專利名稱：從高鎂鎳精礦中綜合回收鎳、銅、鈷、硫和鎂的工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種從含銅鎳礦石中綜合回收鎳、銅、鈷、硫和鎂的工藝， 尤其是涉及一種從高鎂鎳精礦中綜合回收鎳、銅、鈷、硫和鎂的工藝。
背景技術(shù)：
圖l-3示出了用高鎂精礦生產(chǎn)鎳、銅等金屬的傳統(tǒng)工藝方法，其中圖 l示出了從高鎂精礦到生產(chǎn)出銅鎳合金、銅精礦和鎳精礦的流程，圖2示 出了從銅精礦生產(chǎn)銅的流程，圖3示出了從鎳精礦生產(chǎn)鎳的流程。傳統(tǒng)的 鎳銅生產(chǎn)工藝是將含有鎳(Ni)、銅(Cu)、鈷(Co)、鐵(Fe)、硫(S)、 鎂(Mg)等的礦石作為原料，經(jīng)過焙燒、電爐熔煉和轉(zhuǎn)爐吹煉(也稱之為 火法冶煉)生產(chǎn)出中間產(chǎn)品一銅鎳高锍，其中銅鎳高锍大致含65%的鎳、 銅、鈷以及25%的硫，然后經(jīng)過浮選、火法熔鑄陽極板(熔煉法)、濕法 (電解法)冶金過程，從所述中間產(chǎn)品中分別提煉出銅、鎳等。具體而言，高鎂精礦經(jīng)過焙燒、電爐熔煉和轉(zhuǎn)爐吹煉得到銅鎳高硫， 在此過程中，在焙燒和電爐熔煉中產(chǎn)生的含二氧化硫(S02)的煙氣直接排 放，僅轉(zhuǎn)爐吹煉中產(chǎn)生的二氧化硫回收制酸。接下來，從中間產(chǎn)品回收銅 和鎳的工藝是將銅鎳高锍經(jīng)過磨碎、磁選、浮選等過程，初步將銅、鎳分 離開，從而得到l)含鎳和硫的精礦；2)含硫和銅的精礦；3)含銅、鎳 和鈾(Pt)、鈀(Pd)等貴金屬的精礦(稱銅鎳合金)。如圖2所示，含硫和銅的精礦通過氧氣熔煉、吹煉脫鎳、粗銅精煉和電解精煉等過程得到電銅。如圖3所示，含鎳和硫的精礦經(jīng)過熔鑄、鎳電解過程得到電鎳，其中 陽極液經(jīng)過除鐵、除銅和除鈷過程而后返回到鎳電解過程，陽極泥通過脫 硫得到硫磺，而脫硫得到的渣用于回收其中含有的貴金屬。含銅、鎳和鉑(Pt)、鈀(Pd)等貴金屬的精礦則用于回收其中的貴 金屬。在上述傳統(tǒng)工藝方法中，所有的火法冶金過程都產(chǎn)生大量的含高濃度S02 (二氧化硫)的氣體，這些含高濃度S02的煙氣用于生產(chǎn)硫酸。而含低濃度so2的煙氣無回收價值就直接排放到大氣中，這種含有so2的氣體會污染空氣，損害人體健康和植物生長。另外，在上述傳統(tǒng)工藝方法中，銅、鎳、鈷等貴金屬的回收率低，并 且能源消耗大。同時，利用上述傳統(tǒng)工藝方法，原料(礦石)中共生的大量雜質(zhì)Fe 和Mg (鎂)以廢渣狀態(tài)排放到地面堆積，沒有得到有效地回收，既消耗了 大量的能源又浪費了資源。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的第一個目的旨在提出一種能夠克服至少一個上述缺點的從 礦石中回收金屬的工藝方法。本發(fā)明的第二個目的旨在提出一種從礦石中回收金屬的工藝方法，該 工藝方法在回收金屬過程中不向空氣中排放含二氧化硫的含硫氣體，從而 不會污染環(huán)境。本發(fā)明的第三個目的旨在提出一種從高鎂鎳精礦中綜合回收鎳、銅、 鈷、硫和鎂的工藝方法，利用該方法能夠?qū)⒌V石中的鎂回收成為有用的產(chǎn) 品氧化鎂(MgO)。本發(fā)明的第四個目的旨在提出一種從高鎂鎳精礦中綜合回收鎳、銅、 鈷、硫和鎂的工藝方法，利用該方法能夠提高從礦石中回收金屬的回收率。本發(fā)明的第五個目的旨在提出一種從高鎂鎳精礦中綜合回收鎳、銅、 鈷、硫和鎂的工藝方法，利用該方法能夠有效地回收礦石中的諸如鉑、鈀 等貴金屬。本發(fā)明的第六個目的旨在提出一種從高鎂鎳精礦中綜合回收鎳、銅、 鈷、硫和鎂的工藝方法，利用該方法能夠降低能源的消耗。為了實現(xiàn)上述一個和/或多個目的，根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提出一種從高鎂鎳精礦中綜合回收鎳、銅、鈷、硫和鎂的工藝，所述工藝包括以 下步驟將高鎂鎳精礦制成礦漿；向所述礦漿中加入硫酸和氧氣以便對所述礦漿進(jìn)行加壓浸出，從而將所述高鎂鎳精礦中的鎳、銅、鈷和鎂分別轉(zhuǎn) 變?yōu)榱蛩徭?