過渡層紅土鎳礦中的鎂質(zhì)礦中和沉礬浸出

王多冬, 趙中偉 陳愛良 霍廣生 陳星宇

(1. 中南大學(xué) 冶金科學(xué)與工程學(xué)院，長沙 410083；2. 金川集團(tuán)有限公司，金昌 737100)

過渡層紅土鎳礦中的鎂質(zhì)礦中和沉礬浸出

王多冬1,2, 趙中偉1, 陳愛良1, 霍廣生1, 陳星宇1

(1. 中南大學(xué) 冶金科學(xué)與工程學(xué)院，長沙 410083；2. 金川集團(tuán)有限公司，金昌 737100)

采用沉礬浸出法將鐵質(zhì)礦浸出液對鎂質(zhì)礦進(jìn)行沉礬浸出。結(jié)果表明：鎂質(zhì)礦酸浸過程中，在鎂質(zhì)礦粒度為106 ~150 μm、攪拌強(qiáng)度為150 r/min、終點(diǎn)pHe值為1.3、溫度為 95 ℃的條件下，浸出鎂質(zhì)礦3 h，鎳、鎂、鐵的浸出率分別為93.34%、78.28%、26.4%；在沉礬浸出過程中，在反應(yīng)溫度為95 ℃、攪拌強(qiáng)度為150 r/min、硫酸鈉中的鈉與形成黃鈉鐵礬中的鈉的摩爾比x為1.3、鎂質(zhì)礦粒度為106 ~150 μm、反應(yīng)終點(diǎn)pHe為1.3±0.2的條件下，沉礬浸出5 h，鎳浸出率能達(dá)到92%，鎂浸出率在74%以上，鐵質(zhì)礦浸出液除鐵率達(dá)到87%以上，鐵質(zhì)礦浸出液中鐵的濃度在15.87~42.16 g/L的范圍內(nèi)，對鎂質(zhì)礦的鎳、鎂浸出及鐵質(zhì)礦浸出液中Fe的濃度沒有顯著的不利影響，溶液中鐵基本上控制在4 g/L以下。

過渡層；紅土鎳礦；鎂質(zhì)礦；鎳的浸出率；黃鈉鐵礬沉淀

世界鎳產(chǎn)量中70%來自硫化鎳礦，隨著可經(jīng)濟(jì)利用的硫化鎳礦的日益枯竭，占鎳資源 70% 的氧化鎳礦的經(jīng)濟(jì)開發(fā)已成為當(dāng)今鎳冶金討論的熱點(diǎn)[1]。

紅土鎳礦從上到下分為鐵帽、褐鐵礦層、過渡層、腐植土層、基巖層，金屬鎳主要存在于褐鐵礦層、過渡層、腐植土層中[2-4]。含鎳紅土礦很難選礦，無法通過選礦方法進(jìn)行富集，基本上是針對某一種特定礦石的成分，采用不同的工藝直接冶煉處理原礦。一般的冶煉方法有火法與濕法兩種工藝。

火法包括鎳鐵合金工藝和鎳锍生產(chǎn)工藝[5-7]。鎳生產(chǎn)大多采用工藝簡單、易于控制的電爐熔煉生產(chǎn)含鎳20 %~30 %的鎳鐵合金, 鎳的回收率達(dá)90%~95%，但鈷不能回收。鎳锍生產(chǎn)工藝是在鎳鐵合金工藝的基礎(chǔ)上, 在電爐熔煉過程中，以黃鐵礦(FeS2)、石膏(CaSO4·2H2O) 、硫磺和含硫的鎳原料為硫化劑還原硫化熔煉，產(chǎn)出低鎳锍，然后再通過轉(zhuǎn)爐吹煉生產(chǎn)含鎳79 %、硫 19.5 % 的高鎳锍，全流程鎳回收率約70 %。但電爐熔煉能耗高，污染嚴(yán)重，這對節(jié)能減排是十分不利的。

