澳大利亞某紅土鎳礦硫酸泡浸試驗研究

范興祥，汪云華，董海剛，吳躍東，李柏榆，趙家春，李博捷

（昆明貴金屬研究所 稀貴金屬綜合利用新技術國家重點實驗室，云南 昆明 650106）

隨著鎳資源的大規模開采，富礦資源，特別是硫化礦資源越來越少，紅土鎳礦資源開始受到關注。從紅土鎳礦中回收鎳的工藝較多，如加壓硫酸浸 出［1－5］、常 壓 堆 浸［6］、常 壓 攪 浸［7］、生 物 浸出［8－10］、電化學浸 出［11］、硫酸化焙 燒－水 浸［12］、還原－氨浸［13－14］、堿 浸－氨 浸［15］、氨 浸［16］等。針 對 澳大利亞某紅土鎳礦資源的特點，研究了用硫酸浸出回收鎳，旨在確定處理紅土鎳礦的工藝參數，為其開發利用提供切實可行的濕法工藝。

1 試驗部分

1．1 試驗礦樣

試驗礦石為澳大利亞的紅土鎳礦（18桶）。該礦石屬于低鎂高鐵質鎳礦。18桶礦樣的鎳、鈷、鎂、鐵含量接近，屬于同一礦體的中層礦［17］。試驗所用礦樣為18桶礦樣的混合樣。

采用顎式破碎機破碎，各粒級礦樣的化學組成（表1）非常相近。

表1 紅土鎳礦各粒級化學成分質量分數 %

1．2 試驗設備、試劑及方法

試驗所用設備有泡浸池，板框壓濾機。所用試劑為化學純硫酸。

試驗方法：礦樣烘干，按試驗方案與配制好的稀硫酸一起加入到浸泡池中。浸泡一定時間后，過濾、洗滌，取樣分析浸出液中鎳質量濃度和殘留的硫酸質量濃度，計算鎳浸出率和酸耗。采用兩段逆流浸泡法進行試驗：一段浸泡時用二段浸泡液作浸出劑；二段浸泡時用新配制的稀硫酸浸泡一段浸出渣。工藝流程如圖1所示。

圖1 紅土鎳礦兩段浸泡工藝流程

2 試驗結果及討論

2．1 酸度對一段浸泡鎳浸出率及酸耗的影響

試驗條件：礦石粒度為－8～＋2mm，稀硫酸用量為剛好沒過礦樣，浸泡6d。酸度對鎳浸出率及酸耗的影響試驗結果如圖2所示。

圖2 酸度對鎳浸出率及酸耗的影響

由圖2看出：鎳浸出率隨酸度增大而增大，酸耗隨酸度增大而降低；當酸度為2．51mol／L時，經過6d浸泡，鎳浸出率最高為52．56%，酸耗為72．89t／t鎳；當酸度2．79mol／L時，浸出液黏度增大，不易排出，而且容易結晶，鎳浸出率反而降低。綜合考慮，一段浸泡酸度確定為2．51 mol／L。

2．2 礦石粒度對一段浸泡鎳浸出率及酸耗的影響

試驗條件：硫酸用量為剛好沒過礦石，酸度為2．51mol／L。礦石粒度對鎳浸出率及酸耗的影響試驗結果如圖3所示。

圖3 礦石粒度對鎳浸出率及酸耗的影響

由圖4看出，隨礦石粒度減小，鎳浸出率提高，酸耗降低。主要原因是紅土鎳礦粒度越細，比表面積越大，鎳礦物與硫酸接觸越多。綜合考慮，適宜的礦石粒度確定為－8～＋2mm。

2．3 浸泡時間對鎳浸出率和酸耗的影響

酸度2．51mol／L，礦石粒度－8～＋2mm，兩段逆流浸泡。浸泡時間對鎳浸出率及酸耗的影響試驗結果如圖4所示。

圖4 浸出時間對鎳浸出率及酸耗的影響

由圖4看出：隨浸出時間延長，鎳浸出率提高，酸耗降低；鎳浸出率在浸泡12d時接近80%，酸耗為64t／t鎳左右。

2．4 綜合試驗

根據上述試驗結果，確定綜合試驗條件為：酸度2．51mol／L，礦石粒度－8～＋2mm，兩段逆流浸泡時間均為12d。最佳條件下的試驗結果表明，鎳浸出率為78．52%，浸出液中鎳離子質量濃度為7．37g／L，浸出液殘酸質量分數小于5%，酸耗在64t／t鎳左右，與條件試驗結果基本一致。

3 結論

用稀硫酸兩段逆流浸泡法從紅土鎳礦中浸出鎳是可行的，最佳條件下，鎳浸出率在78%以上，酸耗在64t／t鎳左右，效果較為理想。浸出鎳的同時，鈷浸出率很低，而該紅土鎳礦鈷含量相對較高，所以如何提高鈷浸出率需要進一步加以研究。

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