硫化镍精矿直接加压浸出的实验研究

摘要

镍广泛应用于不锈钢、合金、电镀、电池和催化剂等工业领域。全球镍矿资源分布中硫化镍矿不足30%，我国硫化物型镍资源，主要分布在西北、东北等地。陕西煎茶岭镍矿是近年发现的较大镍资源，储量37353kt，年产3000吨精矿（金属量)，精矿品位5.7%左右。本文基于陕南有色金属循环经济发展的要求，促进矿山型企业产业升级，延伸产业链，结合企业生产实际，进行了镍精矿制备镍盐的相关工艺实验研究。 采用“高温氧压酸浸”全湿法浸出硫酸镍盐工艺，硫化镍矿经制浆，在高温通入氧气条件下酸浸，再经净化除杂、沉镍等工艺得到粗氢氧化镍，作为制备硫酸镍的原料。重点研究了硫化镍精矿氧压酸浸-除铁-制备氢氧化镍过程的工艺条件，主要内容如下： (1)在借鉴相关硫化矿加压浸出研究文献基础上，通过热力学分析，确定硫化镍精矿氧压酸浸的可能性。釆用高压反应釜对硫化镍精矿进行了氧压酸浸实验，主要考察了浸出时间、氧分压、添加剂用量、温度、液固比、酸度等因素对镍浸出率的影响。结果表明:较佳的浸出工艺条件是:浸出时间8h、氧分压1.6Mpa、木质素磺酸钠加入量为矿量的3%、浸出温度150℃、液固比2:1、酸度100g/L。镍浸出率可达到96.32%,钴浸出率约为40%，铁、钙、镁浸出率约50%。基于硫化镍精矿动力学核收缩模型，通过数据拟合判断其动力学过程属于固膜扩散控制。 (2)分别采用中和沉淀法、黄钠铁矾法、赤铁矿法、针铁矿法对浸出液进行了除铁实验，通过对比实验，针铁矿法除铁效果较好，在7 h、80℃实验条件下，铁的去除率可达到99%，镍的损失率约为5%、钴的损失率约为1%，钙、镁基本保留在浸出液中。 (3)针对除铁后溶液中杂质金属较多，钙、镁等除杂较难进行，确定利用中和沉淀方法将主金属镍分离工艺。该工艺简便易行，可从除铁液中有效地富集镍，沉淀的镍渣可作为制备硫酸镍的基本原料或作为中间产品外售。 将40mL浓度为5%的 NaOH水溶液一次性加入除铁后液中，控制温度为70℃，搅拌反应5 h，镍沉淀率可达99.7%,渣含镍在40%以上，渣含镁可控制在2%左右。

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1绪论

1 .1镍资源

1 .2镍的主要冶金工艺

1 .3硫化矿加压浸出工艺

1 .4湿法冶金的除铁工艺

1 .5氧压酸浸渣中硫的回收及利用

1 .6课题研究背景、目的及主要内容

2实验研究基础

2 .1原料

2 .2实验方法与装置

2 .3实验工艺流程

2 .4有关计算公式

3加压浸出实验

3 .1硫化镍精矿氧压浸出热力学研究

3 .2镍精矿氧压浸出实验

3 .3硫化镍精矿氧压酸浸的动力学研究

3 .4本章小结

4 浸出液的净化实验

4. 1浸出液除铁原理

4.2浸出液除铁实验

4. 3本章小结

5. 中和沉镍实验

5 .1沉镍原理

5 .2中和沉镍实验

5 .3沉镍后的废水处理实验

5 .4本章小结

6结论与建议

6 .1结论

6 .2建议

参考文献

附录

致谢