淺談鎳鉬礦濕法冶金研究現狀

郭本東

摘 要：本文主要介紹，目前我國鎳鉬礦的主要分布地區、研究進展及其工業現狀。生產流程短、金屬的浪費較低、生產工藝較為環保是鎳鉬礦濕法冶煉的主要特點。雖然鎳鉬礦濕法冶金有很多的工藝手段，但是由于現在國內外的冶金技術相對較低，未能找出一條既經濟又環保的方法，所以傳統濕法工藝還需進一步提高和改善。在這里主要分析了鎳鉬濕法冶金的幾個方法，分析了其在生產過程中的特點，針對它們中存在的問題對其發展方向提出了一些建議。

關鍵詞：鎳鉬礦 濕法冶金 冶金方法

中圖分類號：TF841 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）10（b）-0097-02

隨著經濟水平的提高，人們對于合金鋼等材料的需求也越來越大。鎳和鉬元素可以很好地提高合金鋼材料的性能。而傳統的鎳鉬提煉方法在經濟與環保方面做得仍然不夠，金屬的回收率較低。因此，為了解決鎳鉬元素市場需求的不斷加劇，鎳鉬元素提煉的工藝手段與方法需要進一步提高與改良。

1 鎳鉬礦的冶金現狀及濕法冶金方法

1.1 我國鎳鉬礦濕法冶金現狀

我國的鎳鉬礦產主要分布在中東和東南部分。鎳鉬礦主要成因是化學沉淀，由海水噴氣作用成，然后再通過海底的生物作用使之在缺氧的環境下聚集在一起最終形成。目前你木框的，工業生產方法，主要是火法與濕法相結合。主要過程是，先對，開采的原礦進行焙燒，然后再進行分離操作。但是在燃燒的過程中會產生大量的二氧化硫，會對環境造成嚴重污染。所以全濕法冶金技術對保護環境具有十分重要的意義。

1.2 常壓氧化浸出

在常壓常溫，或常壓高溫的條件下，加入特定的氧化劑，或浸出劑使鎳鉬礦氧化分解的過程稱為常壓氧化浸出。在浸出技術中，大多數濕法冶金工藝都采硫酸作為浸出劑。目前人們也正在致力于研究和開發新的浸出劑。現投入生產的主要技術有弱堿、弱酸氧化浸，強堿氧化浸出，鹽酸、硫酸浸出和生物氧化浸出等。將鎳鉬礦石破碎、研磨，再用弱堿浸出，將浸出液進行過濾，然后進行煮沸蒸氨，把蒸發的氨氣用水吸收重新利用。之后用萃取劑得到鉬，再用氨水多次萃取得到鉬氨酸。再將剩余的溶液蒸發濃縮得到鎳。這是弱堿氧化技術的主要步驟。弱酸的氧化浸出的原理主要是在弱酸條件下，鎳鉬兩種元素鎳以硫酸鎳形式溶解，鉬則以鉬酸根存在。之后可以采用萃取技術得到兩種元素。鹽酸的氧化浸出，一些礦石可以用低濃度鹽酸較為容易的浸出鎳鉬元素，但是有些礦石則需要較高濃度的鹽酸才可以浸出，但是高濃度的鹽酸，進出時會參雜大量的鎂和鐵離子會影響接下來的處理。所以在提取過程中應先把氯化氫從溶液中蒸餾出來，然后再去除水中的鐵離子。強堿氧化浸出以強堿為浸出劑，可以使鎳鉬礦中的鉬留在溶液中，其他金屬則不溶解，將會存在于殘渣中。然后再對鎳元素進行進一步的分離。

1.3 加壓氧化浸出法

加壓可以使一些在常溫常壓條件不能浸出的礦石的發生浸出。加壓氧化也分為許多種氧化手段。應用最為廣泛的是加壓硫酸氧化浸出。高壓酸浸處理方法最早應用于20世紀50年代末，但在過了幾十年才開始投入生產。近幾年來，大部分新建工廠大都選用酸浸工藝。酸浸工藝之所以應用廣泛的原因之一是，大部分礦石開采之后很難直接冶煉。在將礦石磨碎之后，用硫酸浸出，控制溫度和壓強，使鎳鉬元素進入溶液。然后再對溶液進行萃取，便可得到這兩種元素的成品。也可以選擇用強堿氧化浸出的方法來得到所需的兩種元素。用純堿和苛性鈉配置的溶液將粉碎后的礦石浸出。然后再用硫酸浸出得到的濾渣。最后對溶液進行萃取。與硫酸氧化萃取相比回收率也相對較高。

