王多冬, 趙中偉 陳愛(ài)良 霍廣生 陳星宇

(1. 中南大學(xué) 冶金科學(xué)與工程學(xué)院，長(zhǎng)沙 410083；2. 金川集團(tuán)有限公司，金昌 737100)

過(guò)渡層紅土鎳礦中的鎂質(zhì)礦中和沉礬浸出

王多冬1,2, 趙中偉1, 陳愛(ài)良1, 霍廣生1, 陳星宇1

(1. 中南大學(xué) 冶金科學(xué)與工程學(xué)院，長(zhǎng)沙 410083；2. 金川集團(tuán)有限公司，金昌 737100)

采用沉礬浸出法將鐵質(zhì)礦浸出液對(duì)鎂質(zhì)礦進(jìn)行沉礬浸出。結(jié)果表明：鎂質(zhì)礦酸浸過(guò)程中，在鎂質(zhì)礦粒度為106 ~150 μm、攪拌強(qiáng)度為150 r/min、終點(diǎn)pHe值為1.3、溫度為 95 ℃的條件下，浸出鎂質(zhì)礦3 h，鎳、鎂、鐵的浸出率分別為93.34%、78.28%、26.4%；在沉礬浸出過(guò)程中，在反應(yīng)溫度為95 ℃、攪拌強(qiáng)度為150 r/min、硫酸鈉中的鈉與形成黃鈉鐵礬中的鈉的摩爾比x為1.3、鎂質(zhì)礦粒度為106 ~150 μm、反應(yīng)終點(diǎn)pHe為1.3±0.2的條件下，沉礬浸出5 h，鎳浸出率能達(dá)到92%，鎂浸出率在74%以上，鐵質(zhì)礦浸出液除鐵率達(dá)到87%以上，鐵質(zhì)礦浸出液中鐵的濃度在15.87~42.16 g/L的范圍內(nèi)，對(duì)鎂質(zhì)礦的鎳、鎂浸出及鐵質(zhì)礦浸出液中Fe的濃度沒(méi)有顯著的不利影響，溶液中鐵基本上控制在4 g/L以下。

過(guò)渡層；紅土鎳礦；鎂質(zhì)礦；鎳的浸出率；黃鈉鐵礬沉淀

世界鎳產(chǎn)量中70%來(lái)自硫化鎳礦，隨著可經(jīng)濟(jì)利用的硫化鎳礦的日益枯竭，占鎳資源 70% 的氧化鎳礦的經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)已成為當(dāng)今鎳冶金討論的熱點(diǎn)[1]。

紅土鎳礦從上到下分為鐵帽、褐鐵礦層、過(guò)渡層、腐植土層、基巖層，金屬鎳主要存在于褐鐵礦層、過(guò)渡層、腐植土層中[2-4]。含鎳紅土礦很難選礦，無(wú)法通過(guò)選礦方法進(jìn)行富集，基本上是針對(duì)某一種特定礦石的成分，采用不同的工藝直接冶煉處理原礦。一般的冶煉方法有火法與濕法兩種工藝。

火法包括鎳鐵合金工藝和鎳锍生產(chǎn)工藝[5-7]。鎳生產(chǎn)大多采用工藝簡(jiǎn)單、易于控制的電爐熔煉生產(chǎn)含鎳20 %~30 %的鎳鐵合金, 鎳的回收率達(dá)90%~95%，但鈷不能回收。鎳锍生產(chǎn)工藝是在鎳鐵合金工藝的基礎(chǔ)上, 在電爐熔煉過(guò)程中，以黃鐵礦(FeS2)、石膏(CaSO4·2H2O) 、硫磺和含硫的鎳原料為硫化劑還原硫化熔煉，產(chǎn)出低鎳锍，然后再通過(guò)轉(zhuǎn)爐吹煉生產(chǎn)含鎳79 %、硫 19.5 % 的高鎳锍，全流程鎳回收率約70 %。但電爐熔煉能耗高，污染嚴(yán)重，這對(duì)節(jié)能減排是十分不利的。