、硫酸銅、硫酸鈷和硫酸鎂，且所述高鎂鎳精礦中以化合物狀態(tài)存在的硫至少部分地轉(zhuǎn)變?yōu)閱误w硫；對加壓浸出后的礦漿中的硫酸進(jìn)行 中和；對中和后的礦漿進(jìn)行濃密洗滌，以便得到浸出渣和浸出液；從浸出 渣中浮選出含有單體硫、貴金屬和未被浸出的鎳銅硫化物的二次精礦；去 除所述浸出液內(nèi)的鐵；從除鐵后的浸出液內(nèi)去除銅；向除銅后的浸出液內(nèi) 加入氫氧化鎂，以便沉淀和分離出氫氧化鎳和氫氧化鈷；向分離出氫氧化 鎳和氫氧化鈷之后的浸出液內(nèi)加入氨，以便沉淀和分離出氫氧化鎂。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，所述加壓浸出是在溫度為110-18(TC，氧氣 壓力為0. 5-1. 0MPa的條件下進(jìn)行的。根據(jù)本發(fā)明的第三方面，根據(jù)本發(fā)明第一方面的工藝還包括將制成 的礦漿加熱到9(TC,然后再進(jìn)行加壓浸出。根據(jù)本發(fā)明的第四方面，去除所述浸出液內(nèi)的鐵是通過向浸出液內(nèi)加 入氫氧化鈣以及空氣進(jìn)行的，其中浸出液內(nèi)的鐵轉(zhuǎn)變?yōu)闅溲趸F和鐵的氧 化物，并通過過濾分離出。根據(jù)本發(fā)明的第五方面，從除鐵后的浸出液內(nèi)去除銅是利用萃取劑和 硫酸通過萃取和反萃取得到硫酸銅進(jìn)行的。根據(jù)本發(fā)明的第六方面，根據(jù)本發(fā)明第一方面的工藝還包括對所述 二次精礦進(jìn)行熔化脫硫以便得到單體硫；和將脫硫后的二次精礦返回到現(xiàn) 有的銅冶煉系統(tǒng)，用于進(jìn)一步回收其中的銅、鎳和貴金屬。根據(jù)本發(fā)明的第七方面，分離出氫氧化鎳和氫氧化鈷之后的浸出液的 至少一部分返回到中和后的礦漿內(nèi)，用于濃密洗滌。根據(jù)本發(fā)明的第八方面，根據(jù)本發(fā)明第一方面的工藝還包括對沉淀出的氫氧化鎂進(jìn)行焙燒以便得到氧化鎂。根據(jù)本發(fā)明的第九方面，根據(jù)本發(fā)明第一方面的工藝還包括將分離 出氫氧化鎂之后的浸出液濃縮結(jié)晶，以便得到固態(tài)的硫酸氨。根據(jù)本發(fā)明的第十方面，根據(jù)本發(fā)明第一方面的工藝還包括向分離出氫氧化鎂之后的浸出液內(nèi)加入生石灰和/或熟石灰，以使硫酸氨分解從 而沉淀出硫酸鈣并得到氨氣。根據(jù)本發(fā)明的第十一方面，根據(jù)本發(fā)明第一方面的工藝還包括用水 吸收所述氨氣形成氨水并且將氨水返回加入到分離出氫氧化鎳和氫氧化 鈷之后的浸出液內(nèi)，用于沉淀和分離出氫氧化鎂。根據(jù)本發(fā)明的第十二方面，根據(jù)本發(fā)明第一方面的工藝還包括向分 離出氫氧化鎂的浸出液內(nèi)加入氨和二氧化碳以便使分離出氫氧化鎂的浸 出液內(nèi)殘留的硫酸鎂轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓徭V而被沉淀出。根據(jù)本發(fā)明的第十三方面，根據(jù)本發(fā)明第一方面的工藝還包括使分 離出氫氧化鎂的浸出液與沉淀出氫氧化鎳和氫氧化鈷之后的浸出液的至 少一部分混合，并向混合后的浸出液內(nèi)加入氨和二氧化碳以便使混合后的 浸出液內(nèi)的硫酸鎂轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓徭V而被沉淀出。根據(jù)本發(fā)明的第十四方面，根據(jù)本發(fā)明第十二或十三方面的工藝還包 括對碳酸鎂進(jìn)行焙燒以便得到氧化鎂和二氧化碳，其中所述二氧化碳返 回到分離出氫氧化鎂的浸出液內(nèi)用于沉淀出碳酸鎂。根據(jù)本發(fā)明的第十五方面，將高鎂鎳精礦制成礦漿包括向高鎂鎳精 礦中加入水和硫酸，以便將高鎂鎳精礦制成礦漿并進(jìn)行預(yù)浸；對預(yù)浸后的 礦漿進(jìn)行液固分離；將液固分離出的固體制成礦漿。根據(jù)本發(fā)明的第十六方面，液固分離出的溶液進(jìn)入中和后的礦漿內(nèi)以 便進(jìn)行濃密洗漆。根據(jù)本發(fā)明的第十七方面，所述液固分離為濃密分離或過濾分離。