紅土鎳礦加工技術(shù)研究現(xiàn)狀

1、 中國礦業(yè) 第卷 蝕性材料以及浸出時氣體逸散的控制；鐵以赤 鐵礦的形式沉降時產(chǎn)生大量的酸，回收赤鐵礦需 較高的經(jīng)濟(jì)成本 。 、強(qiáng)度為 、預(yù)處理 時，對 培養(yǎng)介質(zhì)中抱子濃度為個、葡萄糖為 的生物浸出，經(jīng)過，鎳浸出率可達(dá)，而常 規(guī)的生物浸出鎳浸出率僅。此外，超聲波 預(yù)處理還能使鎳的選擇性生物浸出優(yōu)于鐵。 其他濕法處理工藝 目前能夠采用火法工藝處理的紅土鎳礦已越 來越少，濕法工藝中法雖然已實(shí)現(xiàn)工業(yè)化 和產(chǎn)業(yè)化，但由于其采用高壓條件操作，對設(shè)備、 規(guī)模、投資、操作控制等有很高要求，難以普遍 推廣引。國內(nèi)外對低品位紅土鎳礦的其他處理工 藝也進(jìn)行了廣泛的研究，主要研究預(yù)焙燒一鹽酸浸 出、還原焙燒一酸浸、微

2、波硫酸化一加壓酸浸、濃硫 酸硫化一水浸、硫化焙燒一水浸、氯化離析一磁選、 酸溶絡(luò)合浸出等方法。 微生物浸出工藝 此法特別適于貧礦、廢礦、表外礦及難采、 難選、難冶礦的堆浸和就地浸出，其工藝原則流 程見圖。微生物濕法冶金與傳統(tǒng)冶煉工藝相比， 具有能耗低、資源綜合利用率高、投資操作費(fèi)用 少、對環(huán)境友好等特點(diǎn)，并能夠處理用傳統(tǒng)冶金 方法不能或難以處理的低品位礦及原礦、尾礦等。 在國內(nèi)外，生物濕法冶金己經(jīng)被廣泛研究并應(yīng)用 于工業(yè)實(shí)踐中。 預(yù)焙燒一鹽酸浸出工藝 圈紅土鎳礦微生物浸出工藝原則流程 對礦石進(jìn)行預(yù)焙燒處理，旨在通過高溫使礦 石發(fā)生物理化學(xué)反應(yīng)，改變原礦物中的物相結(jié)構(gòu)， 胡研究了化能自養(yǎng)細(xì)菌浸出

3、紅土鎳礦 時的值、礦漿濃度和粒度對鎳浸出率的影響。 通過建立模型，認(rèn)為粒度對浸出率的影響最大。 在礦漿濃度為，值為，粒度為扯 的最優(yōu)條件下，獲得的鎳浸出率。 等們研究了異養(yǎng)微生物從硅鎂鎳礦中 浸出鎳。礦樣取自巴西礦業(yè)公司，化學(xué)成 分為、。磨至一目，浸 礦用了種異養(yǎng)微生物。浸出條件為：礦樣 （事先在下滅菌），含微生物的培養(yǎng)基 使其更利于后續(xù)工藝處理引。紅土鎳礦在預(yù)焙燒 時，針鐵礦脫水轉(zhuǎn)變成赤鐵礦，鐵的存在形態(tài)更 為穩(wěn)定，蛇紋石分解成鎂橄欖石和玩火輝石。 等研究了空氣焙燒對硅鎂型紅土 鎳礦浸出的影響。礦石經(jīng)焙燒后，用 鹽酸浸出 后，鎳的浸出率由原礦的提高 到，而鐵的浸出率由下降到。但 是升高焙燒溫

