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某进口红土镍矿湿法冶金工艺试验研究

文档作者：齐建云1，马晶1，朱军2，王毅2 文档来源： 1-西北有色地质研究院 2．西安建筑科技大学		点击数：	更新时间： 2024年06月14日
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第30卷第3期(总第119期)
2011年9月
湿法冶金
Hydrometallurgy of China
V01．30 No．3(Sum．119)
Sep．2011
某进口红土镍矿湿法冶金工艺试验研究
齐建云1，马晶1，朱军2，王毅2
(1-西北有色地质研究院，陕西西安710054；
(2．西安建筑科技大学冶金工程学院，陕西西安710055)
摘要：研究了从某进口红土镍矿中湿法提取镍，确定了最佳工艺条件。结果表明：用硫酸在常压下浸出，镍浸
出率达78．62％；用硫化钠溶液从浸出液中沉淀镍，所得硫化镍产品中镍品位达20％；最后调整沉淀母液pH，
控制一定温度，副产氢氧化镁，所得氢氧化镁中氧化镁质量分数达58．40％。
关键词：红土镍矿；湿法冶金；镍；浸出
中图分类号：TF803．2；TF815 文献标志码：A 文章编号：1009—2617(2011)03—0214—04
现有的镍矿资源主要有硫化镍矿和红土镍矿
2类，其中，红土镍矿占70％，硫化镍矿占30％。
随着世界上可供开采的硫化镍矿资源的减少，镍
需求的增加，开发利用红土镍矿十分迫切[i-3]。红
土镍矿床一般分为3层，处理工艺各不相同：上层
为褐铁矿层，铁、钴含量较高，硅、镁、镍含量较低，
宜采用湿法冶金工艺；下层为硅镁镍矿，硅、镁含
量较高，铁、钴含量较低，镍含量较高，宜采用火法
工艺；中间层为过渡层，采用湿法和火法工艺均
可[4]。某进口红土镍矿为过渡层硅镁镍矿，难以
通过物理方法富集；而火法冶炼能耗高、污染大、
产品杂质含量高；采用还原焙烧一氨浸方法回收
镍成本也比较高[5]：所以该矿石始终未能得到很
好开发。本研究以该镍矿为对象，通过试验确定
湿法冶金工艺条件，目的是为开发此类镍矿资源
寻找适宜的方法
1 矿石组成及试样制备
1．1 矿石组成
红土镍矿主要元素分析结果见表1。
裹1 红土镍矿主要元素质量分数％
1．2 试样制备
矿石经晾晒、自然干燥后，破碎至2 mm以
下，混匀后再破碎至74弘m以下，加温干燥后备
用。
2 工艺流程
试验采用的工艺流程如图l所示。
红土镍矿
收铁
硫化钠沉淀镶二Ⅱ
过滤、洗涤
洗水上清液镍锆硫化物
上清渡T
尾水
圈1红土镍矿湿法冶金工艺流程
收稿日期：2010-10—08
作者筒介t齐建云(1964--)，山东人，硕士，高级工程师，主要研究方向为有色金属冶炼．
一～
万方数据
第30卷第3期齐建云，等：某进口红土镍矿湿法冶金工艺试验研究·215·
3 试验结果及讨论
3．1 硫酸常压浸出
3．1．1 浸出方式的确定
针对该红土镍矿，分别采用3种浸出方式进
行对比试验。浸泡浸出：按酸矿质量比和液固体
积质量比1：1加入硫酸和水，混匀后静置浸泡
10 min，再按液固体积质量比1．85：1补加入水
后进行搅拌加温浸出；直接浸出：按固定酸矿质量
比配好硫酸水溶液，再按液固体积质量比1．85：1
直接加入硫酸溶液进行搅拌加温浸出；制浆浸泡
浸出：把矿样先加水制成矿浆，搅拌均匀后再按液
固体积质量比1．85：1加入浓硫酸浸泡10 min，
然后加温搅拌浸出。试验结果见表2。
表2 不同浸出方式的试验结果
由表2可知：添加草酸铵对Ni、Co、MgO的
浸出率影响不大，对Fe、SiO。浸出稍有影响，试验
确定不添加草酸铵；从浸出方式来看，浸泡浸出
时，Ni浸出率相对高一点，而制浆浸泡浸出时，
Sioz浸出率最低。考虑到红土镍矿水分较高，最
佳磨矿方式为湿磨，与之相适应的浸出方式是先
制浆、浸泡，然后再浸出，所以试验确定以制浆浸
泡浸出方式处理红土镍矿。
3．1．2 酸矿质量比对镍浸出的影响
试验条件：控制液固体积质量比1．85：1，浸