濕法處理紅土鎳礦主要的工藝是浸出,目前主要有微生物浸出[8-9]、氨浸法[10]、高壓酸浸法[11-15]、常壓酸浸法[16]等。

一般來說，含硅鎂低褐鐵型紅土礦常用氨浸或加壓硫酸浸出工藝處理，而硅鎂高、鐵低的腐植土層常用火法還原熔煉工藝生產(chǎn)鎳鐵，也可以在工藝過程中加入黃鐵礦或硫生產(chǎn)鎳锍。

劉學(xué)等[8]利用黑曲菌產(chǎn)生的有機(jī)酸，在礦漿濃度為 2.5 %、溫度為33 ℃、轉(zhuǎn)速為120 r/min 時(shí)，對紅土鎳礦進(jìn)行了浸出試驗(yàn)，鎳、鈷、鐵浸出率分別為73.5%、53.2%、47. 2%。目前，有機(jī)酸的循環(huán)利用尚未解決，微生物浸出也存在微生物培養(yǎng)成本高等問題。氨浸法全流程鎳、鈷回收率分別為 75%~80%、40%~50%，氨浸法只適合處理紅土鎳礦床上層的紅土礦，不適合處理下層硅鎂含量高的礦層，這就極大地限制了氨浸法的發(fā)展。

加壓酸浸在 250~270 ℃、 4~5 MPa 的高溫高壓條件下，控制一定的pH 值等條件，使鐵、鋁和硅等雜質(zhì)元素水解進(jìn)入渣中， 鎳、鈷選擇性進(jìn)入溶液。鎳的浸出率達(dá)90%以上，而且能耗低，工藝逐漸成熟和完善，是近年來紅土礦處理技術(shù)的發(fā)展方向，但是投資高，而且也只適合含鎂很低(＜3%)的褐鐵礦層。高壓、高溫的操作條件也限制了其應(yīng)用。而對于含鎂、含鐵均較高(＞10%)，而含鎳較低(＜2.0% )的那部分過渡層紅土鎳礦，現(xiàn)有的火法工藝與濕法工藝都不能經(jīng)濟(jì)地處理，需要開發(fā)新的、經(jīng)濟(jì)的處理工藝。

本文作者針對過渡層紅土鎳礦的特性，根據(jù)礦物粒度的不同，可分為鐵質(zhì)礦(鐵高鎂低)與鎂質(zhì)礦(鎂高鐵低)兩部分，其中，鐵質(zhì)礦在常壓、高溫、高酸度下硫酸強(qiáng)化浸出后，浸出液余酸＞40 g/L、Fe3+濃度＞25 g/L、溫度95 ℃。鎂質(zhì)礦含氧化鎂20%~40%，含鐵6%~12%。結(jié)合鐵質(zhì)礦浸出液酸濃度較高、鎂質(zhì)礦氧化鎂較高的特點(diǎn)，以及Fe3+形成沉淀的條件，本文作者研究了硫酸直接浸出的鎂質(zhì)礦行為(以鎂質(zhì)礦作為鐵質(zhì)礦浸出液及黃鈉鐵礬除鐵的中和劑)，及利用鐵質(zhì)礦浸出液的余酸與鐵沉淀成黃鈉鐵礬過程中釋放出來的硫酸浸出鎂質(zhì)礦中鎳和鎂，開發(fā)一種低成本的常壓硫酸浸出過渡層紅土鎳礦中鎂質(zhì)礦的新工藝。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 實(shí)驗(yàn)原料

本實(shí)驗(yàn)所用原料為進(jìn)口過渡層紅土鎳礦，經(jīng)過洗礦分離成鐵質(zhì)礦、鎂質(zhì)礦兩種，其典型成份如表1所列。實(shí)驗(yàn)用鐵質(zhì)礦浸出液由鐵質(zhì)礦加硫酸浸出所得，其浸出液的成分如表2所列，所用化學(xué)試劑為工業(yè)級(jí)濃硫酸、無水硫酸鈉、10%石灰乳。

