關(guān)于鎳鉬礦全濕法浸出工藝分析

暨左成

（浙江特力再生資源有限公司，浙江 嘉興 314300）

自改革開放以來(lái)，人們生活水平不斷提高，對(duì)于合金鋼材料的要求也越來(lái)越高，鉬和鎳兩種元素對(duì)于提高這種材料的性能有重要的作用。傳統(tǒng)的提煉鉬和鎳的方法不環(huán)保還浪費(fèi)大量的資金，提取率和金屬的回收率都不高。為了滿足人們對(duì)于鎳和鉬這兩種元素的需求，在冶煉技術(shù)上有待進(jìn)一步提高。

1 鎳鉬礦全濕法浸出工藝

鎳鉬礦是一種富含多金屬的復(fù)雜礦物資源，主要分布于我國(guó)的貴州以及湖南和湖北的交界處，它含有大量的鉑族金屬，開發(fā)和研究鎳鉬礦具有重要的經(jīng)濟(jì)意義。鎳鉬礦的形成主要是化學(xué)沉淀，在海水的噴氣和海底生物的作用下，再加海底上缺氧條件下聚集在一起形成的。

第一，常溫氧化浸出。在常壓高溫或者常溫的條件下，加入氧化劑或者浸出劑使鎳鉬礦發(fā)生氧化分解這一過(guò)程叫作常溫氧化浸出。在浸出的過(guò)程中，大多數(shù)工藝都采用的是硫酸浸出，目前人們也在研究新的浸出劑[1]。目前浸出工藝常用的浸出劑是弱酸弱堿浸出劑，強(qiáng)酸強(qiáng)堿浸出劑，生物浸出劑等。弱酸氧化浸出的方法是在弱酸的環(huán)境下，鎳元素是以硫酸鎳的形式存在，而鉬元素是以鉬酸跟的離子形式存在，用萃取劑得到這兩種元素。一部分礦石用低濃度的鹽酸浸出液比較容易浸出，還有一部分必須用濃度較高的鹽酸才能浸出。但是高濃度的鹽酸中會(huì)含有大量的鎂離子和鐵離子，對(duì)接下來(lái)的提取有很大的影響。

第二，加壓氧化浸出。加壓可以改變?cè)诔合虏荒馨l(fā)生浸出的礦石使它浸出，加壓氧化浸出也有很多不同的方法。如今大部分的工廠都選擇采用酸浸工藝的方法。酸浸工藝之所以應(yīng)用廣泛的原因是因?yàn)椋_采后的大部分礦石沒有辦法直接冶煉。把礦石磨碎以后，用硫酸浸出液浸出，控制在一定的溫度和壓強(qiáng)下，使兩種元素溶于溶液，對(duì)溶液進(jìn)行萃取，就可以得到兩種元素。

第三，生物浸出法。生物浸出法冶金與傳統(tǒng)的工藝技術(shù)相比，應(yīng)用不是很廣泛。只能處理一些尾礦等。鎳鉬礦相對(duì)于單純地鎳礦或者鉬礦來(lái)說(shuō)成分比較復(fù)雜。生物浸出的原理是利用微生物的氧化和還原的某種特性。來(lái)使礦石中的金屬發(fā)生氧化還原反映。并且把他們分離。

2 在濕法浸出方面存在的問(wèn)題

弱堿氧化法的最突出特點(diǎn)是工藝流程短。它的缺點(diǎn)就是回收率太低。對(duì)于浸出要求條件控制也很苛刻。如果在高溫的環(huán)境下，氨水太容易揮發(fā)，比較難控制它的濃度。與弱酸的浸出相比，弱酸的回收率很高，高達(dá)90%-94%。但是缺點(diǎn)也相對(duì)突出，因?yàn)榻鰟┝蛩岬母g性比一般的酸強(qiáng)，這就對(duì)設(shè)備的質(zhì)量提出了較高的要求。需要質(zhì)量好的生產(chǎn)設(shè)備，而且對(duì)硫酸的需求量很大，成本很高，難以投入到大規(guī)模的生產(chǎn)。強(qiáng)酸的浸出液直接萃取出鎳鉬元素的凈化物，與其他元素分離開來(lái)。但是問(wèn)題的存在也是在所難免。舉個(gè)例子，氯化氫氣體也是具有很強(qiáng)的腐蝕性，對(duì)人體和設(shè)備無(wú)形中造成傷害。在水解這一過(guò)程中，需要再高溫的條件下，但是這些對(duì)離子沒有任何效果。。

