專利名稱：氯化焙燒-浸出法從鎳礦提取鎳或鈷的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種有色金屬的提取工藝，具體為一種氯化焙燒-浸出法從鎳 礦提取鎳或鈷的方法。
背景技術(shù)：
世界陸基鎳儲(chǔ)量中氧化鎳礦占70%左右，隨著硫化鎳礦資源的減少，氧 化鎳礦將會(huì)成為獲取鎳的主要資源，尤其是近幾年來(lái)鎳價(jià)持續(xù)走高使得氧化 鎳礦的處理工藝得到迅猛發(fā)展。
現(xiàn)有的氧化鎳礦冶金方法分為火法、濕法、氯化焙燒法等?；鸱ㄖ饕?礦熱電爐或高爐冶煉鎳鐵，濕法主要是酸浸和還原焙燒-氨浸技術(shù)。火法工藝 存在著能耗高、污染大、鎳鈷不能分離等缺點(diǎn)；還原焙燒-氨浸工藝鎳鈷回收 率低、能耗高；酸浸工藝耗酸大，必須用大量堿性物質(zhì)平衡所耗的酸，因此 生產(chǎn)成本高。
氯化焙燒是指在一定的條件下，借助于氯化劑的作用，使物料中的某些 組分轉(zhuǎn)變?yōu)闅庀嗷蚬滔嗦然?，以使有價(jià)金屬和其他組分分離富集的過(guò)程； 氯化焙燒所用的氯化劑主要有氯氣、氯化氫等氣態(tài)氯化劑和氯化鈉、氯化鎂、 氯化鈣、氯化銨等固態(tài)氯化劑。在教科書《氯化冶金》(中南礦冶學(xué)院冶金教 研室編，冶金出版社1978年出版)第160頁(yè)敘述了氧化鎳礦的氯化焙燒工藝， 所用的氯化劑為氯氣和氯化氫等氣態(tài)氯化劑，氯化溫度200-1000°C，但因?yàn)?所用氯化劑腐蝕性大加之鐵的氯化難以控制，最終沒有形成工業(yè)化生產(chǎn)。該 教材第169頁(yè)敘述了前蘇聯(lián)1974年以氯化銨為氯化劑處理混合鉍礦的氯化焙 燒實(shí)驗(yàn)，焙燒溫度750-85(TC，鉍的浸出率達(dá)到97.1%。
中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枮?8105880.7公開了一種用氯化銨生產(chǎn)碳酸鍶的方法，該技術(shù)提出粗碳酸鍶與氯化銨混合焙燒，焙燒溫度200到30(TC，焙砂用水浸 出提取純碳酸鍶的方法。
中國(guó)專利"黑色風(fēng)化礦泥氯化銨焙燒提取氧化稀土的方法"(池汝安、朱 國(guó)才，申請(qǐng)?zhí)?7125900.3)提出黑色風(fēng)化礦泥與氯化銨和碳粉混合制球后焙 燒，焙燒溫度330-550°C ，焙砂水浸后提取氧化稀土。
中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枮?00410069373.0公開了一種從低含量碳酸錳礦原礦中 回收錳的方法，該技術(shù)提出氯化銨或硫酸銨與低含量碳酸錳礦混合焙燒，焙 燒溫度300-800°C，焙砂浸出后浸液用焙燒產(chǎn)生的氨氣和二氧化碳沉錳。
從以上敘述可以看出，以氯化銨為氯化劑進(jìn)行氯化焙燒在碳酸鍶、稀土、 碳酸錳礦、鉍礦等礦物的提取中已經(jīng)得到了應(yīng)用，但在氧化鎳礦的氯化方面 沒見報(bào)道，因?yàn)檠趸嚨V與以上礦種不同，氧化鎳礦本身的含鎳量很低(只 有1-2%)，而鐵含量在8-50%，氧化鎂含量在3-35%,鐵和氧化鎂的含量遠(yuǎn)遠(yuǎn) 高于鎳含量；按照以上方法氯化，鎳在被氯化的同時(shí)鐵和鎂也大量被氯化， 既消耗了氯化劑又為后續(xù)處理帶來(lái)困難。