表1 紅土鎳礦成分Table1 Composition of nickel laterite ores(mass fraction, %)

表2 鐵質(zhì)礦浸出液的成分Table2 Composition of pregnant solution of leaching limonitic (g/L)

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

圖1所示為過渡層紅土鎳礦浸出流程圖。本研究分兩部分：

1) 鎂質(zhì)礦常壓硫酸浸出：將鎂質(zhì)礦磨成一定的粒度，用水配成濃度為 30% 的礦漿，按一定比例加入98%的濃硫酸，在一定溫度下，攪拌浸出一定時(shí)間后，過濾、洗滌。

2) 沉礬浸出：在鎂質(zhì)礦浸出條件的基礎(chǔ)上，量取一定量的鐵質(zhì)礦浸出液，按照加入硫酸鈉中的鈉與形成黃鈉鐵礬中的鈉的摩爾比(ΨNa)加入無水硫酸鈉，然后按一定比例加入鎂質(zhì)礦礦漿，攪拌浸出一定時(shí)間后，過濾。

均采用絡(luò)合滴定與原子吸收法將濾液及濾渣中鎳、鎂、鐵進(jìn)行分析。

其浸出率η及除鐵效率ζ按下式計(jì)算：

圖1 過渡層紅土鎳礦浸出流程Fig.1 Flowsheet of leaching transition layer nickel laterite ores

式中：m0為鎂質(zhì)礦中含金屬量，g；m為渣中含金屬量，g；w0為鐵質(zhì)礦浸出液中鐵濃度，%；w為沉礬浸出后溶液中鐵濃度，%。

2 結(jié)果與討論

2.1 鎂質(zhì)礦常壓硫酸浸出

2.1.1 浸出終點(diǎn)pH值對鎂質(zhì)礦浸出的影響

在浸出溫度95 ℃、攪拌強(qiáng)度150 r/min、鎂質(zhì)礦粒度范圍75~106 μm，加入一定量的98%濃硫酸，浸出3 h的條件下，考察浸出終點(diǎn)pH值(pHe)對鎂質(zhì)礦浸出效果的影響，結(jié)果如圖2所示。

圖2 pHe對鎂質(zhì)礦浸出率的影響Fig.2 Effect of pHe on leaching rate of garnierite

由圖2可知：隨著pHe的降低，礦漿中酸增加，H+濃度增加，金屬氧化物和酸發(fā)生式(1)~(3)的反應(yīng)機(jī)會(huì)增多，鎳、鐵、鎂等物質(zhì)的浸出率增加。pHe從3.55降低至1.9，鎳的浸出率由17.2% 增加至48.25%，鐵的浸出率由 3.48% 增加至 14.84%，鎂的浸出率由19.43% 增加至37.11%。pHe降到1.9后，鎳、鐵、鎂的浸出率隨pHe的降低迅速增加，pHe降到1.44時(shí)，鎳、鐵、鎂的浸出率分別升高到 95.04%、59.68%、78.85%。但是，pHe自1.44繼續(xù)降低時(shí)，鎳、鐵、鎂等浸出率的增加明顯減緩，當(dāng)pHe降低至0.39時(shí)，鎳、鐵、鎂的浸出率分別增加到98.94%、84.21%、99.49%。

2.1.2 浸出時(shí)間對浸出的影響

在浸出溫度為95 ℃，攪拌強(qiáng)度為150 r/min，鎂質(zhì)礦粒度范圍為75~106 μm，pHe為1.3的條件下，研究浸出時(shí)間對浸出率的影響，結(jié)果如圖3所示。

圖3 浸出時(shí)間對鎂質(zhì)礦浸出率的影響Fig.3 Effect of leaching time on leaching rate of garnierite