根據(jù)本發(fā)明的第十八方面，利用石灰石對加壓浸出后的礦漿中的硫酸 進(jìn)行中和。根據(jù)本發(fā)明的第十九方面，提出一種從含銅鎳的礦石中綜合回收鎳、 銅、鈷、硫和鎂的工藝，所述工藝包括以下步驟粉碎和篩分含銅鎳的礦 石；對粉碎和篩分后的礦石進(jìn)行浮選以選出高鎂鎳精礦；將高鎂鎳精礦制 成礦漿；向所述礦漿中加入硫酸和氧氣以便對所述礦漿進(jìn)行加壓浸出，從 而將所述高鎂鎳精礦中的鎳、銅、鈷和鎂分別轉(zhuǎn)變?yōu)榱蛩徭?、硫酸銅、硫 酸鈷和硫酸鎂，且所述高鎂鎳精礦中以化合物狀態(tài)存在的硫至少部分地轉(zhuǎn)變?yōu)閱误w硫；用石灰石對加壓浸出后的礦漿中的硫酸進(jìn)行中和；對中和后 的礦漿進(jìn)行濃密洗滌，以便得到浸出渣、浸出液和洗漆液；從浸出渣中浮 選出含有單體硫、貴金屬和未被浸出的鎳銅硫化物的二次精礦；向浸出液內(nèi)加入空氣和氫氧化鈣以便去除所述浸出液內(nèi)的鐵；向除鐵后的浸出液內(nèi) 加入萃取劑和硫酸以便通過萃取和反萃取制取硫酸銅，從而從除鐵后的浸 出液內(nèi)去除銅；向除銅后的浸出液內(nèi)加入氫氧化鎂，以便沉淀和分離出氫 氧化鎳和氫氧化鈷；向分離出氫氧化鎳和氫氧化鈷之后的浸出液內(nèi)加入 氨，以便沉淀和分離出氫氧化鎂；對沉淀出的氫氧化鎂進(jìn)行焙燒以便得到 氧化鎂。根據(jù)本發(fā)明的第二十方面，根據(jù)本發(fā)明第十九方面的工藝還包括向 分離出氫氧化鎂之后的浸出液內(nèi)加入生石灰和/或熟石灰，以便沉淀出硫 酸鈣并且得到氨氣；用水吸收所述氨氣得到氨水，并將所述氨水返回加入 到分離出氫氧化鎳和氫氧化鈷之后的浸出液內(nèi)，用于沉淀和分離出氫氧化 鎂。根據(jù)本發(fā)明的第二十一方面，根據(jù)本發(fā)明第十九方面的工藝還包括 對所述二次精礦進(jìn)行熔化脫硫以便得到單體硫和將脫硫后的二次精礦返 回到現(xiàn)有的銅冶煉系統(tǒng)，用于進(jìn)一步回收其中的銅、鎳和貴金屬。根據(jù)本發(fā)明的第二十二方面，根據(jù)本發(fā)明第十九方面的工藝還包括 將制成的礦漿預(yù)加熱到90'C，再進(jìn)行加壓浸出，其中所述加壓浸出是在溫 度為110-180°C，氧氣壓力為0. 5-1. OMPa的條件下進(jìn)行的。根據(jù)本發(fā)明的第二十三方面，將高鎂鎳精礦制成礦漿包括向高鎂鎳 精礦中加入水和硫酸，以便將高鎂鎳精礦制成礦漿并進(jìn)行預(yù)浸；對預(yù)浸后 的礦漿進(jìn)行液固分離；將液固分離出的固體制成礦漿。根據(jù)本發(fā)明的第二十四方面，所述洗滌液返回用于將高鎂鎳精礦制成 礦漿。利用本發(fā)明的工藝方法，礦石中的硫不會在生產(chǎn)過程中釋放到大氣 中，從而避免污染空氣、損害生命健康和植物生長。利用本發(fā)明的工藝方法，能夠?qū)⒌V石中的無回收價值后的雜質(zhì)例如氧 化鎂(MgO)變成有價值的產(chǎn)品。另外，禾l訴本發(fā)明的工藝方法，能夠提高Ni、 Cu、 Co金屬的回收率， 同時回收礦石中的諸如鉑、鈀等貴金屬，并且能夠降低能源消耗。本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面 的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解。


圖1是從高鎂精礦到生產(chǎn)出銅精礦、鎳精礦和銅鎳鉑鈀精礦的傳統(tǒng)工 藝流程圖；圖2是從圖1中的銅精礦到生產(chǎn)出銅的傳統(tǒng)工藝流程圖； 圖3是從圖1中的鎳精礦到生產(chǎn)出鎳的傳統(tǒng)工藝流程圖； 圖4示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的從含銅鎳礦石到生產(chǎn)出浸出液、硫磺和貴金屬的二次精礦的流程圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明實施例的從浸出液到回收鎳、銅、鈷、硫和鎂的流程圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明另一實施例的回收鎂的流程圖。