專利號(hào)為200610012780, 7公開了一種粉煤灰中提取氧化鋁同時(shí)聯(lián)產(chǎn)白炭 黑的方法，步驟包括將粉煤灰磨粉，活化后加入硫酸銨，再在反應(yīng)物中加入 水，過(guò)濾，在濾液中加入氨氣，得到氫氧化鋁和氫氧化鐵混合沉淀，最后用 氫氧化鈉溶液將氫氧化鋁沉淀融解后再通過(guò)加種碳分得到純氫氧化鋁，最后 燒制的A1203。該技術(shù)提供了一種利用氨鹽提取礦物的技術(shù)，但是該技術(shù)直接 應(yīng)用于提取鎳鈷含量較少的鎳礦上，經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)證明，直接利用該技術(shù)顯然得 不到理想的效果。所以必須尋找一種適合于鎳礦中提取鎳鈷的技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決從鎳礦中提取鎳鈷的技術(shù)問(wèn)題而提供了 一種氯化焙燒-浸 出法從鎳礦提取鎳或鈷的方法。本發(fā)明是由以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的， 一種氯化焙燒-浸出法從鎳礦提取鎳或 鈷方法，包括步驟如下
(1) 將鎳礦烘干粉磨細(xì)。所述的鎳礦為氧化鎳礦或者其他含鎳物料，如 鉬鎳礦提鉬后的鎳渣、大洋結(jié)核、各種合金提金屬后的廢渣、含鎳電池廢料 及含鎳廢催化劑等。
(2) 粉磨好的鎳礦與一定量的氯化銨充分混合，氯化銨與氧化鎳礦的重 量比為0.3-1.5: 1，混合后的物料入窯。可以是散料直接入焙燒窯，也可以制 粒后入窯。
(3) 鎳礦與氯化銨的混合物入密閉窯焙燒，焙燒溫度分三段氯化銨回 收段溫度150-300°C，氯化焙燒段溫度350-450°C ，水解焙燒段溫度500-550 。C。燒段時(shí)間為30-120分鐘。
氯化銨回收段，溫度150-300'C，該段的作用是使水解段產(chǎn)生的氯化氫與 氯化焙燒段產(chǎn)生的氨氣充分反應(yīng)重新生成氯化銨，部分氯化銨隨混合料重新 進(jìn)入氯化焙燒段，以減少加入物料氯化氨的配入量，部分氯化銨隨尾氣排出 回收。②氯化焙燒段，'焙燒溫度350-45(TC ，該段完成氯化銨的分解和有價(jià)金 屬的氯化。③水解焙燒段，焙燒溫度500-550°C，該段根據(jù)氯化鐵和氯化鎂高 溫易水解的原理，利用氧化鎳礦含有的結(jié)晶水使氯化焙燒生成的大量氯化鎂 和氯化鐵的水解，而氯化鎳水解很少。
(4) 窯內(nèi)排出的尾氣用干法回收氯化銨，濕法回收氨氣。
(5) 焙砂直接用清水浸出，浸出溫度5-95°C，浸出液固比(0.5-10): 1， 浸出時(shí)間5-120min。浸出可以一次完成也可以多段逆流完成，浸出渣洗滌后 廢棄，浸出液提取各種金屬。
(6) 浸出液用窯內(nèi)尾氣回收的氨水調(diào)PH值，控制PH值為6.5-7.5回收 鎳和或鈷。然后控制PH值7.5-9回收鎂。尾液為氯化銨溶液，濃縮后與窯內(nèi)尾氣回收的氯化銨一并回用。
原礦經(jīng)烘干粉磨后與一定量氯化銨充分混合，混合后的物料在密閉的條 件下進(jìn)行分段低溫焙燒，分段焙燒的目的有三(1)是最大限度地抑制鐵和 鎂的氯化，同時(shí)不影響鎳的氯化。(2)部分氯化銨可以在焙燒過(guò)程中直接重 復(fù)利用，(3)保持在氯化階段窯內(nèi)氯化氫氣體的濃度。排出的尾氣分別回收 反應(yīng)產(chǎn)生的氨氣和氯化銨；焙燒后的物料直接入清水浸出，浸出渣經(jīng)水洗后 廢棄，浸出液用回收的氨水調(diào)PH值，在不同沉淀?xiàng)l件下分別回收浸出液中的 鎳鈷、鎂等；最后的尾液為氯化銨溶液。
