ ｒａｔｅ ｏｆ ｎｉｃｋｅｌ ａｎｄ ｃｏｐｐｅｒ ａｒｅ ｂｏｔｈ ９９．５％ ａｂｏｖｅ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｏｐｔｉｍｕｍ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｏｆ ２００℃，ｓｕｌｆｕｒｉｃ ａｃｉｄ ｄｏｓａｇｅ ｏｆ １００ｋｇ／ｔ，ｏｘｙｇｅｎ ｐａｒｔｉａｌ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｏｆ ０．５ ＭＰａ，Ｌ／Ｓ＝４／１， ａｎｄ ｒｅａｃｔｉｏｎ ｔｉｍｅ ｏｆ ３ｈ．Ｎｉｃｋｅｌ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｒｉｓｅｓ ｗｉｔｈ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｏｆ ｌｅａｃｈｉｎｇ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄ ｏｘｙｇｅｎ ｐａｒｔｉａｌ ｐｒｅｓｓｕｒｅ．Ｉｔ ｉｓ ｆｅａｓｉｂｌｅ ｔｏ ｌｅａｃｈ ｎｉｃｋｅｌ ｉｎ ａ ｒｅｌａｔｉｖｅｌｙ ｓｈｏｒｔｅｒ ｔｉｍｅ ｕｎｄｅｒ ｈｉｇｈｅｒ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄ ｏｘｙｇｅｎ ｐａｒｔｉａｌ ｐｒｅｓｓｕｒｅ．Ｌｅａｃｈｉｎｇ ｒａｔｅ ｏｆ ｎｉｃｋｅｌ ｉｓ ａｂｏｕｔ ９９％ ａｆｔｅｒ ｏｎｌｙ １．５ｈｗｉｔｈ ｏｘｙｇｅｎ ｐａｒｔｉａｌ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｒｉｓｉｎｇ ｔｏ ０．８ ＭＰａ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｎｉｃｋｅｌ ｓｕｌｆｉｄｅ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅ；ｎｉｃｋｅｌ；ｃｏｐｐｅｒ；ｉｒｏｎ；ｏｘｉｄａｔｉｖｅ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｌｅａｃｈｉｎｇ
直接将硫化镍矿中 的 镍 等 金 属 氧 化，由 于 反 应 温 度 升高和矿浆中参加反应的气体浓度加大而极大地改 善了反应的动力学条件［６－７］，可以得到较高的 金 属 浸 出率。
赞比亚某硫化镍矿平 均 镍 品 位 １．０４％ 左 右，已 探 明 储 量 约６７０ 万ｔ，主 要 通 过 选 矿 得 到 镍 精 矿 和 铜 精 矿 等 出 售 。 为 了 回 收 镍 等 金 属 ，提 高 产 品 附 加 值 ， 降 低 生 产 成 本 ，促 进 产 业 链 延 伸 ，该 矿 所 属 公 司 委 托
有 色 金 属 （冶 炼 部 分 ）（ｈｔｔｐ：??ｙｓｙｌ．ｂｇｒｉｍｍ．ｃｎ） ２０１９ 年 第 １０ 期
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００７－７５４５．２０１９．０１０．００２
赞比亚某硫化镍精矿氧压酸浸研究
谢铿，刘三平，王海北
（北京矿冶科技集团有限公司，北京 １００１６０）
收 稿 日 期 ：２０１９－０７－０８ 基 金 项 目 ：国 家 自 然 科 学 基 金 资 助 项 目 （５１４３４００１）；国 家 重 点 基 础 研 究 发 展 计 划 项 目 （２０１４ＣＢ６４３４０５） 作 者 简 介 ：谢 铿 （１９８２－），男 ，湖 南 耒 阳 人 ，博 士 ，高 级 工 程 师 ．
工业 上 硫 化 镍 矿 通 常 先 采 用 选 矿 富 集 得 到 精 矿 ，然 后 将 精 矿 送 冶 金 炉 处 理 得 到 镍 锍 ，再 进 一 步 采 用分层熔炼、选矿 磨 浮 分 离、硫 酸 加 压 浸 出、加 压 氨 浸或者浓盐酸浸出等方法对镍锍中的铜镍进行分离 和精炼［１－２］，这些工艺普遍存在过程复杂、能 耗 高、环 境污染大等问题。采用加压湿法冶金工艺直接处理 硫 化 镍 矿 ，因 其 清 洁 、高 效 等 优 点 而 成 为 镍 冶 炼 的 一 个重要研究 方 向 。 ［３－５］ 加 压 浸 出 工 艺 在 矿 浆 状 态 下
摘要：以赞比亚某铜镍矿浮选得到的硫化镍精矿 为 研 究 对 象，采 用 加 压 湿 法 冶 金 工 艺 处 理，研 究 镍、铜、 铁的浸出行为，考察了浸出温度、硫酸用量、氧分压、液固比、反应时间等因素的影响。在 ２００ ℃、硫 酸 用 量每吨精矿１００ｋｇ、氧分压０．５ ＭＰａ、液固比４∶１、反应时间３ｈ的优化条件下进行浸出，镍和铜的浸出 率均大于９９．５％。高温和高氧分压条 件 利 于 镍 的 浸 出，镍 浸 出 速 度 更 快。 维 持 上 述 条 件 不 变，将 氧 分 压 增大到０．８ ＭＰａ时，仅需浸出１．５ｈ，镍的浸出率就可达到９９％左右。 关 键 词 ：硫 化 镍 精 矿 ；镍 ；铜 ；铁 ；氧 压 酸 浸 中 图 分 类 号 ：ＴＦ８１５ 文 献 标 志 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１００７－７５４５（２０１９）１０－０００６－０５
２０１９ 年 第 １０ 期 有 色 金 属 （冶 炼 部 分 ）（ｈｔｔｐ：??ｙｓｙｌ．ｂｇｒｉｍｍ．ｃｎ）