具體實施方式
下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其 中自始至終相同的標(biāo)號表示相同的元件。下面通過參考附圖描述實施例以 便解釋本發(fā)明，所述實施例是示例性的，而不能解釋為對本發(fā)明的限制。下面參考附圖描述根據(jù)本發(fā)明實施例的從高鎂鎳精礦中綜合回收鎳、 銅、鈷、硫和鎂的工藝。如圖4和圖5所示，首先，將含銅鎳的礦石經(jīng)初步破碎、篩分、浮選 礦得到銅鎳含量不高，氧化鎂高的高鎂鎳精礦，該高鎂鎳精礦中主要含有 鎳(Ni)、銅(Cu)、鈷(Co)、鐵(Fe)、硫(S)和鎂(Mg)，另外還含 有諸如鉑、鈀、金和銀的貴金屬。浮選后的低鎂精礦送去進(jìn)行圖1-3所示 的火法富氧熔煉，由于這是現(xiàn)有技術(shù)，這里不再贅述。接下來，如圖4所示，將高鎂精礦加水制成礦漿，例如，礦漿的液固 比為3: 1。然后，例如用礦漿加壓泵將礦漿泵送經(jīng)過管式加熱器而將礦漿加熱至大約9(TC，然后送入加壓浸出釜內(nèi)，并且向礦漿內(nèi)加入預(yù)定量的硫 酸和氧氣以便在加壓浸出釜內(nèi)對所述礦漿進(jìn)行加壓浸出。加壓浸出的原理 是向酸性水溶液中通入氧氣使礦石中的鐵和鎳的硫化物被氧化成硫酸鹽 和元素硫，而礦石中的MgO也同時氧化成MgS04,然后通過下面描述的步 驟提取和分離各種成分。具體而言，加壓浸出是在加壓釜內(nèi)進(jìn)行，加壓浸出釜為臥式圓筒高壓 容器，且釜內(nèi)還設(shè)有盤管做加熱和冷卻用，加壓浸出釜可以使用冶金工業(yè) 已成功開發(fā)的加壓浸出釜，這里不再贅述加壓浸出釜的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。通過加壓浸出，礦石(高鎂鎳精礦)中的鎳、銅和鈷、鎂大部分氧化 成硫酸鹽(即NiS04、 CuS04、 CoS04和MgSCU，且溶'于液體中，而礦石中的 一部分硫由硫化物狀態(tài)(例如，F(xiàn)exSy、 Cu2S、 Ni3S2)被氧化成元素硫(S) (也可以稱為單體硫)。在本發(fā)明的實施例中，加壓浸出釜內(nèi)的工藝條件為溫度大約130°C， 氧氣分壓為0. 8MPa，加壓浸出后的礦漿中硫酸的含量為10g 20g /L左右。因此，當(dāng)?shù)V漿從加壓浸出釜內(nèi)排出時，需要對礦漿中的硫酸進(jìn)行中和， 在本實施例中，使用石灰石對加壓浸出釜內(nèi)排出的礦漿中的硫酸進(jìn)行中 和。對中和后的礦漿進(jìn)行逆流濃密洗滌，濃密洗滌可以使用濃密機攪拌槽 進(jìn)行，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，這是熟知的，這里不再贅述。經(jīng) 過濃密洗滌，礦漿被分成浸出渣、浸出液和洗滌液。需要說明的是，洗滌液可以是浸出液的一部分，也就是說，浸出液和 洗滌液是一體的溶液，由于洗滌出的浸出液中水較多，為了充分利用浸出 液內(nèi)的水(即洗滌液)，可以將其返回用于制漿。在本發(fā)明的另一實施例中，可選地，在將高鎂鎳精礦制成礦槳的同時， 可以對高鎂鎳精礦進(jìn)行預(yù)浸，預(yù)浸的目的是初步分離出高鎂精礦中的Mg。 具體而言，在向高鎂鎳精礦中加入水的同時加入少量硫酸，以便將高鎂鎳 精礦制成礦漿并對礦漿進(jìn)行預(yù)浸，此時，礦漿中的一部分鎂轉(zhuǎn)變成硫酸鎂， 然后，對預(yù)浸后的礦漿例如通過濃密洗滌或過濾進(jìn)行液固分離，以便得到 固體部分和溶液部分，上述硫酸鎂含在溶液中?？蛇x地，分離出的含有硫酸鎂的溶液可以根據(jù)需要與加壓浸出渣混合，以便進(jìn)行濃密洗滌。此外，將分離出的固體部分制成礦漿。這里，需要說明的是，經(jīng)過濃 密洗滌或過濾液固分離出的固體部分并不是"純"固體，而是液固混合物。 對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解，經(jīng)過濃密洗滌分離出的固體部分中仍然含有大體50%的液體部分，因此，將分離出的固體部分制成礦漿，實質(zhì)上是調(diào)節(jié)固體部分的液固比，在本發(fā)明中，例如液固比通常為3:1，因此，將液固分離出的固體制成礦漿也可以稱為是調(diào)節(jié)固體部分的液固比，即調(diào)漿，如圖4所示。