與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明有以下特點(diǎn)1、氯化銨在焙燒過(guò)程中分解為相應(yīng) 的酸和氨氣，酸與物料中的有用成分反應(yīng)生成可溶性鹽，氨氣回收后用于金 屬的沉淀回收，達(dá)到了物料的酸堿平衡，無(wú)需另外添加堿性物質(zhì)平衡浸出時(shí) 的酸。2、通過(guò)控制各段焙燒溫度和物料停留時(shí)間可以進(jìn)行選擇性氯化，盡量 使氧化鎳礦中的有用成分鎳、鈷生成水溶性氯化物，而其他成分浸出量很少。 3、加熱溫度低、加熱后廢氣的余熱用于烘干物料，熱利用率高，可實(shí)現(xiàn)最大 限度的節(jié)能。4、窯內(nèi)氯化銨回收段因氨氣過(guò)剩，可以中和幾乎全部氯化氫， 使得煙氣含氯化氫少，煙氣腐蝕性小。5、沉淀回收的鎳鈷精礦品位高，可以 達(dá)到含鎳30%以上，有利于產(chǎn)品的后續(xù)加工利用。6、氯化銨可循環(huán)使用，從 而降低了成本，減少了污染。7、工藝過(guò)程無(wú)廢氣廢水排放，符合綠色生產(chǎn)的 要求。8、除氧化鎳礦外，該工藝也適用于其他類型的含鎳物料。該溶液濃縮 后與窯內(nèi)尾氣回收的氯化銨一并返回利用，該工藝能做到自身的酸堿平衡， 工藝過(guò)程沒有廢氣和廢水排放，是一種綠色的生產(chǎn)工藝。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1: 一種氯化焙燒-浸出法從鎳礦提取鎳或鈷方法，包括步驟如下 (1)將鎳礦烘干粉磨細(xì)，烘干粉磨可以在一臺(tái)設(shè)備內(nèi)完成或分步完成，烘干所用熱氣體為加熱爐燃燒室產(chǎn)生的熱廢氣。所述的鎳礦為氧化鎳礦，氧化
鎳礦含鎳0.94%、含鈷0.06%、含鐵50. 14%。
(2) 粉磨好的氧化鎳礦與一定量的氯化銨充分混合，氯化銨與氧化鎳礦 的重量比為0.3: 1，混合后的物料入窯?？梢允巧⒘现苯尤氡簾G，也可以 制粒后入窯。
(3) 氧化鎳礦與氯化銨的混合物入密閉窯焙燒，焙燒溫度分三段氯化 銨回收段溫度150-300°C，氯化焙燒段溫度350-450°C，水解焙燒段溫度 500-550°C， 一共焙燒時(shí)間45分鐘。
(4) 窯內(nèi)排出的尾氣用干法回收氯化銨，濕法回收氨氣。
(5) 焙砂直接用清水浸出，浸出溫度5°C，浸出液固比質(zhì)量10: 1，浸 出時(shí)間60min。浸出可以一次完成也可以多段逆流完成，浸出渣洗滌后廢棄， 浸出液提取各種金屬。
(6) 浸出液用窯內(nèi)尾氣回收的氨水調(diào)PH值，控制PH值為6.5-7.5回收 鎳和鈷。然后控制PH值7.5-9回收鎂。鎳浸出率75%、鈷浸出率78%。尾液為 氯化銨溶液，濃縮后與窯內(nèi)尾氣回收的氯化銨一并回用。
實(shí)施例2: —種氯化焙燒-浸出法叢鎳礦提取鎳或鈷方法，包括步驟如下
(1) 將鎳礦烘干粉磨細(xì)，烘干粉磨可以在一臺(tái)設(shè)備內(nèi)完成或分步完成，烘 干所用熱氣體為加熱爐燃燒室產(chǎn)生的熱廢氣。所述的鎳礦為氧化鎳礦，氧化 鎳礦含鎳1.42%、含鈷0.04%、含鐵22.50%，
(2) 粉磨好的氧化鎳礦與一定量的氯化銨充分混合，氯化銨與氧化鎳礦 的重量比為0.8: 1，混合后的物料入窯?？梢允巧⒘现苯尤氡簾G，也可以 制粒后入窯。
(3) 氧化鎳礦與氯化銨的混合物入密閉窯焙燒，焙燒溫度分三段氯化 銨回收段溫度150-300°C，氯化焙燒段溫度350-450°C，水解焙燒段溫度500-550°C， 一共焙燒時(shí)間60分鐘。
(4) 窯內(nèi)排出的尾氣用干法回收氯化銨，濕法回收氨氣。
(5) 焙砂直接用清水浸出，浸出溫度95°C，浸出液固比3: 1，浸出時(shí) 間10min。浸出可以一次完成也可以多段逆流完成，浸出渣洗滌后廢棄，浸出 液提取各種金屬。
(6) 浸出液用窯內(nèi)尾氣回收的氨水調(diào)PH值，控制PH值為6.5-7.5回收 鎳鈷。然后控制PH值7.5-9回收鎂。鎳浸出率80%、鈷浸出率76%。尾液為氯 化銨溶液，濃縮后與窯內(nèi)尾氣回收的氯化銨一并回用。
