低品位紅土鎳礦氧化焙燒—硫酸浸出試驗研究

2013-09-27 09:40:32馬衛紅樊麗麗訾建新

濕法冶金 2013年2期

馬衛紅，樊麗麗，曾欽，訾建新

（內蒙古礦產實驗研究所，內蒙古呼和浩特 010031）

我國鎳資源中，氧化鎳礦約占55%，硫化鎳礦約占28%，海底鎳錳結核中的鎳約占17%［1－2］。氧化鎳礦雖然儲量很大，但由于技術和經濟等原因沒有得到大規模開發。隨著世界硫化鎳礦資源的日漸消耗，紅土鎳礦的開發利用近年來已成為研究熱點［3－7］。試驗針對某地紅土鎳礦，研究了先氧化焙燒，然后用酸浸出鎳。

1 試驗部分

紅土鎳礦中的鎳主要以氧化鎳、硅酸鎳形式富集在蛇紋石中，少量賦存在綠泥石、滑石中。以蛇紋石為主的鎳礦物集合體在表生風化層中形成土狀混合物，是可利用的鎳礦資源。礦石多元素化學分析結果見表1。

表1 化學多元素分析結果 %

試驗所用主要試劑為98.3%的濃硫酸，水為自來水。

試驗所用設備有：球磨機，SX2－4－13型馬弗爐，SHZ－D（III）循環水真空泵，D－840／WZ型電動攪拌器（天津市興華科學儀器廠），Optimal5300DV型電感耦合等離子體－原子發射光譜儀（ICP－AES，美國Perkin－Elmer公司），烘箱等。

將紅土鎳礦自然風干，破碎至一定粒度。每次取一定質量樣品于瓷坩堝中并置于馬弗爐中焙燒，焙砂在一定條件下用硫酸浸出，考察焙燒及浸出條件對鎳浸出率的影響。

礦石在800℃下焙燒3h，然后在70℃下用硫酸浸出60min，控制液固體積質量比1∶1，考察礦石細度對鎳浸出率的影響。試驗結果如圖1所示。可以看出，隨礦石粒度減小，鎳浸出率先增大后減小。綜合考慮，磨礦細度以－0.074mm占75%為宜。

圖1 磨礦細度對鎳浸出率的影響

礦石粒度－0.074mm占75%，不同溫度下焙燒3h，浸出溫度70℃，浸出時間60min，液固體積質量比1∶1。焙燒溫度對鎳浸出率的影響試驗結果如圖2所示。可以看出，隨焙燒溫度升高，鎳浸出率先增大后減小，變化較大。綜合考慮，確定焙燒溫度以800℃為宜。

圖2 焙燒溫度對鎳浸出率的影響

礦石粒度－0.074mm占75%，焙燒溫度800℃，浸出溫度70℃，浸出時間60min，液固體積質量比1∶1。焙燒時間對鎳浸出率的影響試驗結果如圖3所示。可以看出，焙燒時間越長，鎳浸出率越高。但延長焙燒時間會降低生產效率，增加生產成本，所以，綜合考慮，確定焙燒時間以2h為宜。

圖3 焙燒時間對鎳浸出率的影響

礦石粒度－0.074mm占75%，焙燒溫度800℃，焙燒時間2h，浸出時間60min，液固體積質量比1∶1。浸出溫度對鎳浸出率的影響如圖4所示。可以看出：隨浸出溫度升高，鎳浸出率先增大后減小；浸出溫度為70℃時，鎳浸出率最高。綜合考慮，確定最佳浸出溫度為70℃。

圖4 浸出溫度對鎳浸出率的影響

礦石粒度－0.074mm占75%，焙燒溫度800℃，焙燒時間2h，浸出溫度70℃，液固體積質量比1∶1。浸出時間對鎳浸出率的影響如圖5所示。可以看出，隨浸出時間延長，鎳浸出率先增大后減小。綜合考慮，確定適宜的浸出時間為80min。

圖5 浸出時間對鎳浸出率的影響

礦石粒度－0.074mm占75%，焙燒溫度800℃，焙燒時間2h，浸出溫度70℃，浸出時間80min。液固體積質量比對鎳浸出率的影響如圖6所示。可以看出，隨液固體積質量比增大，鎳浸出率變化較大；液固體積質量比為1.5∶1時，鎳浸出率最高。所以，確定最佳液固體積質量比為1.5∶1。

圖6 液固體積質量比對鎳浸出率的影響

采用焙燒—酸浸工藝從紅土鎳礦中浸出鎳，浸出效果較好。最佳工藝條件為：礦石粒度－0.074mm占75%，焙燒溫度800℃，焙燒時間2h，浸出溫度70℃，浸出時間80min，液固體積質量比1.5∶1。最佳條件下，鎳浸出率達81%左右。

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