由圖3可知，鎂質(zhì)礦在開始階段浸出非常快，在反應(yīng)初始的0.5 h內(nèi)，鎳的浸出率達(dá)到84.49%，隨著反應(yīng)時(shí)間的延長，浸出率逐步升高，1.5 h后，鎳的浸出率就達(dá)到91.01%，浸出時(shí)間大于1.5 h后，浸出時(shí)間延長對鎳、鎂的浸出率均沒有太大影響。鎂的浸出與鎳的相似，只是鎂的浸出率低于鎳。在0.5 h內(nèi)，鎂的浸出率達(dá)70.76%，1.5 h后升到74.76%。而鐵的浸出率明顯低于鎳與鎂， 0.5 h內(nèi)只有30.67%，在1 h后達(dá)到最大值(47.38%)。然后，隨著時(shí)間的延長，鐵的浸出率開始下降，由1 h的47.38%下降至3 h的26.4%，可能是由于鐵與溶液中的水合氫離子H3O+形成穩(wěn)定的草黃鐵礬沉淀。

2.1.3 鎂質(zhì)礦粒度對浸出率的影響

在浸出溫度為95 ℃、浸出時(shí)間為1.5 h、攪拌強(qiáng)度為150 r/min及pHe=1.3的條件下，鎂質(zhì)礦粒度對浸出率的影響如圖4所示。

圖4 鎂質(zhì)礦粒度對浸出率的影響Fig.4 Effect of garnierite ore size on leaching rate

從圖4可知，顆粒越細(xì)越有利于鎳浸出。當(dāng)粒度為630~1 000 μm時(shí)，鎳、鐵、鎂的浸出率分別為92.03%、63.96%、87.58%；當(dāng)粒度為450~630 μm時(shí)，鎳浸出率達(dá)到最高，為94.14%；當(dāng)粒度小于150 μm時(shí)，粒度對鎳浸出率的影響不顯著，鎳、鐵、鎂的浸出率分別保持在 93%、66%、89%左右。這是由于粒度小于150 μm后，溶液中的H+能通過顆粒與金屬氧化物充分反應(yīng)，故繼續(xù)減少粒度不會(huì)對其浸出率帶來影響。其粒度選105~150 μm為最佳。

2.1.4 溫度對浸出率的影響

在粒度為106~150 μm、浸出時(shí)間為3 h、攪拌強(qiáng)度為150 r/min及pHe=1.3的條件下，溫度對浸出的影響如圖5所示。

圖5 溫度對鎂質(zhì)礦浸出率的影響Fig.5 Effect of temperature on leaching rate of garnierite

由圖5可知，溫度越高，鎳、鎂的浸出率越高，越有利于浸出。溫度較低時(shí)，鎳、鐵、鎂的浸出率隨著溫度的升高顯著升高，鎳的浸出率由 40 ℃時(shí)的70.05%升高到65 ℃時(shí)的91.72%，鎂的浸出率由40 ℃時(shí)的48.54%升高到65 ℃時(shí)的72.74%，鐵的浸出率40℃時(shí)的30.94% 升高到65 ℃時(shí)的53.38%。在65 ℃以上，溫度對鎳、鎂浸出率的影響已經(jīng)不明顯。鐵的浸出行為在溫度較低階段與鎳、鎂的浸出行為一致，但是，當(dāng)溫度達(dá)到85 ℃以上時(shí)，鐵的浸出率開始下降，由53.16%降低到95 ℃時(shí)的46.15%，其原因是高溫階段，由于浸出率高，溶液的 pH值升高，被浸出的三價(jià)鐵離子具備了生成鐵礬的條件，與溶液中的H3O+、SO42-結(jié)合生成穩(wěn)定的草黃鐵礬沉淀。