4、度時，鎳的浸出率明顯下降，不利 于浸出。 還原焙燒一酸浸或亞硫酸浸出工藝 此工藝可在常壓下進(jìn)行，并盡可能少地溶解 鐵。在溫度下還原焙燒的礦石，用 ：浸出，浸出率為，浸出 率為。如用：。浸出，浸出率可達(dá) ，浸出率為。礦石還原焙燒 后，用亞硫酸或吹入：的水浸出，也可取得較 好的效果 。 微波硫酸化一加壓酸浸工藝 微波是一種清潔的環(huán)境友好型能源，對礦物 中的物質(zhì)有選擇性加熱的特性。 們等 采用微波硫酸化一加壓酸浸的方法處理紅土鎳礦。 在微波能量為 ，酸料比為的條件下強(qiáng)化 ，溫度，搖瓶速率 。結(jié)果浸 出率大于。 等人研究了紅土礦的超聲生物浸出， 發(fā)現(xiàn)芽孔經(jīng)超聲處理后，黑曲霉素的生長增強(qiáng)， 經(jīng)超聲預(yù)處理

5、 后，黑曲霉素天然菌株對鎳的 浸出率可以達(dá)到。 利用超聲波生物浸出工藝對印度奧 里薩紅土型鎳礦石進(jìn)行了研究，試驗(yàn)從新采集紅 土礦樣中分離得到黑曲霉菌株，在馬鈴薯一葡 萄糖肉湯中培養(yǎng)，直到生成胞子。裝有礦樣和培 養(yǎng)介質(zhì)的玻璃槽經(jīng)高壓消毒后用 黑曲霉懸浮 液（含個胞子）接種，超聲波預(yù)處理后， 將槽中礦樣在無菌條件下轉(zhuǎn)移至預(yù)先消毒過的錐 形瓶中，在 旋轉(zhuǎn)式振蕩器中和條件 ，再于、礦漿濃度為的條件下浸 出 ，鎳的浸出率為，而的鐵以赤鐵 礦的形式存在，浸出液中的殘酸濃度低于 。 微波加熱使礦物硫酸化更易進(jìn)行。同時，在 相對較低的浸出溫度和酸料比條件下進(jìn)行加壓浸 下進(jìn)行培育。結(jié)果表明超聲波預(yù)處理可提高鎳的

6、 浸出率，并使浸出時間縮短。當(dāng)超聲波頻率為 ?？?楊慧群，等：紅土鎳礦加技術(shù)研究現(xiàn)狀 出，仍可獲得較高的鎳回收率，降低生產(chǎn)成本 濃硫酸硫化一水浸工藝 。 界鎳工業(yè)發(fā)展的主要趨勢。紅土鎳礦濕法冶金工 藝無論從環(huán)境保護(hù)角度，還是經(jīng)濟(jì)角度，比傳統(tǒng) 的火法流程都表現(xiàn)出了強(qiáng)大的優(yōu)勢。濕法鎳產(chǎn)量 將由目前的增長到以上。 采用兩步處理紅土鎳礦：第一步先將破碎后 的礦石與濃硫酸充分混合、研磨，進(jìn)行硫化處理； 第二步將混合料漿在用水常壓浸出，再 液固分離。鎳、鉆進(jìn)入浸出液，鐵主要以氧化物 和針鐵礦的形式進(jìn)入渣中引。 濃硫酸硫化一水浸法采用常壓酸浸，避免了高 壓釜的投資成本，也減少了黃鉀鐵釩化合物的產(chǎn) 生，適合處

7、理各種類型紅土鎳礦。 硫化焙燒一水浸工藝 該工藝的原理是將礦石加人硫化劑，在大于 的高溫下硫酸化焙燒，使氧化鎳轉(zhuǎn)化成為硫 酸鹽，球磨后采用水浸出，使鎳轉(zhuǎn)人溶液相，而 焙燒過程中鐵生成：（。）。，高溫下再分解成 氧化鐵，浸出時留在渣相引。 酸溶絡(luò)合浸出法 一些微生物在其生長繁殖過程中能衍生出有 機(jī)酸，如檸檬酸、草酸、酒石酸、氨基酸等。凡 能與這些有機(jī)酸生成絡(luò)合物的金屬均能被這些微 生物浸出。與自養(yǎng)微生物不同，異養(yǎng)微生物要求 含有機(jī)物的培養(yǎng)基。因而培養(yǎng)成本較高，如何得 到廉價代用品是今后重要的研究內(nèi)容引。 氯化離析一磁選工藝 指在礦石中加入一定量的碳質(zhì)還原劑（煤或焦 炭）和氯化劑（氯化鈉或氯化鈣）