出温度80℃，浸出时间1 h。酸矿质量比对镍浸
出率的影响试验结果见图2。可以看出，镍浸出
率随酸矿质量比的增大而提高。但是随酸矿质量
比的增大，浸出液中相应的杂质含量也增加，综合
考虑，选定酸矿质量比以0．6：1为宜，此时镍浸
出率在78％左右。
嬲(琉酸枷矿石)
图2 酸矿质量比对镍浸出率的影响
3．1．3 浸出温度对镍浸出率的影响
试验条件：酸矿质量比0．6：1，液固体积质
量比1．85：1，浸出时间1 h。温度对镍浸出率的
影响试验结果如图3所示。可以看出，镍浸出率
随温度升高而提高。试验选择浸出温度为80℃。
温度／℃
图3 浸出温度对镍浸出率的影响
3．1．4 浸出时间对镍浸出率的影响
试验条件：酸矿质量比0．6：1，液固体积质
量比1．85：1，浸出温度80℃。浸出时间对镍浸
出率的影响试验结果如图4所示。
l
、、
*
田
璐
答
圈4 浸出时间对镍浸出率的影响
由图4可见：镍浸出率随浸出时间的延长而
提高；但浸出40 min后，镍浸出率变化不大。故
选择浸出时间为40 min。
万方数据
· 216 · 湿法冶金2011年9月
3．1．5 硫酸常压浸出验证试验
为验证试验条件的可靠性和试验结果的重现
性，按照单因素试验选定的最佳条件进行验证浸
出试验。浸出方式为制浆浸泡浸出。试验条件
为：酸矿质量比0．6：1，液固体积质量比
1．85：1，浸出温度80℃，浸出时间40 rain。最
佳条件下，镍浸出率达78．62％。
3．2 浸出液中和
对硫酸常压浸出所得浸出液进行中和除铁。
中和剂为双氧水和石灰石粉。将浸出液稀释4
倍，调pH=3．0，在60～65℃下中和1 h，结果浸
出液中铁质量浓度由23．26 g／L降至0．1 g／L以
下，且中和沉淀物过滤性能良好，镍损失率小于
3％。
3．3硫化物沉淀
3．3．1 沉淀pH、电位对硫化物沉淀率的影响
对中和除铁后的溶液，在50～55℃条件下加
Na。S溶液沉淀镍，沉淀时间1 h，Na：S质量浓度
100 g／L。pH和电位对镍沉淀的影响试验结果
见表3。
表3 溶液pH、电位及硫化钠用■对镍沉淀率的影响
终点，H唰mV反品誓‰沉淀w(硫化Ni)／舯N煮巍
由表3可知：当电位小于等于一300 mV时，
沉淀后液中镍质量浓度为2 mg／L，并且不再降
低，此时镍的沉淀率为99．80％；但是沉淀物中镍
品位逐渐降低，这是由于硫化钠使用过量所致。
综合考虑，pH选择5．50左右、电位选择一350
mV左右即可。
3．3．2 温度对硫化镍沉淀的影响
针对中和除铁后的溶液，其他试验条件不变，
pH和电位在反应温度下测定。温度对镍沉淀的
影响试验结果见表4。可以看出，硫化镍沉淀率
随温度升高而提高。但是温度过高，所加入的硫
化钠易挥发，不仅浪费，还会造成环境污染，因此，
沉淀温度确定为50～55℃。
衰4 沉淀温度对镍沉淀的影响
25～30 5．70—360 17．5
50～55 5．50—362 2．0
80～85 5．20—370 2．0
19．02
19．75
21．78
98．25
99．80
99．80
3．3．3 硫化沉淀验证试验
综合试验条件：沉淀温度50～55℃，沉淀时
间1 h，Na：S质量浓度100 g／L，pH=5．50，电位
--350 mV。在此条件下，沉淀后液中镍质量浓度
降至2 mg／L，产品中镍质量分数20％左右，镍沉
淀率在99．80％以上。
3．4 副产品氢氧化镁的沉淀
3．4．1 pH对氢氧化镁沉淀的影响
对硫化镍沉淀后的溶液，在温度50～55℃、
沉淀时间40 rain条件下，考察pH对氢氧化镁沉
淀的影响，试验结果如图5所示。可以看出：氢氧
化镁沉淀率随pH的增大而提高；pH大于10．05
以后，氢氧化镁沉淀率基本稳定。综合考虑，pH
选择10．oo～10．10。
l
芝
*
纠
堤
舌i=
圈5 pH对Mg(OH)：沉淀率的影响
3．4．2温度对氢氧化镁沉淀率的影响
对硫化镍沉淀后液调整pH在10．oo左右，
控制沉淀时间40 rain，考察温度对氢氧化镁沉淀
率的影响，结果见表5。可以看出：不同温度下，
