低品位红土镍矿氧化焙烧—硫酸浸出试验研究

马卫红，樊丽丽，曾 钦，訾建新

（内蒙古矿产实验研究所，内蒙古 呼和浩特 010031）

我国镍资源中，氧化镍矿约占55%，硫化镍矿约占28%，海底镍锰结核中的镍约占17%［1－2］。氧化镍矿虽然储量很大，但由于技术和经济等原因没有得到大规模开发。随着世界硫化镍矿资源的日渐消耗，红土镍矿的开发利用近年来已成为研究热点［3－7］。试验针对某地红土镍矿，研究了先氧化焙烧，然后用酸浸出镍。

1 试验部分

1.1 矿石性质

红土镍矿中的镍主要以氧化镍、硅酸镍形式富集在蛇纹石中，少量赋存在绿泥石、滑石中。以蛇纹石为主的镍矿物集合体在表生风化层中形成土状混合物，是可利用的镍矿资源。矿石多元素化学分析结果见表1。

表1 化学多元素分析结果 %

1.2 试剂与设备

试验所用主要试剂为98.3%的浓硫酸，水为自来水。

试验所用设备有：球磨机，SX2－4－13型马弗炉，SHZ－D（III）循环水真空泵，D－840／WZ型电动搅拌器（天津市兴华科学仪器厂），Optimal5300DV型电感耦合等离子体－原子发射光谱仪（ICP－AES，美国Perkin－Elmer公司），烘箱等。

1.3 试验方法

将红土镍矿自然风干，破碎至一定粒度。每次取一定质量样品于瓷坩埚中并置于马弗炉中焙烧，焙砂在一定条件下用硫酸浸出，考察焙烧及浸出条件对镍浸出率的影响。

2 试验结果与讨论

2.1 磨矿细度对镍浸出率的影响

矿石在800℃下焙烧3h，然后在70℃下用硫酸浸出60min，控制液固体积质量比1∶1，考察矿石细度对镍浸出率的影响。试验结果如图1所示。可以看出，随矿石粒度减小，镍浸出率先增大后减小。综合考虑，磨矿细度以－0.074mm占75%为宜。

图1 磨矿细度对镍浸出率的影响

2.2 焙烧温度对镍浸出率的影响

矿石粒度－0.074mm占75%，不同温度下焙烧3h，浸出温度70℃，浸出时间60min，液固体积质量比1∶1。焙烧温度对镍浸出率的影响试验结果如图2所示。可以看出，随焙烧温度升高，镍浸出率先增大后减小，变化较大。综合考虑，确定焙烧温度以800℃为宜。

图2 焙烧温度对镍浸出率的影响

2.3 焙烧时间对镍浸出率的影响

矿石粒度－0.074mm占75%，焙烧温度800℃，浸出温度70℃，浸出时间60min，液固体积质量比1∶1。焙烧时间对镍浸出率的影响试验结果如图3所示。可以看出，焙烧时间越长，镍浸出率越高。但延长焙烧时间会降低生产效率，增加生产成本，所以，综合考虑，确定焙烧时间以2h为宜。

图3 焙烧时间对镍浸出率的影响

2.4 浸出温度对镍浸出率的影响

矿石粒度－0.074mm占75%，焙烧温度800℃，焙烧时间2h，浸出时间60min，液固体积质量比1∶1。浸出温度对镍浸出率的影响如图4所示。可以看出：随浸出温度升高，镍浸出率先增大后减小；浸出温度为70℃时，镍浸出率最高。综合考虑，确定最佳浸出温度为70℃。

图4 浸出温度对镍浸出率的影响

2.5 浸出时间对镍浸出率的影响

矿石粒度－0.074mm占75%，焙烧温度800℃，焙烧时间2h，浸出温度70℃，液固体积质量比1∶1。浸出时间对镍浸出率的影响如图5所示。可以看出，随浸出时间延长，镍浸出率先增大后减小。综合考虑，确定适宜的浸出时间为80min。

图5 浸出时间对镍浸出率的影响

2.6 液固体积质量比对镍浸出率的影响

矿石粒度－0.074mm占75%，焙烧温度800℃，焙烧时间2h，浸出温度70℃，浸出时间80min。液固体积质量比对镍浸出率的影响如图6所示。可以看出，随液固体积质量比增大，镍浸出率变化较大；液固体积质量比为1.5∶1时，镍浸出率最高。所以，确定最佳液固体积质量比为1.5∶1。

图6 液固体积质量比对镍浸出率的影响

3 结论

采用焙烧—酸浸工艺从红土镍矿中浸出镍，浸出效果较好。最佳工艺条件为：矿石粒度－0.074mm占75%，焙烧温度800℃，焙烧时间2h，浸出温度70℃，浸出时间80min，液固体积质量比1.5∶1。最佳条件下，镍浸出率达81%左右。

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