способ извлечения никеля из окисленных никелевых руд

Формула изобретения

Способ извлечения никеля из окисленных никелевых руд, включающий кучное выщелачивание никеля раствором серной кислоты, нейтрализацию продуктивного раствора, сорбцию из него никеля на ионите, переработку десорбата с получением никеля, подачу раствора рафината на кучное выщелачивание руды при его обороте и циркуляции, отличающийся тем, что часть рафината подвергают нейтрализации известковым молоком и очистке ее от примесей железа, марганца и магния путем направления в виде нейтрализованной пульпы на отработанную кучу для осаждения на ней железа, марганца и магния, с последующим смешиванием с основным объемом оборотного раствора рафината и доукреплением серной кислотой, при этом объем части рафината, подвергаемой нейтрализации и очистке, по количеству железа, марганца и магния соответствует их переходу в продуктивный раствор при выщелачивании никеля из руды при циркуляции оборотного раствора.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к металлургии, а именно к способам извлечения никеля из окисленных никелевых руд железистого и магнезиального типов.

В качестве прототипа выбран способ извлечения никеля из Ni-Fe-Mg латеритных руд, содержащих большое количество магния (патент США № 5571308), в котором магнезиальные руды обрабатываются методом кучного выщелачивания раствором серной кислоты с последующей нейтрализацией продуктивного раствора и затем сорбцией никеля на селективной ионитной смоле. Десорбат с высоким содержанием никеля направляется на дальнейшую переработку с извлечением катодного никеля способом электровиннинга, а часть рафината подвергают нейтрализации известковым молоком и очистке ее от примесей железа, марганца и магния путем направления в виде нейтрализованной пульпы на отработанную кучу для осаждения на ней железа, марганца и магния с последующим смешиванием с основным объемом оборотного раствора рафината и доукреплением серной кислотой.

Недостатками указанного способа являются проблемы утилизации магнийсодержащего раствора, захоронения осадка гидроксида железа и необходимость постоянной стабилизации объема выщелачивающего раствора путем добавления воды для компенсации объема, выводимого из оборота раствора сульфата магния и гидроксида железа.

Задачами, на решение которых направлено заявленное изобретение, являются упрощение утилизации железа, марганца и магния и всего процесса кучного выщелачивания никеля.

Указанная задача решается тем, что в способе извлечения никеля из окисленных никелевых руд, включающем кучное выщелачивание никеля раствором серной кислоты с последующей нейтрализацией продуктивного раствора и сорбцией никеля на ионите, переработку десорбата, нейтрализацию части рафината и осаждение железа, часть рафината направляют на отработанную кучу для осаждения железа, марганца и магния, причем объем части рафината, подвергаемой нейтрализации и очистке, по количеству железа, марганца и магния должен соответствовать их переходу в продуктивный раствор при выщелачивании никеля из руды при циркуляции оборотного раствора.

Способ осуществляли следующим образом.

Продуктивный раствор после кучного сернокислотного выщелачивания магнезиальной или железистой руды, содержащий никель, кобальт, железо, магний, марганец и сопутствующие примеси, поступает на операцию селективной сорбции никеля и кобальта на ионитной смоле хелатного типа, например DOWEX M4195. Сорбция на ионитной смоле хелатного типа позволяет селективно сорбировать никель и очищать его от магния, марганца и частично железа. Десорбат, уменьшенный по объему в десятки раз по отношению к исходному продуктивному раствору и содержащий до 60 г/л никеля и 5-6 г/л железа, после гидролитической очистки от железа поступает на переработку раствора с получением катодного никеля методом электровиннинга или кондиционного сульфата никеля.

Осадок гидроксида железа, образованный при очистке десорбата, направляется на отработанную кучу для совместной утилизации в отработанном пространстве карьера при его рекультивации.

Часть рафината подвергают нейтрализации известковым молоком и очистке ее от примесей железа, марганца и магния путем направления в виде нейтрализованной пульпы на отработанную кучу для осаждения на ней железа, марганца и магния с последующим смешиванием с основным объемом оборотного раствора рафината и доукреплением серной кислотой. Гидроксиды железа, магния и марганца осаждаются на рудном материале отработанной кучи и совместно складируются в отработанное пространство карьера по добыче окисленной никелевой руды и его рекультивации.