如上所述，液固比調(diào)節(jié)后的礦漿經(jīng)過加熱送入加壓浸出釜內(nèi)進(jìn)行加壓 浸出。" "如上所述，從加壓浸出釜內(nèi)排出的礦漿經(jīng)過中和及濃密洗滌分成浸出 渣、浸出液和洗滌液，洗滌液返回到加壓浸出釜前制漿進(jìn)行加壓浸出。浸出渣經(jīng)過浮選選出含有元素硫(單體硫)和未被浸出的鎳銅硫化物 以及鈾、鈀、金、銀等貴金屬的中間產(chǎn)品，浮選后的尾礦送到尾礦場。選 出的含有元素硫和未被浸出的鎳銅硫化物以及鉑、鈀、金、銀等貴金屬的 中間產(chǎn)物稱之謂二次精礦，二次精礦經(jīng)過熔化脫硫，生成硫磺，從脫硫后 的二次精礦中再次回收銅、鎳和鉑、鈀、銀、金的工藝可以使用傳統(tǒng)的工 藝和設(shè)備，這里不再贅述。如圖5所示，對浸出液，首先進(jìn)行除鐵，具體而言，向浸出液中加入 Ca(0H)2，同時向浸出液內(nèi)送入空氣(或氧氣)進(jìn)行氧化，從而浸出液內(nèi)的 Fe生成為Fe(0H)3和其它鐵的氧化物，經(jīng)過過濾后，濾得的含鐵渣可棄去 或用傳統(tǒng)的方法用酸洗滌后棄去。對除鐵后的浸出液進(jìn)行除銅，除銅是使用有機溶劑萃取技術(shù)，首先向 除鐵后的浸出液中加入萃取劑，例如Lix984N，萃取劑捕集浸出液內(nèi)的銅， 然后再用預(yù)定量的硫酸對萃取劑進(jìn)行洗滌，使得被萃取的銅再生成CuS04， CuS04可以進(jìn)一步加工成電銅或結(jié)晶硫酸銅。除銅后的浸出液(即萃取余液)中的鎳和鈷用Mg(0H)2將其沉淀為 Ni(0H)2和Co(0H)2，過濾后得到固體的Ni(0H)2和Co(0H)2，可進(jìn)一步處理 得到金屬鎳和鈷或其它金屬鹽類，從而鎳和鈷得到回收。最后，如圖5所示，回收了鎳和鈷的浸出液內(nèi)僅有MgS04， MgS04溶液 的至少一部分可以返回進(jìn)行濃密洗滌，以節(jié)約用水。接下來，向MgS04溶 液內(nèi)加入氨(NHa)(或氨水)，鎂轉(zhuǎn)變?yōu)镸g(0H)2， Mg(0H)2經(jīng)沉淀后濾出， 濾出的Mg(0H)2可以用于返回加入到除銅后的浸出液內(nèi)，用于沉淀出 Ni(0H)2?？蛇x地，濾出的Mg(0H)2也可以進(jìn)一步加工成塑料工業(yè)用的阻火 劑，也可以經(jīng)過焙燒形成MgO，和生產(chǎn)化肥(含鎂的復(fù)合肥)和建材，用 于提煉金屬鎂，。Mg(OH)2沉淀后的浸出液(即濾液)中含有硫酸氨((NHJ 2S04)，可以 直接將該濾液濃縮結(jié)晶得到(NH4) 2S04固體，用于生產(chǎn)化肥，也可以向濾 液中加'入石灰(CaO， Ca(OH)2)，生成CaS04 (石膏')和氨(NH3)，氨可以 用水吸收后返回循環(huán)用于沉淀Mg(0H)2，而CaS04作為建筑材料出售?？蛇x地，如圖6所示，可以向沉淀Mg(0H)2后的殘存MgS04的濾液內(nèi) 加入碳酸，從而沉淀出MgC03，將MgC03焙燒，得到MgO，用于生產(chǎn)耐火材 料，焙燒得到的C02可返回循環(huán)用于沉淀MgC03。另外，可以根據(jù)需要將沉淀Mg(OH)2后的殘存MgS04的濾液與沉淀 Ni(0H)2后的MgS04濾液混合，然后向混合后的濾液內(nèi)加入碳酸，從而沉淀 出MgC03。當(dāng)然，在圖6示出的實施例中，沉淀碳酸鎂后的硫酸氨溶液也 可以如圖5所示一樣進(jìn)行濃縮得到固體硫酸氨。下面參考圖4一6對根據(jù)本發(fā)明的實施例流程進(jìn)行具體描述。如圖4所示，將含銅鎳的礦石進(jìn)行破碎、篩分和浮選，得到銅鎳含量 不高的高鎂鎳精礦。向高鎂鎳精礦內(nèi)加入少量硫酸和水，以便將高鎂鎳精礦制成礦漿并進(jìn) 行預(yù)浸。將預(yù)浸后的礦漿進(jìn)行濃密洗滌或過濾，以便得到溶液及固體與溶液的 混合物，用水調(diào)節(jié)混合物的固體和溶液的比例，并加熱到大約9(TC，然后 送入加壓浸出釜內(nèi)進(jìn)行加壓浸出，加壓浸出釜內(nèi)的工藝條件溫度為 110-180°C，氧氣壓力為O. 