專利名稱：一種從高鎂型低品位硫化鎳礦中回收鎳和鎂元素的方法
技術領域：
本發明設計從高鎂型低品位硫化鎳礦中提取鎳和鎂元素的方法，屬于有色冶金領 域。
背景技術：
我國已探明的鎳礦點80余處，基礎儲量為1000萬，占世界第8位，其中硫化礦占 到總鎳儲量的86%，而2/3以上硫化鎳礦石的平均品位只有0. 6%，且礦石中MgO含量高達 30-35%,是典型的高鎂型低品位硫化鎳礦。現有的低品位硫化鎳礦的濕法處理方法主要有還原焙燒-氨浸技術和常壓酸浸 法。還原焙燒-氨浸工藝鎳回收率低，能耗高，環境污染嚴重。而常壓酸浸工藝適合于處理 鎂含量較低(Mg < 4%)的硫化鎳礦，對于鎂含量高的硫化鎳礦，由于浸出過程要消耗大量硫 酸，一般不采用常壓酸浸工藝。因此，迫切需要開發一種高鎂型低品位硫化鎳礦提取鎳的生 產技術，并綜合利用硫化鎳礦中的鎂元素。特別是開發適用范圍寬、投資省、成本低、資源利 用率高，對環境友好的大型化生產技術。溫健康的專利(CN101434920A)公開了一種利用低溫菌采用堆浸工藝浸出硫化鎳 的方法，但此方法不適合高鎂型硫化鎳礦的處理，且此專利也沒有涉及到有價金屬的回收。顧凌宵的專利(CN1013^537A)公開了一種從高鎂鎳精礦中回收鎳、鎂等金屬元素 的工藝，通過向礦漿中加入硫酸和氧氣對礦漿進行加壓浸出，使鎳硫化物留在濾渣中通過 浮選得到鎳精礦，使鎂進入溶液，加入氨水得到氫氧化鎂產品，該方法工藝流程長，反應條 件不易控制，對環境污染嚴重，且不適合高鎂型低品位硫化鎳礦的處理。符劍剛的專利(CN10106581A)公開了一種從含鎳蛇紋石中綜合回收鎳鎂資源的方 法。將礦樣磨碎至0. 074mm-2. 0mm，再采用高壓酸浸的方法浸出礦樣中的鎳和鎂，最后通過 分布沉淀，容積萃取或離子交換分離富集并回收鎳鎂資源，該方法的反應條件不易控制，工 藝流程長，反應成本較高。

發明內容
本發明的目的是解決現有技術處理高鎂型低品位硫化鎳礦存在的能耗大，浸出率 低和環境污染嚴重等問題。一種從高鎂型低品位硫化鎳礦中回收鎳和鎂的方法，包括如下步驟
(1)將高鎂型低品位硫化鎳礦經棒磨機磨細并過200目篩，取-200目礦樣用于浸出；
(2)將步驟(1)得到的礦樣與硫酸銨混合在350-450°C下煅燒，煅燒1- 后，礦樣經水 溶液或稀硫酸溶液浸出1- ；
(3)將步驟(2)中得到的浸出渣再用氧化亞鐵硫桿菌進一步浸出；
(4)將步驟(2)中硫酸銨焙燒-水溶液浸出后濾液和步驟(3)中細菌浸出液混合；
(5)用稻殼作為載體固定硫酸鹽還原菌，并構建上升流固定床反應器(見附圖1)，吸附 回收步驟(4)得到的混合浸出液中的M2+。
(6)將步驟(5)中回收Ni2+后的溶液濃縮結晶，結晶溫度控制在10-20°C，得到七 水硫酸鎂晶體；
(7)將步驟(6)中得到的七水硫酸鎂熱解制備高純氧化鎂。硫酸銨焙燒過程中硫酸銨與礦樣比為1:5-1:1，浸出條件為焙燒渣與水溶液或 稀硫酸溶液固液比為1:10。氧化亞鐵硫桿菌浸出硫酸銨焙燒浸出后的濾渣，浸出條件為固液比1:10-1:20， 溫度 30士2°C，接種量 10%-15%，轉速 130-170rpm, pH 值 1. 8-2. 2，浸出時間 7_15d。用稻殼固定硫酸鹽還原菌，將其填充到上升流固定床反應器中，填充密度為