2.2 沉礬浸出實(shí)驗(yàn)研究

根據(jù)鎂質(zhì)礦酸浸結(jié)果，在粒度為106~150 μm，浸出時(shí)間＞1.5 h，溫度＞65 ℃，pHe＜1.3的條件下，能夠得到比較高的鎳浸出率。鐵的浸出率與鎳和鎂的不同，在溫度較高、反應(yīng)時(shí)間較長時(shí)，被浸出的鐵會(huì)形成草黃鐵礬沉淀，導(dǎo)致鐵的浸出率降低。結(jié)合黃鈉鐵礬法除鐵的性質(zhì)[17-18]，以鎂質(zhì)礦作為鐵質(zhì)礦浸出液的中和劑進(jìn)行沉礬浸出，使鐵沉淀的同時(shí)將鎂質(zhì)礦中的鎳和鎂浸出。

2.2.1 反應(yīng)溫度的影響

在攪拌強(qiáng)度150 r/min、反應(yīng)時(shí)間 4 h、加入1.3倍理論量鈉離子與10%黃鈉鐵礬晶種的條件下，往鐵質(zhì)礦浸出液中加入106~150 μm 的鎂質(zhì)礦粉末調(diào)整終點(diǎn) pHe值至 1.3，反應(yīng)溫度對沉礬浸出的影響如圖 6所示。

圖6 反應(yīng)溫度對沉礬浸出的影響Fig.6 Effect of reaction temperature on Na-jarosite precipitation and leaching rate of Ni and Mg

由圖6可知，溫度對鐵的沉淀與鎂質(zhì)礦的浸出均有顯著的影響，在溫度低于75 ℃的條件下，鐵質(zhì)礦浸出液中的鐵幾乎不沉淀。此后，隨著溫度的升高，鐵質(zhì)礦浸出液中的鐵會(huì)發(fā)生式(4)反應(yīng)，生成黃鈉鐵礬NaFe3(SO4)2(OH)6沉淀，鐵的沉淀率迅速上升，到95 ℃時(shí)達(dá)到 92.7%。鎂質(zhì)礦的浸出行為與鐵的沉淀緊密相關(guān)，在較低的溫度下，主要是鐵質(zhì)礦浸出液中的余酸與鎂質(zhì)礦發(fā)生的浸出反應(yīng)，鎳與鎂的浸出率隨著溫度的升高緩慢升高，當(dāng)溫度升高到75 ℃以上后，隨著鐵的沉淀，釋放出的硫酸參與鎂質(zhì)礦的浸出，鎳與鎂的浸出率隨著鐵的沉淀相應(yīng)升高，95 ℃時(shí)的浸出率分別達(dá)到86.8%與76.08%。

2.2.2 pHe的影響

在95 ℃、反應(yīng)時(shí)間4 h、攪拌強(qiáng)度150 r/min、加入 10%黃鈉鐵礬晶種、1.3倍鈉離子的條件下，以106~150 μm 的鎂質(zhì)礦粉作為中和劑調(diào)節(jié)鐵質(zhì)礦浸出液反應(yīng)終點(diǎn)pH值(pHe)，考察終點(diǎn)pHe值對沉礬浸出的影響，其結(jié)果如圖7所示。

圖7 pHe值對鎂質(zhì)礦浸出率與鐵質(zhì)礦浸出液沉鐵率的影響Fig.7 Effect of pHe on Na-jarosite precipitation and leaching rate of garnierite

從圖7可以看出，鐵的沉淀率隨著終點(diǎn)pH值(pHe)的升高而升高，在pHe=1.26時(shí)，鐵沉淀為83.11%的；pHe=1.45時(shí)，鐵沉淀率為91.85%，此后，鐵沉淀率隨pHe值的變化趨于平緩。鎂質(zhì)礦的浸出率與鐵沉淀率正好相反，在低pHe值(1.26)時(shí)，有鎳、鎂有較高的浸出率(分別為91.32%、87.65%)；隨著pHe值的升高，浸出率迅速下降，當(dāng)pHe值升到1.45時(shí)，鎳和鎂浸出率分別降低到88.03%與79.16%，此后降幅明顯加快，當(dāng) pHe值升到 2.0時(shí)，鎳和鎂的浸出率分別降低到50.08%和36.88%。