8、，在中性或弱還原 性氣氛中加熱，使有價金屬從礦石中氯化揮發(fā)，并 同時在炭粒表面還原成為金屬顆粒的過程。目的 在于使礦石中呈難選礦物形態(tài)存在的有價金屬轉(zhuǎn)變 為金屬顆粒，隨后用選礦的方法富集，產(chǎn)出品位較 高的金屬精礦。但對于大部分貧紅土鎳礦，由于鎳 礦中的鎳大部分與硅、鐵結(jié)合成復(fù)雜的硅酸鎳和鐵 酸鎳，不宜采用氯化離析一濕式磁選法。王成彥采用 此法處理元江貧氧化鎳礦，試驗(yàn)結(jié)果為：鎳浸出率 大于，鈷浸出率大于。 堿熔融法 通過堿熔融反應(yīng)可以破壞紅土鎳礦中金屬與 硅氧四面體之間形成的極強(qiáng)的化學(xué)鍵，然后采用 水浸或堿浸的方法可得到富含金屬的濾渣。此方 法的優(yōu)點(diǎn)在于最大化利用紅土鎳礦中的有價元素， 渣量少，

9、并可實(shí)現(xiàn)堿的循環(huán)利用 。目前該工藝 ）加壓酸浸法處理紅土鎳礦是目前投資的熱 點(diǎn)，還原焙燒一氨浸工藝（）和加壓酸浸工 藝（）已不同程度地實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化。堿融預(yù) 脫硅處理紅土鎳礦符合環(huán)保要求，有利于礦產(chǎn)資 源的綜合利用。硫酸堆浸技術(shù)因其投資成本低、 生產(chǎn)條件易于控制，更適合處理品位較低的紅土 鎳礦。細(xì)菌浸出將成為紅土鎳礦濕法冶金具有發(fā) 展前景的主要工藝。 ）各種工藝自身也存在一定問題，如傳統(tǒng)的硫 酸加壓酸浸法一次性投入設(shè)備資金大，原料選擇范 圍較窄，固液廢棄物太多，污染環(huán)境；酸堆浸還不 成熟，仍處在試驗(yàn)階段；微生物浸出也存在著微生 物培養(yǎng)成本高、有機(jī)酸不能循環(huán)等等問題。因此， 進(jìn)一步完善加壓酸浸工藝

10、、開發(fā)新的濕法流程、推 進(jìn)細(xì)菌浸出將是未來紅土鎳礦發(fā)展的方向。 考文 劉巖翟玉春王虹鎳生產(chǎn)工藝研究進(jìn)展材料導(dǎo) 報（） 蘭興華從鎳紅土礦中回收鎳的技術(shù)進(jìn)度世界有色金 屬（） 張友平，周瑜生。李肇毅。等紅土礦資源特點(diǎn)和火法冶金 工藝分析鐵合金。（）： 徐慶新紅土礦的過去與未來中國有色冶金。 （）：一 李啟厚，壬娟劉志宏世界紅土鎳礦資源開發(fā)及其濕法冶 金技術(shù)的進(jìn)展礦產(chǎn)保護(hù)與利用。（）： 陳慶根氯化鎳礦資源開發(fā)與利用現(xiàn)狀濕法冶金 （）： 彭容秋主編鎳冶金長沙：中南大學(xué)出版社。 周曉文張建春。羅仙平從紅土鎳礦中提取鎳的技術(shù)研究 現(xiàn)狀及展望四川有色金屬（）： 趙昌明。翟玉春從紅土鎳礦中回收鐮的工藝研究進(jìn)展