1.4 生物浸出法

生物濕法冶金在品位較低的鉬礦和鎳礦中應用較為廣泛。但是，鎳鉬礦相比于單獨的鎳礦或鉬礦來說較為復雜。生物浸出工藝是利用微生物自身的氧化或還原特性，來使礦物中的一些部分發生氧化還原反應，從而使之分離出來。比如，真菌黑曲霉或大腸桿菌等微生物在特定的環境下可以作為有效的還原劑。生物浸出中較為廣泛的被人所知的是硫化礦物的微生物浸出。鉬礦石可以被硫化葉菌等細菌氧化分解。利用這一原理，可以處理含鉬元素元素的一些廢渣或尾礦等。但是相對于傳統的濕法浸出工藝。生物浸出并沒有被廣泛的應用于生產當中。

2 常用方法中存在的問題

2.1 常壓氧化浸出

在弱堿氧化過程中優點是工藝流程短，但是其缺點卻較為明顯，即回收率太低，而且浸出條件要求也比較苛刻。因為在高溫時氨水易揮發，濃度難以控制，所以很難投入大量的生產當中。而在弱酸的氧化的浸出中，其回收率可以達到90%到94%，但是在生產過程中需要的浸出劑濃硫酸腐蝕性較高，容易損壞設備，因此需要質量較高的生產設備來進行，而且對氧化劑的需求量較大，生產成本高。

而強酸即鹽酸的氧化浸出其浸出液可以通過萃取直接凈化，將某些特定的元素分離。另外，鹽酸的浸出液中可以產生純凈的鎳氧化物等。但是，其中也存在著一些問題。比如，產生的氯化氫氣體具有高濃度的腐蝕性，會對人體或設備造成危害。另外，在反應的水解階段，需要外界提供大量的熱量，而且對于一些不溶于水的離子不起作用。而強堿氧化浸出工藝過程較為簡單，金屬浸出率高，對設備要求也比較低，而且在生產過程中也沒有產生有害氣體。但它需要對鎳進行進一步的浸出，所需要的時間長，同時也增加了工作步驟和成本。

2.2 加壓氧化浸出

隨著科學技術的不斷發展，高溫加壓氧化浸出的設備也在不斷地更新，實現了許多不同情況的加壓氧化的浸出。但由于加壓氧化設備較為昂貴，成本較大，所以還未在我國大面積的投入生產，相對于其他發達國家發展較為落后。但是，加壓氧化對于鎳鉬礦中鎳鉬元素的提取有非常顯著的效果。加壓硫酸浸出工藝流程短，能夠一次性將鎳鉬元素分離出來，而且回收率較高。同樣的，因為其浸出劑為硫酸，腐蝕性較高，對于反應過程中所需要設備的材質要求較高。而且，因為硫酸的存在使得，在浸出中會使溶液含有較高濃度的鐵離子或鎂離子，會出現鐵離子或其他雜質離子浸出的問題。加強堿氧化浸出，鉬元素的回收率可以達到百分之九十，而鎳元素的回收率可以達到百分之九十五甚至更高。但是在整個過程中，需要分別對鎳鉬元素進行分離浸出，工序較長，而且因為硫酸的存在，對設備的要求較高，而且會使在第二部分對鎳進行收集時引入鐵和鎂等雜質離子，加大凈化難度。

2.3 生物浸出工藝

生物浸出工藝的特點是，設備簡單，投資少，容易操作，最為重要的是不會產生污染氣體。近年來生物濕法冶金工藝受到人們的重視，主要原因是常規的冶金方法達不到國家的環保要求，而生物浸出工藝則不會有類似的問題，更加符合目前世界各國提倡的綠色環保的理念。但是生物浸出工藝的問題也十分的明顯，主要有反應速度慢、效率低，而且由于細菌的適應性與耐熱性差，對環境的依賴性較強，所以這種方法受環境的影響比較大。另外，目前發現用于生物浸出工藝中的細菌種類較少。但是，可以適當在生產過程中加入一些特殊的添加劑或活性劑來確保細菌的正常作用。也可以通過電場，磁場加強進出過程。或者，還可以通過基因工程利用現有的細菌得到更加適合于生物浸出工藝的新型的細菌。總之，生物浸出工藝需要人們的進一步探索。

3 結語

隨著環保理念愈發被人們重視，火法冶金將會被濕法冶金所替代，因為無論是從環境保護的角度抑或經濟實用的角度來考慮，濕法冶金都表現出了強大的優勢。相對于其他國家來說，我國在鎳鉬礦濕法冶金方面的投入仍有所不足，所以需要加大對其浸出工藝的研究力度，爭取早日開辟出一條既經濟又環保的浸出工藝。

參考文獻

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