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北京矿冶 科 技 集 团 有 限 公 司 开 展 湿 法 冶 金 工 艺 研 究，该湿法冶金工 艺 包 括 氧 压 浸 出、浸 出 液 净 化、氢 氧 化 镍 钴 沉 淀 、酸 溶 、溶 剂 萃 取 和 电 积 等 工 序 。 本 文 针对浮选 得 到 的 硫 化 镍 精 矿 进 行 氧 压 酸 浸 试 验 研 究，通过加压釜试 验 考 察 反 浸 出 温 度、硫 酸 用 量、氧 分压、液固比、反应 时 间 等 因 素 的 影 响，并 探 讨 浸 出 过程机理。
Ｏｘｉｄａｔｉｖｅ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｌｅａｃｈｉｎｇ ｏｆ Ｎｉｃｋｅｌ Ｓｕｌｆｉｄｅ Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅ ｆｒｏｍ Ｚａｍｂｉａ
ＸＩＥ Ｋｅｎｇ，ＬＩＵ Ｓａｎ－ｐｉｎｇ，ＷＡＮＧ Ｈａｉ－ｂｅｉ
（ＢＧＲＩＭＭ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｇｒｏｕｐ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １００１６０，Ｃｈｉｎａ）
Hale Waihona Puke Baidu
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｎｉｃｋｅｌ ｓｕｌｆｉｄｅ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅ ｐｒｏｄｕｃｅｄ ｆｒｏｍ ｃｏｐｐｅｒ－ｎｉｃｋｅｌ ｏｒｅ ｉｎ Ｚａｍｂｉａ ｂｙ ｆｌｏｔａｔｉｏｎ ｗａｓ ｔｒｅａｔｅｄ ｂｙ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｈｙｄｒｏｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ．Ｌｅａｃｈｉｎｇ ｂｅｈａｖｉｏｒｓ ｏｆ ｎｉｃｋｅｌ，ｃｏｐｐｅｒ ａｎｄ ｉｒｏｎ ｗｅｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ．Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｌｅａｃｈｉｎｇ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｓｕｌｆｕｒｉｃ ａｃｉｄ ｄｏｓａｇｅ，ｏｘｙｇｅｎ ｐａｒｔｉａｌ ｐｒｅｓｓｕｒｅ，Ｌ／Ｓ ａｎｄ ｒｅａｃｔｉｏｎ ｔｉｍｅ ｗｅｒｅ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ． Ｌｅａｃｈｉｎｇ ｒａｔｅ ｏｆ ｎｉｃｋｅｌ ａｎｄ ｃｏｐｐｅｒ ａｒｅ ｂｏｔｈ ９９．５％ ａｂｏｖｅ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｏｐｔｉｍｕｍ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｏｆ ２００℃，ｓｕｌｆｕｒｉｃ ａｃｉｄ ｄｏｓａｇｅ ｏｆ １００ｋｇ／ｔ，ｏｘｙｇｅｎ ｐａｒｔｉａｌ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｏｆ ０．５ ＭＰａ，Ｌ／Ｓ＝４／１， ａｎｄ ｒｅａｃｔｉｏｎ ｔｉｍｅ ｏｆ ３ｈ．Ｎｉｃｋｅｌ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｒｉｓｅｓ ｗｉｔｈ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｏｆ ｌｅａｃｈｉｎｇ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄ ｏｘｙｇｅｎ ｐａｒｔｉａｌ ｐｒｅｓｓｕｒｅ．Ｉｔ ｉｓ ｆｅａｓｉｂｌｅ ｔｏ ｌｅａｃｈ ｎｉｃｋｅｌ ｉｎ ａ ｒｅｌａｔｉｖｅｌｙ ｓｈｏｒｔｅｒ ｔｉｍｅ ｕｎｄｅｒ ｈｉｇｈｅｒ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄ ｏｘｙｇｅｎ ｐａｒｔｉａｌ ｐｒｅｓｓｕｒｅ．Ｌｅａｃｈｉｎｇ ｒａｔｅ ｏｆ ｎｉｃｋｅｌ ｉｓ ａｂｏｕｔ ９９％ ａｆｔｅｒ ｏｎｌｙ １．５ｈｗｉｔｈ ｏｘｙｇｅｎ ｐａｒｔｉａｌ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｒｉｓｉｎｇ ｔｏ ０．８ ＭＰａ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｎｉｃｋｅｌ ｓｕｌｆｉｄｅ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅ；ｎｉｃｋｅｌ；ｃｏｐｐｅｒ；ｉｒｏｎ；ｏｘｉｄａｔｉｖｅ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｌｅａｃｈｉｎｇ
直接将硫化镍矿中 的 镍 等 金 属 氧 化，由 于 反 应 温 度 升高和矿浆中参加反应的气体浓度加大而极大地改 善了反应的动力学条件［６－７］，可以得到较高的 金 属 浸 出率。
赞比亚某硫化镍矿平 均 镍 品 位 １．０４％ 左 右，已 探 明 储 量 约６７０ 万ｔ，主 要 通 过 选 矿 得 到 镍 精 矿 和 铜 精 矿 等 出 售 。 为 了 回 收 镍 等 金 属 ，提 高 产 品 附 加 值 ， 降 低 生 产 成 本 ，促 进 产 业 链 延 伸 ，该 矿 所 属 公 司 委 托