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1、常压酸浸法从硅镍矿中提取镍的研究地球上的镍资源比较丰富，世界上已查明的镍金属储量约为6200万t。我国属世界上镍资源较丰富的国家之一，占总储量的9%左右，位居世界第四。镍在地壳中的平均含量为0.01%，但可开采的矿床并不多，目前主要有硫化镍矿床、红土型镍矿床和风化壳硅酸镍矿床3类，在现有储量中，红土矿和硅酸镍矿占70%，硫化矿占30%，但目前约60%的镍产品来自于硫化矿。但是世界上可供开采的硫化矿资源越来越少，随着世界经济的高速发展，镍需求增加，价格上扬，开发利用红土镍矿和硅酸镍矿已成为十分迫切的任务。湿法处理工艺是目前处理红土镍矿和硅酸镍矿的主要工艺，主要有氨浸法、高压酸浸法、常压酸浸法、微
2、生物浸出等工艺流程。中国南方某硅镍矿含镍0.70%，独立的镍矿物有红砷镍矿、斜方砷镍矿等，其他镍矿物多呈分散状态分布于其他含镍矿石中，具有一定的开发利用价值。本研究对该硅镍矿进行了常压酸浸提镍研究，为该矿的开发利用打下基础。一、矿石性质本研究矿样矿石矿物组成复杂，矿物种类繁多，许多矿物含镍甚微。其中金属矿物有红砷镍矿、斜方砷镍矿、含镍磁铁矿、含镍铬铁矿、含镍黄铁矿、含镍蛇纹石、毒砂、黄铜矿、闪锌矿、褐铁矿等。脉石矿物有透闪石、阳起石、橄榄石、辉石、叶蛇纹石、绢云母、方解石、滑石、金云母、磷灰石、石墨、锆石、石英、绿泥石、皂石矿石含镍矿物嵌布特征也很复杂，不过大多要经过破碎机破碎相当多的镍呈分散
3、状态分布于蛇纹石、含钴镍磁铁矿、含镍铬铁矿中。多元素分析结果见表1。表1 试样多元素分析结果(%，质量分数)二、选矿方案确定由于试验样中独立镍矿物仅有红砷镍矿、斜方砷镍矿，含量甚微，且粒度很细，因此不能用机械选矿方法予以富集，只能采用化学选矿或冶炼富集方法来提取镍。对氧化镍矿的化学选矿或冶炼富集方法，又分为火法和湿法两大类。前者分造锍熔炼、镍铁法和粒铁法，后者又有碱法和酸法处理等工艺。火法富集炼制镍、镍铁能耗高，因此湿法提取镍日趋得到重视。湿法提镍中的碱法工艺可获得较高的浸出率，但大多需还原等预处理和高温加压设备。酸浸可比较容易获得高的浸出率，且矿石不需预先处理，因此本研究拟采用酸
4、浸法对该矿样进行研究。三、实验（一）试验设备和药剂试验使用XMQ2150×50锥型球磨机磨矿，SENCO恒速搅拌器和SENCOW201恒温水浴；试验用水为自来水，试验试剂均为分析纯；单元试验样重270g。（二）浸出试验条件及流程浸出剂的选择试验具体考察了硫酸、硝酸、盐酸3种酸对试样的浸出效果，试验条件为试样270g、磨矿细度占84%、搅拌强度120r·min1、固液比15，改变浸出剂种类，用量均为1.7mol·L1，硫酸、硝酸、盐酸3种浸出剂室温下浸出8h筛选最佳浸出剂。试验流程见图1。图1 浸出试验基本流程四、结果与讨论（一）浸出剂种类及用量对镍的浸
5、出率的影响从试验结果可知，硫酸、硝酸、盐酸3种浸出剂中，硫酸的浸出效果最好，试验结果见图2。图2 浸出剂硫酸用量试验结果由图2可知，在硫酸浓度低于2.60mol·L1时，浸出液中的镍品位随浸液中硫酸浓度的增大而升高，反应在浸出率也随之升高，但当硫酸浓度高于2.60mol·L1后，浸液中的镍品位变化不大，浸出率也不再升高，因此选择浸出剂硫酸浓度为2.60mol·L1作为后续试验条件。（二）浸出矿浆液固比对镍的浸出率的影响试验中固定浸出剂的浓度为2.60mol·L1，随着浸出液固比的增大，浸出时所加入的硫酸总量增加。从图3可以看出，在浸出矿浆液固