氢氧化镁沉淀率基本相同；但氢氧化镁中氧化镁
的质量分数不同，25～30℃下，MgO质量分数为
58．40％。综合考虑，沉淀温度以25～30℃为宜。
万方数据
第30卷第3期齐建云，等：某进口红土镍矿湿法冶金工艺试验研究· 217 ·
表S 温度对氢氧化镁沉淀率的影响
4 结论
对某进口红土镍矿以湿法工艺提取镍在技术
上是可行的。用硫酸在常压下浸出，控制一定条
件，镍浸出率可达78．62％。浸出液用双氧水氧
化、石灰石粉浆中和除铁，可将铁除至0．1 g／L以
下，而镍损失率小于3％。对除铁后液用硫化钠
溶液沉淀镍，镍沉淀率达99．80％以上，产品中镍
品位达20％。对沉淀镍后的溶液，调整pH至
10．00～10．10，控制温度在25～30℃范围内，沉
淀40 min，可获得副产品氢氧化镁，产品中氧化
镁质量分数为58．40％。
参考文献：
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黄其兴．镍冶金学[M]．北京：中国科学技术出版社，1990：
229—239．
Experiment Research on Hydrometallurgy of Laterite-nickel Ore
QI Jian-yunl，MA lin91，ZHU Jun2，WANG Yi2
(1．Northweat Nonferrou5 Geology Institute，Xi’an，Shaanxi 710054，China)
(2．School of Metallurgical Engneering，Xi’an University of Architecture and Technology，
Xi’an，Shaanxi 710055，C^ina)
Abstract：Hydrometallurgy of laterite-nickel ore to extract Ni was investigated．The optimum conditions
were determined by tests．The leaching rate of Ni was of 78．62％at normal pressure using sulfurie
acid．Ni mass fraction in the product was of 20 0A．MgO mass fraction was of 58．40％in the byproduct．
Key words：laterite-nickel ore；hydrometallurgy；nickel；leaching
{．H．}_主·}_{．}_{．}_{．}一{．}_{．}_{．}_{．}{．}{·}{．H．H-H-H．}_{·}{．}_暑．}{．}{-}{·}_{．}+H-H,H．H,H．H．H·}{·}{．}{．}÷}{．}{．H·}_{．}_{．}{-F+F-I-F-I-H-H-I-
在盐酸溶液中用电生成氯从废电路板中浸出铜的动力学
Eun-young Kim，et a1．研究了用电生成氯在盐酸溶液中从废电路板中浸出铜、锌、铅和锡等金属的
行为。用2种不同的反应器进行试验：a)同时生成Cl。和浸出的金属的组合反应器；b)与氯气发生器阳
极碳室连接的独立反应器。对比了2种不同反应器从废电路板中回收有价金属的效率。2个反应器
中，随电流强度增大、温度升高和时问延长，金属浸出率升高。在组合反应器和独立反应器中，溶解率分
别为20％和25％左右时，铜浸出率逐渐降低，这可能是随浸出的进行和表面生成CuCI(s)而导致的铜
表面面积变小所致。研究结果表明，铜浸出率在组合反应器中比在独立反应器中低。用电生成氯溶解
铜的动力学符合由表层扩散控制的经验对数法。铜浸出机制在对滤渣进行能谱分析后再次得到证实。
温度在298～323 K范围时，铜在组合反应器及独立反应器中浸出的活化能分别为24．5 kJ／tool和20．7
kJ／tool。

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