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褐铁型红土镍矿品位低,储量大,其合理开发利用,已经成为当今镍冶金行业亟待解决的热点问题。本文对现有红土矿处理技术进行了文献调研与分析,认为常压盐酸浸出-酸浸液热水解处理的技术思路有望实现褐铁型红土矿中镍、钴、铁等资源的高效回收利用,规避现有工艺中的众多技术和经济难题。结合已开发的“褐铁型红土镍矿高效综合利用新工艺”,同时有望实现金属的温和提取,并综合利用铬和铝等有价金属。本文的研究内容主要包括:
1.对红土镍矿的矿相成分进行表征,并对其进行常压盐酸浸出工艺研究,确定各元素浸出规律以及最佳浸出条件。结果表明,在1.25倍酸矿比时,镍、钴、铁的浸出率可达95%左右。同时研究了原矿中各种矿物发生溶解的酸矿比区间,并对不同矿物的反应活性给出理论解释。
2.对碱熔预处理红土矿得到的碱浸渣进行表征,并研究其常压浸出行为。对比了硫酸和盐酸两种浸出剂的适用性,确定最佳浸出条件,并对浸出动力学进行研究。结果表明,在HCl用量为1.25倍碱浸渣时,镍、钴、铁的浸出率可以达到95%以上。
3.对常压酸浸液的处理方法进行了分析比较,认为热水解操作有希望高效地实现资源综合利用与盐酸再生。热力学计算结果表明,可以通过控制水解温度等条件,回收HCl,制备氧化铁,同时得到NiCl2和CoCl2等。实验探索结果表明,热水解操作可以得到易于资源化的赤铁矿沉淀,而镍和钴在固相中的损失很小。