5-l.OMPa。用石灰石中和加壓浸出后的礦漿內(nèi)的硫酸，對中和后的礦漿進(jìn)行濃密 洗漆，以便得到浸出渣、浸出液和洗漆液，其中上述預(yù)浸得到的溶液可以14與中和后的礦漿匯合，以便一起進(jìn)行洗滌。浸出液送去進(jìn)行凈液處理。洗 滌液可以返回用于制漿。浸出渣經(jīng)過浮選選出含有元素硫(單體硫)和未被浸出的鎳銅硫化物 以及鉑、鈀、金、銀等貴金屬的精礦，浮選后的尾礦送到尾礦場。選出的 含有元素硫和未被浸出的鎳銅硫化物以及鉑、鈀、金、銀等貴金屬的精礦 稱之謂二次精礦，二次精礦經(jīng)過熔化脫硫，脫出的硫生成硫磺，而脫硫后 的二次精礦可以用傳統(tǒng)冶煉工藝進(jìn)行處理，從而再次回收其中的銅、鎳和 鉑、鈀。如圖5所示，向浸出液內(nèi)加入氫氧化鈣和空氣，以便去除浸出液內(nèi)的 鐵，浸出液內(nèi)的I^生成為Fe(0H)3和其它鐵的氧化物，經(jīng)過沆淀過濾后， 直接排放棄去，也可以用傳統(tǒng)的方法用稀硫酸溶液對其洗滌，進(jìn)一步回收 其中的鎳。向除了鐵的浸出液內(nèi)加入萃取劑和硫酸，通過萃取和反萃取以硫酸銅 的形式去除銅，生硫酸銅溶液可以用于加工成電銅和結(jié)晶硫酸銅產(chǎn)品。向除銅后的萃取余液中加入氫氧化鎂，從而，鎳和鈷以Ni(OH)2和 Co(0H)2的形式沉淀出，經(jīng)過過濾得到固體Ni(0H)2和C0(OH)2，從而回收 鎳和鈷?；厥樟随嚭外挼慕鲆簝?nèi)僅存在MgS04，此硫酸鎂的溶液一部分可以 返回進(jìn)行濃密洗漆，其余的向其中加入氨水，使鎂轉(zhuǎn)變?yōu)镸g(0H)2，濾出 的Mg(0H)2可以用于返回加入到除銅后的浸出液內(nèi)，用于沉淀出Ni(0H)2。 或者將Mg(0H)2焙燒生成氧化鎂。向沉淀出Mg(0H)2后的硫酸氨溶液中加入石灰，生成CaS04 (石膏)和 氨(NH3)，氨用水吸收后返回循環(huán)用于沉淀Mg(0H)2， CaS04作為建筑材料 出售?；蛘咧苯訉⒘蛩岚比芤簼饪s結(jié)晶得到(NH4) 2S04固體，用于生產(chǎn)化 肥。如圖6所示，可選地，向沉淀出Mg(0H)2后的仍殘存有MgS04的溶液或 與沉淀Ni (0H)2后的一部分MgS04溶液混合后加入碳酸，從而生成和沉淀 出MgC03，將MgC03焙燒，得到MgO，用于生產(chǎn)耐火材料，焙燒得到的C02 氣體又返回循環(huán)利用沉淀MgC03。如上所述，根據(jù)本發(fā)明，礦石中的鎂得到了回收利用，而不像傳統(tǒng)工 藝一樣，將礦石中的鎂作為廢渣丟棄，不但浪費了資源，還污染了環(huán)境。此外，礦石中的硫通過熔化脫硫得到單體硫生產(chǎn)出硫磺，而沒有以二 氧化硫的形式排放到空氣中，避免了污染空氣和環(huán)境。根據(jù)本發(fā)明，礦石中的各種成分的回收消除了傳統(tǒng)工藝中的電爐冶煉 過程，因此降低了能源消耗。盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員 而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對這些實施例 進(jìn)行變化，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同物限定。
權(quán)利要求
1、一種從高鎂鎳精礦中綜合回收鎳、銅、鈷、硫和鎂的工藝，所述工藝包括以下步驟將高鎂鎳精礦制成礦漿；向所述礦漿中加入硫酸和氧氣以便對所述礦漿進(jìn)行加壓浸出，從而將所述高鎂鎳精礦中的鎳、銅、鈷和鎂分別轉(zhuǎn)變?yōu)榱蛩徭?、硫酸銅、硫酸鈷和硫酸鎂，且所述高鎂鎳精礦中以化合物狀態(tài)存在的硫至少部分地轉(zhuǎn)變?yōu)閱误w硫；對加壓浸出后的礦漿中的硫酸進(jìn)行中和；對中和后的礦漿進(jìn)行濃密洗滌，以便得到浸出渣和浸出液；從浸出渣中浮選出含有單體硫、貴金屬和未被浸出的鎳銅硫化物的二次精礦；去除所述浸出液內(nèi)的鐵；從除鐵后的浸出液內(nèi)去除銅；向除銅后的浸出液內(nèi)加入氫氧化鎂，以便沉淀和分離出氫氧化鎳和氫氧化鈷；向分離出氫氧化鎳和氫氧化鈷之后的浸出液內(nèi)加入氨，以便沉淀和分離出氫氧化鎂。