濕法處理紅土鎳礦主要的工藝是浸出,目前主要有微生物浸出[8-9]、氨浸法[10]、高壓酸浸法[11-15]、常壓酸浸法[16]等。

一般來(lái)說(shuō)，含硅鎂低褐鐵型紅土礦常用氨浸或加壓硫酸浸出工藝處理，而硅鎂高、鐵低的腐植土層常用火法還原熔煉工藝生產(chǎn)鎳鐵，也可以在工藝過(guò)程中加入黃鐵礦或硫生產(chǎn)鎳锍。

劉學(xué)等[8]利用黑曲菌產(chǎn)生的有機(jī)酸，在礦漿濃度為 2.5 %、溫度為33 ℃、轉(zhuǎn)速為120 r/min 時(shí)，對(duì)紅土鎳礦進(jìn)行了浸出試驗(yàn)，鎳、鈷、鐵浸出率分別為73.5%、53.2%、47. 2%。目前，有機(jī)酸的循環(huán)利用尚未解決，微生物浸出也存在微生物培養(yǎng)成本高等問(wèn)題。氨浸法全流程鎳、鈷回收率分別為 75%~80%、40%~50%，氨浸法只適合處理紅土鎳礦床上層的紅土礦，不適合處理下層硅鎂含量高的礦層，這就極大地限制了氨浸法的發(fā)展。

加壓酸浸在 250~270 ℃、 4~5 MPa 的高溫高壓條件下，控制一定的pH 值等條件，使鐵、鋁和硅等雜質(zhì)元素水解進(jìn)入渣中， 鎳、鈷選擇性進(jìn)入溶液。鎳的浸出率達(dá)90%以上，而且能耗低，工藝逐漸成熟和完善，是近年來(lái)紅土礦處理技術(shù)的發(fā)展方向，但是投資高，而且也只適合含鎂很低(＜3%)的褐鐵礦層。高壓、高溫的操作條件也限制了其應(yīng)用。而對(duì)于含鎂、含鐵均較高(＞10%)，而含鎳較低(＜2.0% )的那部分過(guò)渡層紅土鎳礦，現(xiàn)有的火法工藝與濕法工藝都不能經(jīng)濟(jì)地處理，需要開(kāi)發(fā)新的、經(jīng)濟(jì)的處理工藝。

本文作者針對(duì)過(guò)渡層紅土鎳礦的特性，根據(jù)礦物粒度的不同，可分為鐵質(zhì)礦(鐵高鎂低)與鎂質(zhì)礦(鎂高鐵低)兩部分，其中，鐵質(zhì)礦在常壓、高溫、高酸度下硫酸強(qiáng)化浸出后，浸出液余酸＞40 g/L、Fe3+濃度＞25 g/L、溫度95 ℃。鎂質(zhì)礦含氧化鎂20%~40%，含鐵6%~12%。結(jié)合鐵質(zhì)礦浸出液酸濃度較高、鎂質(zhì)礦氧化鎂較高的特點(diǎn)，以及Fe3+形成沉淀的條件，本文作者研究了硫酸直接浸出的鎂質(zhì)礦行為(以鎂質(zhì)礦作為鐵質(zhì)礦浸出液及黃鈉鐵礬除鐵的中和劑)，及利用鐵質(zhì)礦浸出液的余酸與鐵沉淀成黃鈉鐵礬過(guò)程中釋放出來(lái)的硫酸浸出鎂質(zhì)礦中鎳和鎂，開(kāi)發(fā)一種低成本的常壓硫酸浸出過(guò)渡層紅土鎳礦中鎂質(zhì)礦的新工藝。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 實(shí)驗(yàn)原料

本實(shí)驗(yàn)所用原料為進(jìn)口過(guò)渡層紅土鎳礦，經(jīng)過(guò)洗礦分離成鐵質(zhì)礦、鎂質(zhì)礦兩種，其典型成份如表1所列。實(shí)驗(yàn)用鐵質(zhì)礦浸出液由鐵質(zhì)礦加硫酸浸出所得，其浸出液的成分如表2所列，所用化學(xué)試劑為工業(yè)級(jí)濃硫酸、無(wú)水硫酸鈉、10%石灰乳。

