低品位紅土鎳礦氧化焙燒—硫酸浸出試驗(yàn)研究

馬衛(wèi)紅，樊麗麗，曾 欽，訾建新

（內(nèi)蒙古礦產(chǎn)實(shí)驗(yàn)研究所，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010031）

我國(guó)鎳資源中，氧化鎳礦約占55%，硫化鎳礦約占28%，海底鎳錳結(jié)核中的鎳約占17%［1－2］。氧化鎳礦雖然儲(chǔ)量很大，但由于技術(shù)和經(jīng)濟(jì)等原因沒有得到大規(guī)模開發(fā)。隨著世界硫化鎳礦資源的日漸消耗，紅土鎳礦的開發(fā)利用近年來(lái)已成為研究熱點(diǎn)［3－7］。試驗(yàn)針對(duì)某地紅土鎳礦，研究了先氧化焙燒，然后用酸浸出鎳。

1 試驗(yàn)部分

1.1 礦石性質(zhì)

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(fēng)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(xué)分析結(jié)果見表1。

表1 化學(xué)多元素分析結(jié)果 %

1.2 試劑與設(shè)備

試驗(yàn)所用主要試劑為98.3%的濃硫酸，水為自來(lái)水。

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

1.3 試驗(yàn)方法

將紅土鎳礦自然風(fēng)干，破碎至一定粒度。每次取一定質(zhì)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(duì)鎳浸出率的影響。

2 試驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 磨礦細(xì)度對(duì)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(zhì)量比1∶1，考察礦石細(xì)度對(duì)鎳浸出率的影響。試驗(yàn)結(jié)果如圖1所示?？梢钥闯觯S礦石粒度減小，鎳浸出率先增大后減小。綜合考慮，磨礦細(xì)度以－0.074mm占75%為宜。

圖1 磨礦細(xì)度對(duì)鎳浸出率的影響

2.2 焙燒溫度對(duì)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(shí)間60min，液固體積質(zhì)量比1∶1。焙燒溫度對(duì)鎳浸出率的影響試驗(yàn)結(jié)果如圖2所示?？梢钥闯?，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(duì)鎳浸出率的影響

2.3 焙燒時(shí)間對(duì)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(shí)間60min，液固體積質(zhì)量比1∶1。焙燒時(shí)間對(duì)鎳浸出率的影響試驗(yàn)結(jié)果如圖3所示?？梢钥闯?，焙燒時(shí)間越長(zhǎng)，鎳浸出率越高。但延長(zhǎng)焙燒時(shí)間會(huì)降低生產(chǎn)效率，增加生產(chǎn)成本，所以，綜合考慮，確定焙燒時(shí)間以2h為宜。

圖3 焙燒時(shí)間對(duì)鎳浸出率的影響

2.4 浸出溫度對(duì)鎳浸出率的影響

礦石粒度－0.074mm占75%，焙燒溫度800℃，焙燒時(shí)間2h，浸出時(shí)間60min，液固體積質(zhì)量比1∶1。浸出溫度對(duì)鎳浸出率的影響如圖4所示?？梢钥闯觯弘S浸出溫度升高，鎳浸出率先增大后減?。唤鰷囟葹?0℃時(shí)，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(duì)鎳浸出率的影響

2.5 浸出時(shí)間對(duì)鎳浸出率的影響

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

圖5 浸出時(shí)間對(duì)鎳浸出率的影響

2.6 液固體積質(zhì)量比對(duì)鎳浸出率的影響

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

圖6 液固體積質(zhì)量比對(duì)鎳浸出率的影響

3 結(jié)論

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(shí)間2h，浸出溫度70℃，浸出時(shí)間80min，液固體積質(zhì)量比1.5∶1。最佳條件下，鎳浸出率達(dá)81%左右。

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