0.05-0.15g/ml。混合液泵入上升流固定床反應器中的速度為3600-6000 mL · L—1 · d—1，吸附時間為 2-8h0對吸附Ni2+離子后的硫酸鎂母液進行結晶，控制結晶溫度為10-20°C，pH值為6-8， 結晶制取七水硫酸鎂產品。將七水硫酸鎂熱解制備高純氧化鎂，熱解溫度為1000-1200°C，熱解時間為
1.5-3h，氧化鎂純度為 85. 13%-91. 87%。從高鎂型低品位硫化鎳礦中回收鎳和鎂元素的工藝流程如附圖2。與現有低品位 硫化鎳礦的處理工藝相比，本發明工藝簡單，流程短，綠色環保，成本低。且可以回收礦石中 的鎂元素，得到高附加值的高純氧化鎂產品。


圖1上升流固定床反應系統示意圖。圖2從高鎂型低品位硫化鎳礦中回收鎳和鎂元素工藝流程圖。圖中
1.出樣口 ；2.閥門；3.溶氧電極；4.柱體；5.稻殼載體；6.進樣口； 7.蠕動泵；8.待 測液體。
具體實施例方式實施例1
(1)將-200目礦樣與硫酸銨按比例5:1混合，在350°C下焙燒1.證，然后用水溶液浸出lh。(2)對浸液進行固液分離，將濾渣用氧化亞鐵硫桿菌浸出7d，浸出條件為固液比 1:10，溫度30士2°C，接種量15%，轉速170rpm，PH值2. 2。經兩段浸出后鎳和鎂離子的浸 出率分別為87. 12%和56. 38%ο(3)稻殼填充到上升流固定床反應器中，以固定硫酸鹽還原菌。填充密度為0. 05g/ ml。以6000 mL · L—1 · Cf1的進樣速率將混合浸出液泵入固定床反應器中，吸附時間為池， 溶液中73%的鎳離子被吸附。(4)將所述步驟(3)所得到溶液進行結晶，控制結晶溫度為10°C，得到七水硫酸鎂 晶體。(5)將所述步驟(4)中得到的七水硫酸鎂晶體在1000°C下熱解制備氧化鎂，熱解時間為lh，得到的氧化鎂純度為85. 13%。實施例2
(1)將-200目礦樣與硫酸銨按比例5:2混合，在400°C下焙燒池，然后用水溶液浸出2h。(2)對浸液進行固液分離，將濾渣用氧化亞鐵硫桿菌浸出10d，浸出條件為固液 比1:10，溫度30士2°C，接種量15%，轉速170rpm，pH值2. 0。經兩段浸出后鎳和鎂離子的 浸出率分別為90. 37%和60. 54%ο(3)稻殼填充到上升流固定床反應器中，以固定硫酸鹽還原菌。填充密度為0. 15g/ ml。以4800 mL · L—1 · Cf1的進樣速率將混合浸出液泵入固定床反應器中，吸附時間為4h， 溶液中87%的鎳離子被吸附。(4)將所述步驟(3)所得到溶液進行結晶，控制結晶溫度為15°C，得到七水硫酸鎂 晶體。(5)將所述步驟(4)中得到的七水硫酸鎂晶體在1150°C下熱解制備氧化鎂，熱解 時間為2h，得到的氧化鎂純度為89. 20%。實施例3
(1)將-200目礦樣與硫酸銨按比例5 4混合，在450°C下焙燒池，然后用稀硫酸溶液浸 出3h。(2)對浸液進行固液分離，將濾渣用氧化亞鐵硫桿菌浸出15d，浸出條件為固液 比1:20，溫度30士2°C，接種量15%，轉速170rpm，pH值1. 8。經兩段浸出后鎳和鎂離子的 浸出率分別為93. 59%和65. 73%。(3)稻殼填充到上升流固定床反應器中，以固定硫酸鹽還原菌。填充密度為0. Ig/ ml。以3600 mL · L—1 · Cf1的進樣速率將混合浸出液泵入固定床反應器中，吸附時間為他， 溶液中99%的鎳離子被吸附。(4)將所述步驟(3)所得到溶液進行結晶，控制結晶溫度為20°C，得到七水硫酸鎂 晶體。(5)將所述步驟(4)中得到的七水硫酸鎂晶體在1200°C下熱解制備氧化鎂，熱解 時間為3h，得到的氧化鎂純度為91. 87%。