表1 紅土鎳礦成分Table1 Composition of nickel laterite ores(mass fraction, %)

表2 鐵質(zhì)礦浸出液的成分Table2 Composition of pregnant solution of leaching limonitic (g/L)

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

圖1所示為過(guò)渡層紅土鎳礦浸出流程圖。本研究分兩部分：

1) 鎂質(zhì)礦常壓硫酸浸出：將鎂質(zhì)礦磨成一定的粒度，用水配成濃度為 30% 的礦漿，按一定比例加入98%的濃硫酸，在一定溫度下，攪拌浸出一定時(shí)間后，過(guò)濾、洗滌。

2) 沉礬浸出：在鎂質(zhì)礦浸出條件的基礎(chǔ)上，量取一定量的鐵質(zhì)礦浸出液，按照加入硫酸鈉中的鈉與形成黃鈉鐵礬中的鈉的摩爾比(ΨNa)加入無(wú)水硫酸鈉，然后按一定比例加入鎂質(zhì)礦礦漿，攪拌浸出一定時(shí)間后，過(guò)濾。

均采用絡(luò)合滴定與原子吸收法將濾液及濾渣中鎳、鎂、鐵進(jìn)行分析。

其浸出率η及除鐵效率ζ按下式計(jì)算：

圖1 過(guò)渡層紅土鎳礦浸出流程Fig.1 Flowsheet of leaching transition layer nickel laterite ores

式中：m0為鎂質(zhì)礦中含金屬量，g；m為渣中含金屬量，g；w0為鐵質(zhì)礦浸出液中鐵濃度，%；w為沉礬浸出后溶液中鐵濃度，%。

2 結(jié)果與討論

2.1 鎂質(zhì)礦常壓硫酸浸出

2.1.1 浸出終點(diǎn)pH值對(duì)鎂質(zhì)礦浸出的影響

在浸出溫度95 ℃、攪拌強(qiáng)度150 r/min、鎂質(zhì)礦粒度范圍75~106 μm，加入一定量的98%濃硫酸，浸出3 h的條件下，考察浸出終點(diǎn)pH值(pHe)對(duì)鎂質(zhì)礦浸出效果的影響，結(jié)果如圖2所示。

圖2 pHe對(duì)鎂質(zhì)礦浸出率的影響Fig.2 Effect of pHe on leaching rate of garnierite

由圖2可知：隨著pHe的降低，礦漿中酸增加，H+濃度增加，金屬氧化物和酸發(fā)生式(1)~(3)的反應(yīng)機(jī)會(huì)增多，鎳、鐵、鎂等物質(zhì)的浸出率增加。pHe從3.55降低至1.9，鎳的浸出率由17.2% 增加至48.25%，鐵的浸出率由 3.48% 增加至 14.84%，鎂的浸出率由19.43% 增加至37.11%。pHe降到1.9后，鎳、鐵、鎂的浸出率隨pHe的降低迅速增加，pHe降到1.44時(shí)，鎳、鐵、鎂的浸出率分別升高到 95.04%、59.68%、78.85%。但是，pHe自1.44繼續(xù)降低時(shí)，鎳、鐵、鎂等浸出率的增加明顯減緩，當(dāng)pHe降低至0.39時(shí)，鎳、鐵、鎂的浸出率分別增加到98.94%、84.21%、99.49%。

2.1.2 浸出時(shí)間對(duì)浸出的影響

在浸出溫度為95 ℃，攪拌強(qiáng)度為150 r/min，鎂質(zhì)礦粒度范圍為75~106 μm，pHe為1.3的條件下，研究浸出時(shí)間對(duì)浸出率的影響，結(jié)果如圖3所示。

圖3 浸出時(shí)間對(duì)鎂質(zhì)礦浸出率的影響Fig.3 Effect of leaching time on leaching rate of garnierite