2.2.3 反應(yīng)時(shí)間的影響

在溫度95 ℃、攪拌強(qiáng)度150 r/min、1.3倍理論量鈉離子的條件下，往鐵質(zhì)礦浸出液中加入106~150 μm的鎂質(zhì)礦粉末調(diào)整終點(diǎn)pHe值至1.3，研究反應(yīng)時(shí)間對鐵質(zhì)礦浸出液中鐵的沉淀率與鎂質(zhì)礦浸出率的影響，其結(jié)果如圖8所示。

圖8 浸出時(shí)間對沉礬浸出的影響Fig.8 Effect of leaching time on Na-jarosite precipitation and leaching rate of Ni and Mg

由圖8可知，鐵質(zhì)礦浸出液中鐵的沉淀率隨著時(shí)間的延長而升高，在反應(yīng)的初始階段，鐵的沉淀較慢，1.5~2 h后，鐵迅速開始沉淀，在4 h時(shí)，沉淀率達(dá)到91.1%。鎂質(zhì)礦中鎳與鎂的浸出率隨著時(shí)間的延長而升高，在反應(yīng)的初始階段，主要是鐵質(zhì)礦浸出液中的余酸參與浸出反應(yīng)，在1 h內(nèi)鎳的浸出率達(dá)到38.36%，鎂的浸出率達(dá)到20.08%。反應(yīng)進(jìn)行到2 h以后，由于鐵開始沉淀，鐵沉淀釋放出來的酸參與反應(yīng)，鎳與鎂的浸出率開始隨著鐵的沉淀率上升，到5 h后，隨著鐵沉淀率達(dá)到 96.19%，鎳與鎂的浸出率也分別達(dá)到92.28%與87.83%。

2.2.4 硫酸鈉加入量的影響

在反應(yīng)溫度95 ℃、攪拌轉(zhuǎn)速150 r/min、反應(yīng)時(shí)間5 h、加入理論量10%的黃鈉鐵礬晶種，用106~150 μm 的鎂質(zhì)礦粉調(diào)節(jié)鐵質(zhì)礦浸出液終點(diǎn) pHe值至1.28±0.2，硫酸鈉加入量對沉礬浸出的影響如圖 9所示。

由圖9可知，鐵的沉淀率隨著ΨNa增大而升高。當(dāng)加入量達(dá)到理論用量的0.9倍時(shí)，鐵的沉淀率達(dá)到92.86%；當(dāng)達(dá)到1.2倍以上時(shí)，鐵的沉淀率不再隨鈉加入量的變化而變化。當(dāng)鈉加入量較少時(shí)，部分鐵不是以黃鈉鐵礬的形式沉淀，可能為部分鐵與 H3O+結(jié)合形成草黃鐵礬沉淀。鎂質(zhì)礦的浸出伴隨著鐵的沉淀而變化。

圖9 ΨNa對沉礬浸出的影響Fig.9 Effect of ΨNa on Na-jarosite precipitation and leaching rate of Ni and Mg

2.3 驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)

條件實(shí)驗(yàn)研究表明，反應(yīng)時(shí)間＞4 h、 溫度＞95℃、鈉離子＞理論量1.2倍、pH值1.26~1.45是較好的沉礬浸出條件。在反應(yīng)溫度96 ℃、反應(yīng)時(shí)間5 h、攪拌強(qiáng)度150 r/min、加入10%黃鈉鐵礬晶種、ΨNa=1.3倍理論量的條件下，將粒度為106~150 μm的鎂質(zhì)礦加入至鐵質(zhì)礦浸出液中，調(diào)節(jié)反應(yīng)終點(diǎn) pHe值至1.3±0.2，進(jìn)行沉礬浸出的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，其結(jié)果如表3所列。