生物浸出的特點(diǎn)就是，操作相對(duì)簡(jiǎn)單，使用設(shè)備成本低，不會(huì)產(chǎn)生有害氣體。最近幾年生物浸出工藝備受人類關(guān)注。主要的原因是傳統(tǒng)上的生物浸出達(dá)不到環(huán)保局的要求，生物浸出這一方法不會(huì)出現(xiàn)這樣的情況，更加符合現(xiàn)代人的環(huán)保理念。但是問(wèn)題也很顯著，主要體現(xiàn)在需要的是時(shí)間長(zhǎng)，效率不高等方面。畢竟微生物的生存也是需要一定的條件，它的耐熱性差，達(dá)不到工藝生產(chǎn)的要求。對(duì)環(huán)境也由有很強(qiáng)的依賴性。由此可見這種方法受到環(huán)境的限制。另一方面，在生物浸出工藝方面適用的菌種較少。可以添加活性劑或者化學(xué)用品增加細(xì)菌的活性。還可以通過(guò)基因工程對(duì)現(xiàn)有的基因進(jìn)行改造，成為更適應(yīng)于生物濕法浸出工藝的更具活性的新型細(xì)菌，總之生物濕法浸出有待進(jìn)一步研究。

隨著科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步，加壓氧化所用到的儀器設(shè)備在不斷的改善。能實(shí)現(xiàn)在不同情況下的浸出。加壓浸出氧化設(shè)備的成本很高，由于我國(guó)與其他發(fā)達(dá)國(guó)家還有一定的差距，在國(guó)內(nèi)還沒有大面積的投入到生產(chǎn)建設(shè)上去。但是這種設(shè)備對(duì)于元素的回收率極高，并且工藝流程短。和弱酸浸出法類似，由于硫酸的酸性較高，并且有很強(qiáng)的腐蝕性，對(duì)設(shè)備的要求也相應(yīng)的提升，更加增加了生產(chǎn)的成本。

3 對(duì)鎳和鉬元素浸出各因素的影響

第一，浸出的時(shí)間對(duì)于浸出的影響。氧化劑和浸出液的比值為4∶1，浸出時(shí)用冷水冷卻。按照經(jīng)驗(yàn)，鉬元素和捏元素隨著時(shí)間的延長(zhǎng)浸出率也在不斷的升高，呈現(xiàn)明顯的正相關(guān)。

第二，浸出劑的含量對(duì)于浸出率的影響。根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，鎳鉬礦中的鉬元素在一定條件下可以被氧化劑氧化。并且浸出，該過(guò)程是典型的放熱反應(yīng)。氧化劑受熱后比較容易分解，所以需要控制反應(yīng)時(shí)的溫度。

第三，堿的用量和溫度對(duì)于浸出率的影響。在一定濃度時(shí)，浸出率隨著堿的用量增加而增大，當(dāng)堿的濃度達(dá)到一定程度時(shí)，也就是35g/l 兩種元素的浸出率都在百分之九十五以上，之后隨著堿用量的增加，浸出率也沒有很大的變化。浸出反應(yīng)是放熱放映，氧化劑受熱易分解，沒有氧化劑浸出反映也不會(huì)達(dá)到預(yù)想的效果。

第四，鎳鉬礦與氧化劑的比值對(duì)浸出率的影響。在氧化劑的濃度，堿的用量一定和溫度的控制前提下，對(duì)比鎳鉬礦與氧化劑的比值對(duì)浸出率的影響。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)分析，設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)，鎳鉬礦與氧化劑的比值分別為3∶1、4∶1、5∶1、6∶1實(shí)驗(yàn)表明，在鎳鉬礦與氧化劑的比值為3∶1的情況下，鎳元素和鉬元素的浸出率最高。

綜上所述，隨著環(huán)保理念深入人心，現(xiàn)在的濕法浸出工藝已經(jīng)取代了傳統(tǒng)的火法工藝，不管是從環(huán)保問(wèn)題還是經(jīng)濟(jì)成本的問(wèn)題上考慮，濕法浸出更具優(yōu)勢(shì)和主導(dǎo)地位。目前我國(guó)與其他國(guó)家相比較來(lái)說(shuō)，投入的財(cái)力和人力遠(yuǎn)不如發(fā)達(dá)國(guó)家，所以應(yīng)當(dāng)加大投資力度。期待早日研究出一種經(jīng)濟(jì)環(huán)保的浸出方法。