氧化镍（红土矿）湿法冶金优化方案

氧化镍矿的湿法冶炼占氧化矿提镍的16%，通常采用还原焙烧氨浸和高压酸浸的流程处理。所用方法取决于矿石中碱性氧化镁含量的高低，含量高，采用酸浸在经济上不可行，因为必须用大量的酸中和氧化镁并使氧化镁进入溶液。因此，含氧化镁高的矿石需采用碱性氨浸，而且这种浸出在常温常压下进行。氨浸法代表为古巴尼加罗厂。另一方面，含氧化镁低的矿石因为不需要大量的酸进行中和，故采用硫酸浸出。酸浸法的代表是古巴毛阿湾厂。

1）氨浸法处理红土矿

高含量氧化镁红土矿在相当长的时间里采用古巴镍公司的尼加罗法处理。氨浸法是基于红土矿中的镍一般与铁结合成铁酸盐状态，经还原焙烧使铁酸盐转变成金属镍或镍铁合金，以便在氨溶液中溶解。古巴尼加罗厂用还原焙烧——常压氨浸法处理高氧化镁含量红土矿已经长达半个世纪（见图2.2.11）。

（1）还原焙烧

还原焙烧的目的是使镍钴氧化物还原成易溶于NH3-CO2-H2O系溶液中的金属镍钴或镍钴铁合金，同时使铁的高价氧化物大部分还原成Fe3O4，仅少量为金属铁。在21座17层多膛炉中进行，用煤气（含CO、H2和CO2）加热和控制还原气氛，温度控制在1 033 K，结果镍钴氧化镍被还原成金属镍，而Fe2O3还原成Fe3O4，得到的产品为镍钴铁合金。还原焙烧采用沸腾焙烧炉。

图2.2.11　还原焙烧—常压氨浸工艺流程

（2）氨浸采用NH3-（NH4）CO3溶液常压下进行，镍溶解于含氨的碳酸铵溶液中Fe2+进一步氧化成Fe3+，呈胶状沉淀析出。在蒸氨塔中将富镍溶液加热变成Ni2+与溶液中OH-和化合变成碱式碳酸镍：

（3）碱式碳酸镍的处理

碱式碳酸镍在回转窑中于1 613 K的温度煅烧成NiO。

将NiO和无烟煤混合制团，在烧结机上烧结，做成颗粒大于6.35 mm的烧结镍。烧结镍中镍含量可达88%。

2）酸浸法处理红土矿

根据氧化铁、氧化铝和氧化铬在高温高压下，在酸性溶液中不溶解，而镍、钴的硫酸盐完全溶解的性质，进行选择性浸出镍和钴。工艺流程包括浸出和镍钴回收。

（1）浸出

在立式高压釜内用浓硫酸浸出，高压釜用蒸汽搅拌加热，温度505～533 K，压力4.2 MPa，浸出时间2 h：

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（2）镍钴分离

采用沉淀硫化物的方法：

在水溶液中从高镍锍提取金属镍的炼镍方法，工艺流程见图2.2.12。该技术是北京矿冶研究总院等单位共同开发的，并已在新疆阜康建成采用该方法的冶炼厂。同常规流程比，该技术铜镍分离彻底，流程简短，不产生有害废水、废气和废渣；有利于综合利用。

图2.2.12　高镍锍湿法精炼工艺

①基本原理：

用硫酸溶液选择性浸出高镍锍中的镍和钴，使铜和贵金属抑制于浸出渣中。浸出一般由常压浸出和加压浸出两道以上工序组成，常压浸出段金属Ni全部溶解，Ni3S2部分溶解，Cu2S不溶解：

浸出时在鼓入空气的作用下，合金相中的铜被氧化并与Ni3S2发生反应：

加压浸出时，在氧化条件下发生下列反应：

经浸出高镍锍中绝大部分Ni和Co转入溶液（Ni浸出率94%，Co 59%），Cu大部分以CuS和Cu2S形态留存于渣中。

②生产流程与技术条件：

高镍锍首先在球磨机工段进行串联磨矿，溢流固体粒度95%以上小于0.045 mm。浸出在一段常压和一段加压逆流中进行。常压浸出段可得到含Cu和Fe均≤0.01 g/L的硫酸镍浸出液，所得浸出渣再加压浸出原料中的Ni-Co合金相及硫化物相，原料中的铜和贵金属、铁和硫几乎全部留在终渣里。终渣可用火法或湿法处理回收其中的铜和贵金属。浸出技术条件见表2.2.4。

表2.2.4　浸出技术条件及结果

为了综合回收浸出液中的钴同时除去其他杂质，为电积镍提供成分合格的电解液，该工艺采用黑镍（NiOOH）除钴技术。方法是，在常压浸出时在浸出液中加入黑镍浆液，使Co2+氧化成Co3+水解为Co（OH）3沉淀除去，同时还可深度除去Fe、Mn、As、Cu、Zn及Pb等杂质。黑镍是在镍阳极、不锈钢阴极，含NaOH 0.2 mol/L电液的电解槽内制备出来的。控制条件是：温度50℃，阳极电流密度21 A/m2。

电积镍采用不溶阳极在电解槽中进行。阳极材质为铅银合金，阴极为纯镍始极片。阳极液成分是（g/L）：Ni 91，Co 0.001 8，Cu＜0.002，Fe＜0.001。电解液温度60～65℃，电流密度230 A/m2，槽电压3.6 V，阴阳极液面差5～15 mm。产出电积镍的成分为（%）：Ni+Co 99.99，Co 0.009，Cu0.003，Fe 0.001。