由圖3可知，鎂質(zhì)礦在開(kāi)始階段浸出非?？欤诜磻?yīng)初始的0.5 h內(nèi)，鎳的浸出率達(dá)到84.49%，隨著反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)，浸出率逐步升高，1.5 h后，鎳的浸出率就達(dá)到91.01%，浸出時(shí)間大于1.5 h后，浸出時(shí)間延長(zhǎng)對(duì)鎳、鎂的浸出率均沒(méi)有太大影響。鎂的浸出與鎳的相似，只是鎂的浸出率低于鎳。在0.5 h內(nèi)，鎂的浸出率達(dá)70.76%，1.5 h后升到74.76%。而鐵的浸出率明顯低于鎳與鎂， 0.5 h內(nèi)只有30.67%，在1 h后達(dá)到最大值(47.38%)。然后，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，鐵的浸出率開(kāi)始下降，由1 h的47.38%下降至3 h的26.4%，可能是由于鐵與溶液中的水合氫離子H3O+形成穩(wěn)定的草黃鐵礬沉淀。

2.1.3 鎂質(zhì)礦粒度對(duì)浸出率的影響

在浸出溫度為95 ℃、浸出時(shí)間為1.5 h、攪拌強(qiáng)度為150 r/min及pHe=1.3的條件下，鎂質(zhì)礦粒度對(duì)浸出率的影響如圖4所示。

圖4 鎂質(zhì)礦粒度對(duì)浸出率的影響Fig.4 Effect of garnierite ore size on leaching rate

從圖4可知，顆粒越細(xì)越有利于鎳浸出。當(dāng)粒度為630~1 000 μm時(shí)，鎳、鐵、鎂的浸出率分別為92.03%、63.96%、87.58%；當(dāng)粒度為450~630 μm時(shí)，鎳浸出率達(dá)到最高，為94.14%；當(dāng)粒度小于150 μm時(shí)，粒度對(duì)鎳浸出率的影響不顯著，鎳、鐵、鎂的浸出率分別保持在 93%、66%、89%左右。這是由于粒度小于150 μm后，溶液中的H+能通過(guò)顆粒與金屬氧化物充分反應(yīng)，故繼續(xù)減少粒度不會(huì)對(duì)其浸出率帶來(lái)影響。其粒度選105~150 μm為最佳。

2.1.4 溫度對(duì)浸出率的影響

在粒度為106~150 μm、浸出時(shí)間為3 h、攪拌強(qiáng)度為150 r/min及pHe=1.3的條件下，溫度對(duì)浸出的影響如圖5所示。

圖5 溫度對(duì)鎂質(zhì)礦浸出率的影響Fig.5 Effect of temperature on leaching rate of garnierite

由圖5可知，溫度越高，鎳、鎂的浸出率越高，越有利于浸出。溫度較低時(shí)，鎳、鐵、鎂的浸出率隨著溫度的升高顯著升高，鎳的浸出率由 40 ℃時(shí)的70.05%升高到65 ℃時(shí)的91.72%，鎂的浸出率由40 ℃時(shí)的48.54%升高到65 ℃時(shí)的72.74%，鐵的浸出率40℃時(shí)的30.94% 升高到65 ℃時(shí)的53.38%。在65 ℃以上，溫度對(duì)鎳、鎂浸出率的影響已經(jīng)不明顯。鐵的浸出行為在溫度較低階段與鎳、鎂的浸出行為一致，但是，當(dāng)溫度達(dá)到85 ℃以上時(shí)，鐵的浸出率開(kāi)始下降，由53.16%降低到95 ℃時(shí)的46.15%，其原因是高溫階段，由于浸出率高，溶液的 pH值升高，被浸出的三價(jià)鐵離子具備了生成鐵礬的條件，與溶液中的H3O+、SO42-結(jié)合生成穩(wěn)定的草黃鐵礬沉淀。