表3 沉礬浸出驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果Table3 Verification of experimental results of neutral leaching garnierite and Na-jarosite precipitating

表3結(jié)果表明，驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果與單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本吻合，鎳浸出率能達(dá)到 92%以上，鎂浸出率為74%~79%；鐵質(zhì)礦浸出液的鐵濃度在15.87~42.16 g/L的范圍內(nèi)，對沉礬浸出沒有顯著的不利影響，沉礬浸出后，鐵質(zhì)礦浸出液除鐵率達(dá)到87%以上，溶液中鐵基本上控制在4 g/L以下。

3 結(jié)論

1) 在鎂質(zhì)礦粒度為106~150 μm、浸出時(shí)間為1.5 h，攪拌強(qiáng)度為150 r/min、終點(diǎn)pH值為1.3、溫度為 95℃的條件下，浸出鎂質(zhì)礦3 h，鎳、鎂、鐵的浸出率分別為93.34%、78.28%、26.4%。

2) 沉礬浸出實(shí)驗(yàn)研究表明，反應(yīng)時(shí)間＞4 h、溫度＞95 ℃、鈉離子＞理論量1.2倍、pH值1.26~1.45是較好的沉礬浸出條件，既可使鐵質(zhì)礦浸出液中的鐵有較高的沉淀率，又可以使鎂質(zhì)礦中的鎳有相對較高的浸出率，實(shí)現(xiàn)節(jié)約硫酸的消耗、降低成本的目的。

3) 沉礬浸出驗(yàn)證試驗(yàn)表明，在反應(yīng)溫度95 ℃、反應(yīng)時(shí)間5 h、攪拌強(qiáng)度150 r/min、加入10%黃鈉鐵礬晶種、鈉離子用量為理論量的1.3倍條件下，用粒度106~150 μm的鎂質(zhì)礦調(diào)節(jié)鐵質(zhì)礦浸出液終點(diǎn)值pHe1.28~1.44，鐵質(zhì)礦浸出液中鐵的沉淀率達(dá)到87.43%~91.62%，鎂質(zhì)礦鎳的浸出率達(dá)到87.24%~92.62%，而且鐵質(zhì)礦浸出液的鐵濃度在15.87~42.16 g/L的范圍內(nèi)，對沉礬浸出沒有顯著的不利影響。

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Leaching nickel and removing Fe from garnierite of transition layer nickel laterite ores

WANG Duo-dong1,2, ZHAO Zhong-wei1, CHEN Ai-liang1, HUO Guang-sheng1, CHEN Xing-yu1
(1. School of Metallurgical Science and Engineering, Central South University, Changsha 410083, China;2. Jinchuan Group Ltd. Co., Jinchang 737100, China)

Garnierite was leached with pregnant solution of leaching limonitic by Na-jarosite precipitation. The results show that, during the process of leaching garnierite with acid, the leaching rates of Ni, Mg and Fe are 93.34%, 78.28%and 26.4% under the conditions of garnierite ore size between 106 μm and 150 μm, end pH of leaching 1.3, leaching time 3 h, temperature 95 ℃ and stirring rate 150 r/min. During the process of leaching garnierite with pregnant solution of leaching limonitic, the leaching recoveries of Ni and Mg are 92% and above 74%, respectively, when the molar ratio of Na of sodium sulfate added to that of Na-jarosite precipitation is 1.3. Fe removal efficiency is more than 87%. When Fe concentration is 15.87-42.16 g/L, there is little effect on leaching recoveries of Ni and Mg. Moreover, Fe concentration is almost less than 4 g/L.

transition layer; nickel laterite ores; garnierite, nickel leaching rate; Na-jarosite precipitation

TF111.3

A

1004-0609(2011)11-2964-07

國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃資助項(xiàng)目(2007CB613603)

2010-08-25；

2010-11-22

趙中偉，教授，博士；電話：0731-88830476；E-mail: zhaozw@csu.edu.cn

(編輯 李艷紅)