Причем объем части рафината, подвергаемой нейтрализации и очистке, по количеству железа, марганца и магния должен соответствовать их переходу в продуктивный раствор при выщелачивании никеля из руды при циркуляции оборотного раствора.

Раствор после осаждения гидроксидов железа, марганца и магния на отработанной куче смешивается с основным объемом раствора, доукрепляется серной кислотой и подается на кучное выщелачивание руды (см. чертеж).

Это позволяет стабилизировать оборотный выщелачивающий раствор по содержанию железа, магния и марганца без фильтрования и организации специальных полигонов для захоронения осадков гидроксидов железа, магния и марганца.

Стабилизация продуктивных оборотных растворов по содержанию примесей при подаче части рафината после нейтрализации на отработанный рудный материал для исключения из технологии процесса фильтрования осадков гидроксидов и возможность их осаждения на отработанном рудном материале подтверждается проведением экспериментов по перколяционному выщелачиванию, проведенному на усредненных керновых пробах, отобранных с месторождения окисленных никелевых руд «Кунгурское».

Химический состав магнезиальной руды, %:

Ni=0,84

Со=0,025

Fe=12,39

Mn=0,36

Mg=14,65

Cr=0,24

Са=8,8

SiO₂=31,4

В таблице 1 показано содержание элементов в продуктивных оборотных растворах перколяционного выщелачивания после сорбции никеля на ионитной смоле DOWEX М4195 при циркуляции раствора без осаждения гидроксидов на отработанном материале кучи и при нейтрализации 50% этих растворов и подаче их на отработанный материал перколяционной колонки.

Первая колонка.

Выщелачивание и циркуляцию выщелачивающего раствора, выходящего из первой колонки, производили без нейтрализации и удаления примесей.

Вторая колонка.

Раствор серной кислоты в количестве 10 литров с концентрацией серной кислоты 100 г/л подавался в верхнюю часть второй колонки на поверхность руды со скоростью 5 литров в час/м² . Выщелачивание производилось в течение 15 суток. Полное время прохождения раствора через слой руды 3 суток. Сорбцию никеля из продуктивного раствора производили на смоле DOWEX M4195. Рафинат подвергался нейтрализации известковым молоком и подавался на поверхность руды в отработанной перколяционной колонке. Затем нейтрализованный рафинат, выходящий из отработанной колонки, анализировался на наличие примесей и доукреплялся серной кислотой до 100 г/л. После этого доукрепленный раствор вновь подавался на поверхность руды для выщелачивания никеля.

Из приведенного примера видно, что удаление примесей из рафината возможно без организации процесса разделения жидкой и твердой фазы фильтрованием. Достаточно обеспечить подачу нейтрализованной пульпы с гидроксидами на поверхность руды в отработанной перколяционной колонке. При этом обеспечивается стабилизация солевого состава продуктивного раствора, что позволяет более эффективно управлять процессом сорбции никеля.

Таблица 1
Метод кучного выщелачивания	Состав оборотных выщелачивающих растворов, г/л
Ni	Со	Fe	Mg	Mn	Время выщелачивания, сутки
Перколяционное выщелачивание без нейтрализации оборотного раствора
1. 1-й продуктивный раствор	0,1	0,05	3,1	5,2	0,3	3
2. Оборотный раствор -1	0,1	0,06	6,9	14,8	0,7	6
3. Оборотный раствор - 2	0,1	0,06	7,2	16,1	0,8	9
4. Оборотный раствор - 3	0,1	0,07	8,7	18,3	1,1	12
5. Оборотный раствор - 4	0,1	0,08	10,3	20,5	1,3	15
Перколяционное выщелачивание с нейтрализацией и подачей оборотного раствора на отработанную перколяционную колонку.
1. 1-й продуктивный раствор	0,1	0,05	3,1	5,2	0,3	3
2. Оборотный раствор - 1	0,1	0,05	2,9	5,2	0,2	6
3. Оборотный раствор - 2	0,1	0,03	2,7	4,9	0,3	9
4. Оборотный раствор - 3	0,1	0,04	2,2	5,3	0,4	12
5. Оборотный раствор - 4	0,1	0,03	1,7	5,0	0,2	15