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其中所述加壓浸出是在溫度為 110-180°C，氧氣壓力為0. 5-1. 0MPa的條件下進(jìn)行的。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，進(jìn)一步包括將制成的礦漿加熱到 90°C，然后再進(jìn)行加壓浸出。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其中去除所述浸出液內(nèi)的鐵是通過 向浸出液內(nèi)加入氫氧化鈣以及空氣進(jìn)行的，其中浸出液內(nèi)的鐵轉(zhuǎn)變?yōu)闅溲?化鐵和鐵的氧化物，并通過過濾分離出。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其中從除鐵后的浸出液內(nèi)去除銅是 利用萃取劑和硫酸通過萃取和反萃取得到硫酸銅進(jìn)行的。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，進(jìn)一步包括-對所述二次精礦進(jìn)行熔化脫硫以便得到單體硫；和 將脫硫后的二次精礦返回到現(xiàn)有的銅冶煉系統(tǒng)，用于進(jìn)一步回收其中的銅、鎳和貴金屬。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其中分離出氫氧化鎳和氫氧化鈷之 后的浸出液的至少一部分返回到中和后的礦漿內(nèi)，用于濃密洗滌。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，進(jìn)一步包括對沉淀出的氫氧化鎂 進(jìn)行焙燒以便得到氧化鎂。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，進(jìn)一步包括將分離出氫氧化鎂之 后的浸出液濃縮結(jié)晶，以便得到固態(tài)的硫酸氨。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，進(jìn)一步包括向分離出氫氧化鎂之后的浸出液內(nèi)加入生石灰和/或熟石灰，以使硫酸氨分解從而沉淀出硫酸 鈣并得到氨氣。
11、 根據(jù)權(quán)利要求10所述的工藝，進(jìn)一步包括用水吸收所述氨氣 形成氨水并且將氨水返回加入到分離出氫氧化鎳和氫氧化鈷之后的浸出 液內(nèi)，用于沉淀和分離出氫氧化鎂。
12、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，進(jìn)一步包括向分離出氫氧化鎂的 浸出液內(nèi)加入氨和二氧化碳以便使分離出氫氧化鎂的浸出液內(nèi)殘留的硫 酸鎂轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓徭V而被沉淀出。
13、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的工藝，進(jìn)一步包括使分離出氫氧化鎂的 浸出液與沉淀出氫氧化鎳和氫氧化鈷之后的浸出液的至少一部分混合，并 向混合后的浸出液內(nèi)加入氨和二氧化碳以便使混合后的浸出液內(nèi)的硫酸 鎂轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓徭V而被沉淀出。
14、 根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的工藝，進(jìn)一步包括對碳酸鎂進(jìn)行焙燒以便得到氧化鎂和二氧化碳，其中所述二氧化碳返回到分離出氫氧化 鎂的浸出液內(nèi)用于沉淀出碳酸鎂。
15、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其中將高鎂鎳精礦制成礦漿包括-向高鎂鎳精礦中加入水和硫酸，以便將高鎂鎳精礦制成礦漿并進(jìn)行預(yù)浸；對預(yù)浸后的礦漿進(jìn)行液固分離； 將液固分離出的固體制成礦漿。