11、 材料導(dǎo)報綜述篇（）： 王虹鄧海波路秀峰要有色金屬資源一紅土鐮礦的現(xiàn) 狀與開發(fā)甘肅冶金。（） 一 李小明唐琳劉仕良紅土鐮礦處理工藝探討鐵合 金（） 符劍剛。王暉凌天鷹等紅土鎳礦處理工藝研究現(xiàn)狀與 進(jìn)展鐵合金（） 肖安雄美國金屬雜志對世界有色金屬冶煉廠的調(diào)查（第 三部鎳紅土礦）中國有色冶金（）， 還不成熟，需要更深一步研究。 結(jié)語 ）世界鎳需求不斷增加，而硫化鎳礦的資源 日益減少。紅土鎳礦資源的開發(fā)利用將是未來世 李建華，程戚肖志海紅土鐮礦處理工藝綜述漫法 冶金（） 劉巖翟玉春氯化還原法制備鐮鐵合金粉的研究礦 產(chǎn)綜合利用，（） 下轉(zhuǎn)第頁 ?？?楊磊，等：某大型銅礦山含銅廢石工藝礦物學(xué)研究 含銅廢

12、石的次生變化 含銅廢石最明顯的次生變化為裂隙發(fā)育，綠 泥石化、高嶺石化強(qiáng)烈。含銅廢石在剝離、采掘 過程中經(jīng)過了一次破碎，受應(yīng)力作用影響，使塊 狀含銅廢石內(nèi)部原始結(jié)構(gòu)受到破壞，裂隙發(fā)育， 滲透性良好，有利于銅的生物浸出。同時，含銅 廢石中硬度低、易風(fēng)化的片狀礦物綠泥石、白云 母含量較高，經(jīng)過長期的風(fēng)吹日曬粉末化明顯， 磨礦成本低，但泥化嚴(yán)重。 含銅廢石中銅的回收途徑分析 含銅廢石中銅含量，主要含銅礦物為 黃銅礦，黃銅礦中銅占含銅廢石中總銅的以 上，黃銅礦在空間分布上與黃鐵礦關(guān)系密切，多 嵌布于黃鐵礦附近、邊緣，少量被黃鐵礦包裹， 同時含銅廢石裂隙發(fā)育，滲透性良好，有利于銅 的生物浸出。含銅廢石綜

13、合樣粒度分級 產(chǎn)品部分銅含量，低于綜合樣中 銅含量，可以考慮塊狀含銅廢石通過生物 浸出回收其中的銅。 含銅廢石中粉末狀部分含量較大，銅有相對 富集趨勢，且磨礦成本低，可考慮浮選回收粉末 狀含銅廢石中的銅。粉末狀含銅廢石泥化嚴(yán)重， 當(dāng)泥級部分占時，銅含量。銅的損 失率較高。因此，應(yīng)慎重考慮選，選擇適當(dāng)?shù)拿?泥比例，盡量減少銅的損失。 小結(jié) ）含銅廢石中銅品位，銅礦物以黃銅 礦為主，其次有少量的輝銅礦、藍(lán)輝銅礦、斑銅 礦、銅藍(lán)、孔雀石等。其中黃銅礦占礦物總量的 ，黃銅礦中銅占含銅廢石中總銅的 以上。 ）含銅廢石中金屬硫化物分布不均，常局部 密集呈斑狀、斑點(diǎn)狀、條帶狀、浸染狀分布。相 對而言，金屬硫

14、化物局部富集有利于銅的生物 浸出。 ）含銅廢石風(fēng)化嚴(yán)重，泥級部分含量大，在 破碎后（未經(jīng)過磨礦）的綜合樣中泥級 部分含量在以上。由于含銅廢石綠泥石化、 高嶺石化明顯，隨著磨礦細(xì)度的增加泥級部分含 量會進(jìn)一步增加，這種現(xiàn)象會對銅的回收帶來負(fù) 面影響，但預(yù)先脫泥必須慎重考慮，盡量減少銅 的損失。 參考文獻(xiàn) 王潰潘兆擼翁玲寶，等編著系統(tǒng)礦物學(xué)北 京：地質(zhì)出版社 中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)所編著金屬礦物顯微鏡鑒定 北京地質(zhì)出版社。 常麗華陳曼云等編著透明礦物薄片鑒定手冊 北京：地質(zhì)出版社 中國科學(xué)院地球化學(xué)研究所編著高等地球化學(xué)北 京：科學(xué)出版杜， 豢來米米未來來豢÷采米鬻親米素米÷睪睪泰來米米采采豢采米睪來親素睪睪采睪 （上接第頁） 徐敏許茜劉日強(qiáng)