2.2 沉礬浸出實(shí)驗(yàn)研究

根據(jù)鎂質(zhì)礦酸浸結(jié)果，在粒度為106~150 μm，浸出時(shí)間＞1.5 h，溫度＞65 ℃，pHe＜1.3的條件下，能夠得到比較高的鎳浸出率。鐵的浸出率與鎳和鎂的不同，在溫度較高、反應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，被浸出的鐵會(huì)形成草黃鐵礬沉淀，導(dǎo)致鐵的浸出率降低。結(jié)合黃鈉鐵礬法除鐵的性質(zhì)[17-18]，以鎂質(zhì)礦作為鐵質(zhì)礦浸出液的中和劑進(jìn)行沉礬浸出，使鐵沉淀的同時(shí)將鎂質(zhì)礦中的鎳和鎂浸出。

2.2.1 反應(yīng)溫度的影響

在攪拌強(qiáng)度150 r/min、反應(yīng)時(shí)間 4 h、加入1.3倍理論量鈉離子與10%黃鈉鐵礬晶種的條件下，往鐵質(zhì)礦浸出液中加入106~150 μm 的鎂質(zhì)礦粉末調(diào)整終點(diǎn) pHe值至 1.3，反應(yīng)溫度對(duì)沉礬浸出的影響如圖 6所示。

圖6 反應(yīng)溫度對(duì)沉礬浸出的影響Fig.6 Effect of reaction temperature on Na-jarosite precipitation and leaching rate of Ni and Mg

由圖6可知，溫度對(duì)鐵的沉淀與鎂質(zhì)礦的浸出均有顯著的影響，在溫度低于75 ℃的條件下，鐵質(zhì)礦浸出液中的鐵幾乎不沉淀。此后，隨著溫度的升高，鐵質(zhì)礦浸出液中的鐵會(huì)發(fā)生式(4)反應(yīng)，生成黃鈉鐵礬NaFe3(SO4)2(OH)6沉淀，鐵的沉淀率迅速上升，到95 ℃時(shí)達(dá)到 92.7%。鎂質(zhì)礦的浸出行為與鐵的沉淀緊密相關(guān)，在較低的溫度下，主要是鐵質(zhì)礦浸出液中的余酸與鎂質(zhì)礦發(fā)生的浸出反應(yīng)，鎳與鎂的浸出率隨著溫度的升高緩慢升高，當(dāng)溫度升高到75 ℃以上后，隨著鐵的沉淀，釋放出的硫酸參與鎂質(zhì)礦的浸出，鎳與鎂的浸出率隨著鐵的沉淀相應(yīng)升高，95 ℃時(shí)的浸出率分別達(dá)到86.8%與76.08%。

2.2.2 pHe的影響

在95 ℃、反應(yīng)時(shí)間4 h、攪拌強(qiáng)度150 r/min、加入 10%黃鈉鐵礬晶種、1.3倍鈉離子的條件下，以106~150 μm 的鎂質(zhì)礦粉作為中和劑調(diào)節(jié)鐵質(zhì)礦浸出液反應(yīng)終點(diǎn)pH值(pHe)，考察終點(diǎn)pHe值對(duì)沉礬浸出的影響，其結(jié)果如圖7所示。

圖7 pHe值對(duì)鎂質(zhì)礦浸出率與鐵質(zhì)礦浸出液沉鐵率的影響Fig.7 Effect of pHe on Na-jarosite precipitation and leaching rate of garnierite

從圖7可以看出，鐵的沉淀率隨著終點(diǎn)pH值(pHe)的升高而升高，在pHe=1.26時(shí)，鐵沉淀為83.11%的；pHe=1.45時(shí)，鐵沉淀率為91.85%，此后，鐵沉淀率隨pHe值的變化趨于平緩。鎂質(zhì)礦的浸出率與鐵沉淀率正好相反，在低pHe值(1.26)時(shí)，有鎳、鎂有較高的浸出率(分別為91.32%、87.65%)；隨著pHe值的升高，浸出率迅速下降，當(dāng)pHe值升到1.45時(shí)，鎳和鎂浸出率分別降低到88.03%與79.16%，此后降幅明顯加快，當(dāng) pHe值升到 2.0時(shí)，鎳和鎂的浸出率分別降低到50.08%和36.88%。