實(shí)施例3:
一種氯化焙燒-浸出法從鎳礦提取鎳或鈷的方法，包括步驟如下(1)將鎳 礦烘干粉磨細(xì)，烘干粉磨可以在一臺(tái)設(shè)備內(nèi)完成或分步完成，烘干所用熱氣 體為加熱爐燃燒室產(chǎn)生的熱廢氣。所述的鎳礦為氧化鎳礦，氧化鎳礦含鎳 1.85%、含鐵12.83%，
(2) 粉磨好的氧化鎳礦與一定量的氯化銨充分混合，氯化銨與氧化鎳礦 的重量比為1: 1，混合后的物料入窯?？梢允巧⒘现苯尤氡簾G，也可以制 粒后入窯。
(3) 氧化鎳礦與氯化銨的混合物入密閉窯焙燒，焙燒溫度分三段氯化 銨回收段溫度150-300°C，氯化焙燒段溫度350-450°C，水解焙燒段溫度 500-550°C， 一共焙燒時(shí)間120分鐘。
(4) 窯內(nèi)排出的尾氣用干法回收氯化銨，濕法回收氨氣。
(5) 焙砂直接用清水浸出，浸出溫度60°C，浸出液固比5: 1，浸出時(shí) 間120min。浸出可以一次完成也可以多段逆流完成，浸出渣洗滌后廢棄，浸 出液提取各種金屬。
(6) 浸出液用窯內(nèi)尾氣回收的氨水調(diào)PH值，控制PH值為6.5-7.5回收鎳鈷。然后控制PH值7.5-9回收鎂。鎳浸出率92%。鎳尾液為氯化銨溶液， 濃縮后與窯內(nèi)尾氣回收的氯化銨一并回用。
實(shí)施例4: 一種氯化焙燒-浸出法從鎳礦提取鎳的方法，包括步驟如下
(1) 將鎳礦烘干粉磨細(xì)，烘干粉磨可以在一臺(tái)設(shè)備內(nèi)完成或分步完成，烘 干所用熱氣體為加熱爐燃燒室產(chǎn)生的熱廢氣。所述的鎳礦為氧化鎳礦，氧化 鎳礦含鎳1. 85%、含鐵12. 83%，
(2) 粉磨好的氧化鎳礦與一定量的氯化銨充分混合，氯化銨與氧化鎳礦 的重量比為1.5: 1，混合后的物料入窯?？梢允巧⒘现苯尤氡簾G，也可以 制粒后入窯。
(3) 氧化鎳礦與氯化銨的混合物入密閉窯焙燒，焙燒溫度分三段氯化 銨回收段溫度150-300°C，氯化焙燒段溫度350-450°C，水解焙燒段溫度 500-550°C， 一共焙燒時(shí)間90分鐘。.
(4) 窯內(nèi)排出的尾氣用干法回收氯化銨，用水回收氨氣。
(5) 焙砂直接用清水浸出，浸出溫度60°C，浸出液固比3: 1，浸出時(shí) 間45min。浸出可以一次完成也可以多段逆流完成，浸出渣洗滌后廢棄，浸出 液提取各種金屬。
(6) 浸出液用窯內(nèi)尾氣回收的氨水調(diào)PH值，控制PH值為6.5-7.5回收 鎳。鎳浸出率92%、然后控制PH值7.5-9回收鎂。尾液為氯化銨溶液，濃縮 后與窯內(nèi)尾氣回收的氯化銨一并回用。浸出液用回收的氨水沉淀鎳，鎳精礦 品位35%，沉鎳后的液體用回收的氨水調(diào)PH，再用少量碳酸氫銨沉鎂。沉鎂 后的尾液濃縮蒸干，氯化銨的回收率可達(dá)98%以上。
實(shí)施例5: —種氯化焙燒-浸出法從鎳礦提取鎳的方法，包括步驟如下 (1)將鎳礦烘干粉磨細(xì)，烘干粉磨可以在一臺(tái)設(shè)備內(nèi)完成或分步完成，烘 干所用熱氣體為加熱爐燃燒室產(chǎn)生的熱廢氣。所述的鎳礦為某廠鉬鎳礦提完鉬的鎳渣，含鎳2.85%、含鐵10.80%，
(2) 粉磨好的氧化鎳礦與一定量的氯化銨充分混合，氯化銨與氧化鎳礦 的重量比為1.2: 1，混合后的物料入窯?？梢允巧⒘现苯尤氡簾G，也可以 制粒后入窯。
(3) 氧化鎳礦與氯化銨的混合物入密閉窯焙燒，焙燒溫度分三段氯化 銨回收段溫度150-300。C，氯化焙燒段溫度350-450°C，水解焙燒段溫度 500-550°C， 一共焙燒時(shí)間90分鐘。
(4) 窯內(nèi)排出的尾氣用干法回收氯化銨，水回收氨氣。
