紅土鎳礦有機酸浸提取鎳鈷的研究.pdf

1、隨著世界鎳需求的不斷上升和硫化鎳礦資源的逐漸枯竭，對于紅土鎳礦的研究要求迫切。國內(nèi)對于紅土鎳礦處理工藝的研究，還處于起步階段。本文針對低品位褐鐵礦型紅土鎳礦研究了有機酸直接浸出新工藝及其機理。對紅土鎳礦工藝礦物學(xué)、浸出反應(yīng)理論基礎(chǔ)和熱力學(xué)、浸出體系的選擇、浸出過程各工藝參數(shù)的優(yōu)化選擇、鎳、鈷浸出動力學(xué)以及有機酸再生循環(huán)利用等方面進行了系統(tǒng)的分析和闡述。 原礦工藝礦物特性研究表明：紅土鎳礦主要礦物成分為針鐵礦和三水鋁石。69.92

2、％的鎳賦存在針鐵礦中，另外有13.53％存在于錳礦中。鎳主要以類質(zhì)同象形式點狀分布于針鐵礦中，與鐵、鋁等金屬的賦存礦物緊密相連。43.08％的鈷主要以氧化物形式存在，并有29.23％賦存于高價態(tài)的錳礦物中。 有機酸浸出理論研究結(jié)果表明：檸檬酸－氟化氫銨聯(lián)合浸出體系基于兩者之間的協(xié)同浸出效用。氟化氫銨的水溶液呈酸性，破壞粘土礦物的層狀硅酸鹽骨架。檸檬酸具有較強的酸性和還原性，它能溶解部分針鐵礦與碳酸鹽，并可還原高價錳礦物，使束縛在

3、里面的鎳、鈷等的氧化物裸露或游離出來。此外，檸檬酸具有較強螯合能力，反應(yīng)時檸檬酸離解出來的酸根配位體能迅速與從礦物晶格中游離出來的Ni2+、Co2+反應(yīng)，生成穩(wěn)定的鎳、鈷檸檬酸配合物，使鎳、鈷轉(zhuǎn)移到溶液中。金屬-H2O體系Eh-pH圖表明：FeOOH在堿性條件下是比較穩(wěn)定的，只有pH≤6.51，Eh=-0.4402～0.7708V時，才開始溶解，轉(zhuǎn)化為Fe2+；當(dāng)pH≤6.233時NiO在水溶液中轉(zhuǎn)變?yōu)镹i2+：CoO在pH=7.51時

4、開始轉(zhuǎn)變?yōu)镃o2+。酸性條件下，鎳、鈷在水溶液中均能以二價金屬離子形態(tài)穩(wěn)定存在，使檸檬酸根配位體能進一步絡(luò)合游離的Ni2+、Co2+形成較穩(wěn)定的配合物轉(zhuǎn)入溶液。 浸出體系的選擇研究表明：常規(guī)的無機酸（鹽酸和硫酸）浸出體系并不能實現(xiàn)鎳、鈷的選擇性浸出。由于紅土鎳礦中的鐵含量很大，采用高濃度無機酸進行浸出，雖然可以大幅度地提高鎳、鈷的浸出率，但也伴隨著鐵離子的大量溶出。對于水楊酸、草酸、醋酸和檸檬酸以及相應(yīng)的與氟化氫銨聯(lián)合體系而言，

5、檸檬酸與氟化氫銨聯(lián)合體系對鎳、鈷的浸出效果最好，鐵溶出少，較好地實現(xiàn)了選擇性浸出。 通過優(yōu)化浸出過程的各工藝參數(shù)，試驗研究得到了浸出過程的優(yōu)化條件。即對于檸檬酸－氟化氫銨浸出體系而言，合適的檸檬酸濃度為30g/L、氟化氫銨濃度為10g/L、浸出時間2h、浸出溫度30℃、反應(yīng)釜轉(zhuǎn)速23r/min，液固比1/10。鎳、鈷的浸出率可達49.56％和89.91％。 對優(yōu)化條件下鎳、鈷浸出反應(yīng)動力學(xué)的研究結(jié)果表明：鎳浸出過程符合內(nèi)