2.2.3 反應(yīng)時(shí)間的影響

在溫度95 ℃、攪拌強(qiáng)度150 r/min、1.3倍理論量鈉離子的條件下，往鐵質(zhì)礦浸出液中加入106~150 μm的鎂質(zhì)礦粉末調(diào)整終點(diǎn)pHe值至1.3，研究反應(yīng)時(shí)間對(duì)鐵質(zhì)礦浸出液中鐵的沉淀率與鎂質(zhì)礦浸出率的影響，其結(jié)果如圖8所示。

圖8 浸出時(shí)間對(duì)沉礬浸出的影響Fig.8 Effect of leaching time on Na-jarosite precipitation and leaching rate of Ni and Mg

由圖8可知，鐵質(zhì)礦浸出液中鐵的沉淀率隨著時(shí)間的延長(zhǎng)而升高，在反應(yīng)的初始階段，鐵的沉淀較慢，1.5~2 h后，鐵迅速開(kāi)始沉淀，在4 h時(shí)，沉淀率達(dá)到91.1%。鎂質(zhì)礦中鎳與鎂的浸出率隨著時(shí)間的延長(zhǎng)而升高，在反應(yīng)的初始階段，主要是鐵質(zhì)礦浸出液中的余酸參與浸出反應(yīng)，在1 h內(nèi)鎳的浸出率達(dá)到38.36%，鎂的浸出率達(dá)到20.08%。反應(yīng)進(jìn)行到2 h以后，由于鐵開(kāi)始沉淀，鐵沉淀釋放出來(lái)的酸參與反應(yīng)，鎳與鎂的浸出率開(kāi)始隨著鐵的沉淀率上升，到5 h后，隨著鐵沉淀率達(dá)到 96.19%，鎳與鎂的浸出率也分別達(dá)到92.28%與87.83%。

2.2.4 硫酸鈉加入量的影響

在反應(yīng)溫度95 ℃、攪拌轉(zhuǎn)速150 r/min、反應(yīng)時(shí)間5 h、加入理論量10%的黃鈉鐵礬晶種，用106~150 μm 的鎂質(zhì)礦粉調(diào)節(jié)鐵質(zhì)礦浸出液終點(diǎn) pHe值至1.28±0.2，硫酸鈉加入量對(duì)沉礬浸出的影響如圖 9所示。

由圖9可知，鐵的沉淀率隨著ΨNa增大而升高。當(dāng)加入量達(dá)到理論用量的0.9倍時(shí)，鐵的沉淀率達(dá)到92.86%；當(dāng)達(dá)到1.2倍以上時(shí)，鐵的沉淀率不再隨鈉加入量的變化而變化。當(dāng)鈉加入量較少時(shí)，部分鐵不是以黃鈉鐵礬的形式沉淀，可能為部分鐵與 H3O+結(jié)合形成草黃鐵礬沉淀。鎂質(zhì)礦的浸出伴隨著鐵的沉淀而變化。

圖9 ΨNa對(duì)沉礬浸出的影響Fig.9 Effect of ΨNa on Na-jarosite precipitation and leaching rate of Ni and Mg

2.3 驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)

條件實(shí)驗(yàn)研究表明，反應(yīng)時(shí)間＞4 h、 溫度＞95℃、鈉離子＞理論量1.2倍、pH值1.26~1.45是較好的沉礬浸出條件。在反應(yīng)溫度96 ℃、反應(yīng)時(shí)間5 h、攪拌強(qiáng)度150 r/min、加入10%黃鈉鐵礬晶種、ΨNa=1.3倍理論量的條件下，將粒度為106~150 μm的鎂質(zhì)礦加入至鐵質(zhì)礦浸出液中，調(diào)節(jié)反應(yīng)終點(diǎn) pHe值至1.3±0.2，進(jìn)行沉礬浸出的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，其結(jié)果如表3所列。