(5) 焙砂直接用清水浸出，浸出溫度6(TC，浸出液固比0.8: 1，浸出 時(shí)間25min。浸出可以一次完成也可以多段逆流完成，浸出渣洗滌后廢棄，浸 出液提取各種金屬。
(6)浸出液用窯內(nèi)尾氣回收的氨水調(diào)PH值，控制PH值為6.5-7.5回收鎳， 鎳浸出率91%、然后控制PH值7.5-9回收鎂。尾液為氯化銨溶液，濃縮后與 窯內(nèi)尾氣回收的氯化銨一并回用。浸出液用氨水沉鎳，鎳精礦品位33%，沉鎳 后的液體加碳酸氫銨沉鈣鎂，過(guò)濾后尾液蒸發(fā)回收氯化銨，氯化銨的回收率 可達(dá)98%以上。
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權(quán)利要求
1、一種氯化焙燒-浸出法叢鎳礦提取鎳或鈷方法，其特征在于包括步驟如下(1)將鎳礦烘干粉磨細(xì)，(2)粉磨好的鎳礦與一定量的氯化銨充分混合，氯化銨與氧化鎳礦的重量比為0.3-1.5∶1，混合后的物料入窯，(3)鎳礦與氯化銨的混合物入密閉窯焙燒，焙燒溫度分三段氯化銨回收段溫度150-300℃，氯化焙燒段溫度350-450℃，水解焙燒段溫度500-550℃，(4)窯內(nèi)排出的尾氣回收氯化銨、氨氣，(5)焙砂直接用清水浸出，浸出溫度5-95℃，浸出液固比0.5-10∶1，浸出時(shí)間5-120min，(6)浸出液用窯內(nèi)尾氣回收的氨水調(diào)PH值，控制PH值為6.5-7.5回收鎳或鈷。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氯化焙燒-浸出法從鎳礦提取鎳鈷方法，其特征 在于所述的鎳礦為氧化鎳礦或者其他含鎳物料。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氯化焙燒-浸出法從鎳礦提取鎳鈷方法，其特征 在于步驟(2)中氯化銨與氧化鎳礦的重量比為0.8: 1。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氯化焙燒-浸出法從鎳礦提取鎳鈷方法，其特征 在于步驟(4)中氯化銨用干法回收、氨氣濕法回收。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氯化焙燒-浸出法叢鎳礦提取鎳鈷方法，其特征 在于步驟(3)所述的密閉焙燒窯爐可以是各種間接加熱式的窯爐，如回轉(zhuǎn)窯、管式爐、微波加熱窯。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氯化焙燒-浸出法從鎳礦提取鎳鈷方法，其特征 在于步驟(6)回收完鎳鈷后再控制浸出液PH值7.5-9回收鎂。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種有色金屬的提取工藝，具體為一種氯化焙燒-浸出法從鎳礦提取鎳或鈷的方法。解決從鎳礦中提取鎳鈷的技術(shù)問(wèn)題。包括步驟如下將鎳礦烘干粉磨細(xì)，鎳礦與氯化銨混合然后入密閉窯焙燒，焙砂直接用清水浸出，浸出液用窯內(nèi)尾氣回收的氨水調(diào)pH值，控制pH值為6.5-7.5回收鎳鈷。本發(fā)明沉淀回收的鎳鈷精礦品位高，可以達(dá)到含鎳30％以上，有利于產(chǎn)品的后續(xù)加工利用，工藝過(guò)程無(wú)廢氣廢水排放，符合綠色生產(chǎn)的要求。
文檔編號(hào)C22B1/00GK101550491SQ20091007439
公開日2009年10月7日 申請(qǐng)日期2009年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月16日
發(fā)明者棟 張, 李建斌, 謝永巨 申請(qǐng)人:謝永巨;李建斌;張 棟