16、 根據(jù)權(quán)利要求15所述的工藝，其中液固分離出的溶液進(jìn)入中和 后的礦漿內(nèi)以便進(jìn)行濃密洗滌。
17、 根據(jù)權(quán)利要求15所述的工藝，其中所述液固分離為濃密分離或 過濾分離。
18、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其中利用石灰石對加壓浸出后的礦 漿中的硫酸進(jìn)行中和。
19、 一種從含銅鎳的礦石中綜合回收鎳、銅、鈷、硫和鎂的工藝，所 述工藝包括以下步驟粉碎和篩分含銅鎳的礦石；對粉碎和篩分后的礦石進(jìn)行浮選以選出高鎂鎳精礦； 將高鎂鎳精礦制成礦漿；向所述礦漿中加入硫酸和氧氣以便對所述礦漿進(jìn)行加壓浸出，從而將 所述高鎂鎳精礦中的鎳、銅、鈷和鎂分別轉(zhuǎn)變?yōu)榱蛩徭?、硫酸銅、硫酸鈷 和硫酸鎂，且所述高鎂鎳精礦中以化合物狀態(tài)存在的硫至少部分地轉(zhuǎn)變?yōu)?單體硫；用石灰石對加壓浸出后的礦漿中的硫酸進(jìn)行中和； 對中和后的礦漿進(jìn)行濃密洗滌，以便得到浸出渣、浸出液和洗滌液； 從浸出渣中浮選出含有單體硫、貴金屬和未被浸出的鎳銅硫化物的二 次精礦；向浸出液內(nèi)加入空氣和氫氧化鈣以便去除所述浸出液內(nèi)的鐵；向除鐵后的浸出液內(nèi)加入萃取劑和硫酸以便通過萃取和反萃取制取硫酸銅，從而從除鐵后的浸出液內(nèi)去除銅；向除銅后的浸出液內(nèi)加入氫氧化鎂，以便沉淀和分離出氫氧化鎳和氫氧化鈷；向分離出氫氧化鎳和氫氧化鈷之后的浸出液內(nèi)加入氨，以便沉淀和分 離出氫氧化鎂；對沉淀出的氫氧化鎂進(jìn)行焙燒以便得到氧化鎂。
20、 根據(jù)權(quán)利要求19所述的工藝，進(jìn)一步包括向分離出氫氧化鎂之后的浸出液內(nèi)加入生石灰和/或熟石灰，以便沉淀出硫酸鈣并且得到氨氣；用水吸收所述氨氣得到氨水，并將所述氨水返回加入到分離出氫氧化 鎳和氫氧化鈷之后的浸出液內(nèi)，用于沉淀和分離出氫氧化鎂。
21、 根據(jù)權(quán)利要求19所述的工藝，進(jìn)一步包括對所述二次精礦進(jìn)行熔化脫硫以便得到單體硫和將脫硫后的二次精 礦返回到現(xiàn)有的銅冶煉系統(tǒng)，用于進(jìn)一步回收其中的銅、鎳和貴金屬。
22、 根據(jù)權(quán)利要求19所述的工藝，進(jìn)一步包括將制成的礦漿預(yù)加 熱到9(TC，再進(jìn)行加壓浸出，其中所述加壓浸出是在溫度為110-180°C， 氧氣壓力為0. 5-1. 0MPa的條件下進(jìn)行的。
23、 根據(jù)權(quán)利要求19所述的工藝，其中將高鎂鎳精礦制成礦漿包括 向高鎂鎳精礦中加入水和硫酸，以便將高鎂鎳精礦制成礦漿并進(jìn)行預(yù)浸；對預(yù)浸后的礦漿進(jìn)行液固分離； 將液固分離出的固體制成礦漿。
24、 根據(jù)權(quán)利要求19所述的工藝，其中所述洗滌液返回用于將高鎂 鎳精礦制成礦漿。
全文摘要
一種從高鎂鎳精礦中綜合回收鎳、銅、鈷、硫和鎂的工藝，包括將高鎂鎳精礦制成礦漿，向礦漿中加入硫酸和氧氣對礦漿進(jìn)行加壓浸出，中和加壓浸出后的礦漿中的硫酸，濃密洗滌中和后的礦漿，以便得到浸出渣和浸出液；從浸出渣中浮選出含有單體硫、貴金屬和未被浸出的鎳銅硫化物的二次精礦，去除浸出液內(nèi)的鐵，從除鐵后的浸出液內(nèi)去除銅，向除銅后的浸出液內(nèi)加入氫氧化鎂，以便沉淀和分離出氫氧化鎳和氫氧化鈷；向分離出氫氧化鎳和氫氧化鈷之后的浸出液內(nèi)加入氨，以便沉淀和分離出氫氧化鎂。利用本發(fā)明的方法不排放二氧化硫，在回收Ni、Cu、Co有色金屬的同時，回收了礦石中的鎂，提高了礦石中有價金屬成分的回收率并且降低了能源消耗。
文檔編號C22B26/22GK101328537SQ200710111410
公開日2008年12月24日 申請日期2007年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月18日
發(fā)明者王魁庭, 顧凌霄 申請人:中國恩菲工程技術(shù)有限公司