表3 沉礬浸出驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果Table3 Verification of experimental results of neutral leaching garnierite and Na-jarosite precipitating

表3結(jié)果表明，驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果與單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本吻合，鎳浸出率能達(dá)到 92%以上，鎂浸出率為74%~79%；鐵質(zhì)礦浸出液的鐵濃度在15.87~42.16 g/L的范圍內(nèi)，對(duì)沉礬浸出沒(méi)有顯著的不利影響，沉礬浸出后，鐵質(zhì)礦浸出液除鐵率達(dá)到87%以上，溶液中鐵基本上控制在4 g/L以下。

3 結(jié)論

1) 在鎂質(zhì)礦粒度為106~150 μm、浸出時(shí)間為1.5 h，攪拌強(qiáng)度為150 r/min、終點(diǎn)pH值為1.3、溫度為 95℃的條件下，浸出鎂質(zhì)礦3 h，鎳、鎂、鐵的浸出率分別為93.34%、78.28%、26.4%。

2) 沉礬浸出實(shí)驗(yàn)研究表明，反應(yīng)時(shí)間＞4 h、溫度＞95 ℃、鈉離子＞理論量1.2倍、pH值1.26~1.45是較好的沉礬浸出條件，既可使鐵質(zhì)礦浸出液中的鐵有較高的沉淀率，又可以使鎂質(zhì)礦中的鎳有相對(duì)較高的浸出率，實(shí)現(xiàn)節(jié)約硫酸的消耗、降低成本的目的。

3) 沉礬浸出驗(yàn)證試驗(yàn)表明，在反應(yīng)溫度95 ℃、反應(yīng)時(shí)間5 h、攪拌強(qiáng)度150 r/min、加入10%黃鈉鐵礬晶種、鈉離子用量為理論量的1.3倍條件下，用粒度106~150 μm的鎂質(zhì)礦調(diào)節(jié)鐵質(zhì)礦浸出液終點(diǎn)值pHe1.28~1.44，鐵質(zhì)礦浸出液中鐵的沉淀率達(dá)到87.43%~91.62%，鎂質(zhì)礦鎳的浸出率達(dá)到87.24%~92.62%，而且鐵質(zhì)礦浸出液的鐵濃度在15.87~42.16 g/L的范圍內(nèi)，對(duì)沉礬浸出沒(méi)有顯著的不利影響。

REFERENCES

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Leaching nickel and removing Fe from garnierite of transition layer nickel laterite ores

WANG Duo-dong1,2, ZHAO Zhong-wei1, CHEN Ai-liang1, HUO Guang-sheng1, CHEN Xing-yu1
(1. School of Metallurgical Science and Engineering, Central South University, Changsha 410083, China;2. Jinchuan Group Ltd. Co., Jinchang 737100, China)

Garnierite was leached with pregnant solution of leaching limonitic by Na-jarosite precipitation. The results show that, during the process of leaching garnierite with acid, the leaching rates of Ni, Mg and Fe are 93.34%, 78.28%and 26.4% under the conditions of garnierite ore size between 106 μm and 150 μm, end pH of leaching 1.3, leaching time 3 h, temperature 95 ℃ and stirring rate 150 r/min. During the process of leaching garnierite with pregnant solution of leaching limonitic, the leaching recoveries of Ni and Mg are 92% and above 74%, respectively, when the molar ratio of Na of sodium sulfate added to that of Na-jarosite precipitation is 1.3. Fe removal efficiency is more than 87%. When Fe concentration is 15.87-42.16 g/L, there is little effect on leaching recoveries of Ni and Mg. Moreover, Fe concentration is almost less than 4 g/L.

transition layer; nickel laterite ores; garnierite, nickel leaching rate; Na-jarosite precipitation

TF111.3

A

1004-0609(2011)11-2964-07

國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃資助項(xiàng)目(2007CB613603)

2010-08-25；

2010-11-22

趙中偉，教授，博士；電話：0731-88830476；E-mail: zhaozw@csu.edu.cn

(編輯 李艷紅)