權利要求
1.一種從高鎂型低品位硫化鎳礦中回收鎳和鎂元素的方法，其特征在于步驟如下(1)將高鎂型低品位硫化鎳礦經棒磨機磨細并過200目篩，取-200目礦樣用于浸出；(2)將步驟(1)得到的礦樣與硫酸銨混合在350-450°C下煅燒，煅燒1- 后，礦樣經水 溶液或稀硫酸溶液浸出1- ；(3)將步驟(2)中得到的浸出渣再用氧化亞鐵硫桿菌進一步浸出；(4)將步驟(2)中硫酸銨焙燒-水溶液浸出后濾液和步驟(3)中細菌浸出液混合；(5)用稻殼作為載體固定硫酸鹽還原菌，并構建上升流固定床反應器，吸附回收步驟 (4)得到的混合浸出液中的Ni2+ ；(6)將步驟(5)中回收Ni2+后的溶液濃縮結晶，結晶溫度控制在10-20°C，得到七水硫 酸鎂晶體；(7)將步驟(6)中得到的七水硫酸鎂熱解制備高純氧化鎂。
2.根據權利要求1所述的一種從高鎂型低品位硫化鎳礦中回收鎳和鎂元素的方法，其 特征在于硫酸銨焙燒過程中硫酸銨與礦樣比為1:5-1:1，浸出條件為焙燒渣與水溶液或 稀硫酸溶液固液比為1:10。
3.3、根據權利要求1所述的一種從高鎂型低品位硫化鎳礦中回收鎳和鎂元素的 方法，其特征在于氧化亞鐵硫桿菌浸出硫酸銨焙燒浸出后的濾渣，浸出條件為固液比 1:10-1:20，溫度 30士2 °C，接種量 10%-15%，轉速 130-170rpm, pH 值 1. 8-2. 2，浸出時間 7-15d。
4.4、根據權利要求1所述的一種從高鎂型低品位硫化鎳礦中回收鎳和鎂元素的方法，其特征在于用稻殼固定硫酸鹽還原菌，將其填充到上升流固定床反應器中，填 充密度為 0. 05-0. 15g/ml。
5.5、根據權利要求1所述的一種從高鎂型低品位硫化鎳礦中回收鎳和鎂元素的方法， 其特征在于混合液泵入上升流固定床反應器中的速度為3600-6000 mL · L—1 · d—1，吸附時間 為 2-8h0
6.6、根據權利要求1所述的一種從高鎂型低品位硫化鎳礦中回收鎳和鎂元素的方法， 其特征在于對吸附M2+離子后的硫酸鎂母液進行結晶，控制結晶溫度為10-20°C，pH值為 6-8，結晶制取七水硫酸鎂產品。
7.7、根據權利要求1所述的一種從高鎂型低品位硫化鎳礦中回收鎳和鎂元素的方 法，其特征在于將七水硫酸鎂熱解制備高純氧化鎂，熱解溫度為1000-120(TC，熱解時間為 1. 5-3h，氧化鎂純度為 85. 13%-91. 87%。
全文摘要
本發明屬于有色冶金領域，涉及一種從高鎂型低品位硫化鎳礦中回收鎳和鎂元素的方法。主要工藝包括硫酸銨焙燒浸出、細菌浸出、Ni2+和Mg2+分離、溶液結晶和高純氧化鎂的制備等步驟。其特征是將高鎂型低品位硫化鎳礦采用硫酸銨焙燒-細菌浸出兩段浸出工藝浸出礦石中的鎳和鎂，以稻殼固定硫酸鹽還原菌并構建上升流固定床反應器吸附回收溶液中的Ni2+，再用溶液結晶的方法回收溶液中的硫酸鎂，進而用得到的硫酸鎂熱解制備高純氧化鎂。采用本發明能夠使高鎂型低品位硫化礦中的鎳和鎂元素得到充分回收利用，工藝簡單，能耗低，環境友好。
文檔編號C22B3/08GK102094127SQ201110032860
公開日2011年6月15日 申請日期2011年1月30日 優先權日2011年1月30日
發明者馮雅麗, 劉欣偉, 李浩然, 齊鳳杰 申請人:北京科技大學