6、比低于61时，随着浸出矿浆液固比的增大，镍的浸出率不断升高，但当浸出矿浆液固比达到71时，镍的浸出率不再升高，因此选取浸出矿浆液固比61作为后续试验条件。图3 浸出矿浆液固比条件试验结果（三）物料细度对镍的浸出率的影响随着磨矿时间的增加，浸出物料细度越细，浸出液中镍、铁含量越高，对应的镍浸出率也越大。但增加浸出矿样的细度，不但增加磨矿成本，而且在工业生产中，矿石磨的太细，浸出矿浆在浓缩时沉降速度变慢甚至部分过细矿粒难以沉降，不利于固液分离。可见，从磨矿成本和固液分离两个方面综合考虑，后续试验都以磨矿细度为占78.60%为试验条件。（四）浸出时间对镍浸出率的影响浸出时间是影响镍浸出的
7、一个不可忽略的重要因素，原则上时间越长，其物料中元素的浸出率越高，但在浸出反应达到溶解平衡后，各元素就不再溶出。从图4可以看出，随着浸出时间的增加，镍的浸出率有所增长，但当浸出时间达到8h以后，镍的浸出率变化已经不大，反应在浸出液中的镍离子浓度也不再升高，说明浸出时间达到8h左右，浸出反应达到溶解平衡，再增加浸出时间已经没有意义，因此后续试验选取浸出时间8h作为试验条件。图4 浸出时间试验结果（五）浸出温度对镍浸出率的影响从试验结果可知，浸出温度的升高对镍的浸出率影响不大，但是温度是影响浸出的重要因素，并且化学反应速度常数与温度呈指数关系，提高温度对提高浸出速度、缩短浸出时间是十分
8、有利的。从图5可以看出，浸出温度为60，浸出6h就可达到室温下浸出8h时的浸出效果，说明浸出温度的升高有利于提高浸出过程的浸出速度，并且浸出温度保持在60有利于浸出液中杂质离子的去除。因此，综合考虑主回收金属镍的浸出率和浸出液中的主杂质离子铁的除去，确定浸出条件温度为60时浸6h。图5 浸出温度60时浸出时间条件试验结果（六）一次浸出重复性试验从以上各试验结果可以得到硫酸一段浸出的最优工艺参数，为了验证这些参数的可靠性和浸出的稳定性，在此条件下进行重复性试验。从试验结果(表2)的数据可以看出，通过条件试验确定的最优工艺参数是可靠的，浸出的各项指标也比较稳定，达到了预期的试验结果。表
9、2 一次浸出重复性试验结果（七）多次浸出对浸出效果的影响从前面试验结果可以看出，采用硫酸作浸出剂浸出该红土镍矿可以得到较好的浸出效果，但是一次浸出浸出液中的镍含量偏低，这对后续镍化学精矿的制取是十分不利的，若采用蒸发浓缩来提高浸出液中的镍含量，则需要大量的热能，为了节约能耗，考虑将浸出液进行多次浸出，也就是将一次浸出的浸出液加入下次浸出的矿浆中，保证浸出条件与第一次浸出时相同，依次进行多次浸出，试验结果见表3。表3 浸出液多次浸出试验结果由表3中数据可见，浸出液经过多次浸取，浸出液中的Ni2离子得到富集，值得注意的是：由于浸出是在60条件下进行，浸出液中的Ni2离子不是
10、简单的倍数富集，它还含有一定的蒸发浓缩富集。从沉镍的角度考虑，浸出液经3次浸取后，Ni2离子浓度已达到沉镍要求，进一步提高Ni2+离子浓度(或经过超过3次的反复浸出)，浸出液中的铁与镁的含量也会得到富集，它们对镍的浸出会有一定影响，因此综合考虑浸出率因素，浸出液经过3次浸出即足够。五、结论1、该试样属硅镍矿，赋存有分散的镍矿物，用一般的物理选矿方法难以回收其中的镍钴资源，采用化学浸出法是开发利用该资源的有效手段。2、采用硫酸浸出化学选矿工艺，在磨矿细度占78.60%、液固比61、硫酸浓度2.60mol·L1、搅拌强度170r·min1、60条件下浸出6h，浸出贵液中镍的浸出率为86%左右，浸渣中含镍0.12%左右，取得了较好的浸出指标。3、多次浸出试验说明，浸出液镍离子浓度有较好的富集，但浸出液中铁与镁的含量也会富集，对后续浸出液处理不利，综合考虑各因素，浸出液经3次浸出即足够。