一种由低冰镍钙化焙烧‑酸浸高效提取镍、铜、钴的方法与流程
本发明涉及一种低品位镍冰铜钙化焙烧—酸浸高效提取镍、铜、钴的方法，属于绿色化工工艺技术领域。
背景技术：
低品位镍冰铜是传统火法冶金利用铜镍精矿提取镍、铜、钴等有价金属的中间产品，高品位精矿经过冰铜冶炼等工序形成富含镍、铜、钴的硫化物共晶，即低品位镍冰铜，再经转炉冶炼可得到高品位镍冰铜，高品位镍冰铜再经过磨矿、浮选、分离等工序可得到镍、铜等最终产品。该工序复杂，有价金属损失较大，特别是在转炉吹炼工序，在获取高品位镍冰铜的过程中还会造成大量金属钴的损失，造成资源浪费。传统火法冶金工艺还会产生大量的二氧化硫，污染环境。
低品位镍冰铜与高精矿相比，目标金属元素含量丰富，且有价金属元素的损失较高品位镍冰铜少，因此从低品位镍冰铜中提取镍、铜、钴等金属元素，可以缩短工艺流程，节约能源，减少环境污染。
中国专利公开了一种利用低品位冰镍直接生产电解镍的方法，将低品位冰镍矿浆预浸后放入高压反应釜中进行加压氧浸，可以减少投资、节省劳动强度和时间，但反应过程需要加压、通氧，对设备要求较高。
中国专利公开了一种低品位镍冰铜的高温氧压水浸出工艺，将低品位镍冰铜磨矿后与水均匀混合成浆料，放入高压釜中进行高温氧压水浸出。浸出后进行固液分离，采用常规萃取分离方法将铜、钴、镍分离。该工艺与传统火法冶金相比，提高了钴的回收率，也解决了现有技术中需要使用氧压酸的问题。该浸出方法存在严重的环境污染问题，但仍然需要高压、氧气，对设备要求较高，有价金属的回收率不高。
中国专利公开了一种低品位镍冰铜磨矿浮选分离回收铜、镍、钴的方法，包括将低品位镍冰铜磨矿浮选分离得到含铜矿物和含镍、含铁矿物，将含铜矿物冶炼得到铜产品和钴产品，将含镍、含铁矿物冶炼得到铁产品、镍产品和钴产品。此工艺虽然也能减少传统火法转炉吹炼有价金属的损失，但工艺复杂，反应过程控制要求高。
技术实现要素：
针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种低冰镍钙化焙烧-酸浸高效提取镍、铜、钴的方法，可简化工艺流程，减少有价金属的损失，高效利用资源。且由于煅烧焙烧具有固硫作用，可减少环境污染。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明公开了一种低品位镍冰铜钙化焙烧-酸浸高效提取镍、铜、钴的方法，其特征在于：包括如下工艺流程和步骤：
a.将氧化钙与冰镍按一定的质量比（1-2）：1混合，为使反应充分，冰镍需研磨至200目；
b.将混合好的材料放入坩埚内，打开，然后放入电阻炉中，在一定温度下焙烧500oc，焙烧时间1-3小时；
c.材料焙烧完毕后，取样并冷却至室温；
d.将冷却后的焙烧砂放入烧杯中，加入一定体积的2mol/l稀硫酸50-150ml，将烧杯放在磁力搅拌器上进行浸出；温度为90oc，浸出时间为1-2h；
e.将焙烧后的砂子浸出到烧杯中后，趁热过滤混合物，并用去离子水洗涤烧杯和滤渣3-4次；
f.所得滤液为富含镍、铜、钴的浸出液，可用来提取镍、铜、钴；浸出渣经烘干后可作为生产石膏的原料。
本发明所述的低品位冰镍煅烧酸浸高效提取镍、铜、钴的方法，其最优选的工艺参数为：焙烧添加剂为氧化钙，焙烧时间为2小时，煅烧酸浸氧化钙与低品位冰镍的质量比为1:1，焙烧温度为；用浓度为2mol/l的稀硫酸100ml浸出焙烧产物；提取液经过滤后，以滤液作为提取镍、铜、钴的原料。
本发明的原理是：在高温下，氧化钙能吸收焙烧过程中产生的二氧化硫并完全抑制铁氧体的生成，将镍、铜、钴转化为氧化物，并在酸性条件下完全浸出。
本发明与传统火法冶金工艺相比，具有以下突出的实质性特点和显著的优点：
简化了工艺流程，缩短了时间，节省了成本，大大减少了转炉吹炼过程中有价金属特别是钴的损失，另外由于Cao的固硫作用，避免了焙烧过程中SO2的排放，有利于环境保护。
附图的简要说明
图1为CAO与低冰镍的质量比为1:1，与低冰镍一起焙烧2小时后，不同温度下镍、铜、钴的浸出率曲线图。
图2为不同Cao与低镍冰铜原料配比，焙烧2小时后镍、铜、钴的浸出率曲线图。
图3为CAO与低镍冰铜的质量比为1:1，混合焙烧1~3小时时镍、铜、钴的浸出率曲线图。
详细方法
下面结合附图对本发明的具体实施例作进一步描述。
示例 1
（1）先称取1g曹粉与1g磨细的镍锍，将二者混合均匀。
（2）混合均匀后，将混合物均匀铺在坩埚底部，敞开，待电阻炉升到设定的焙烧温度，保温2小时。
(3)将煅烧后的材料迅速冷却至室温，取出，置于250毫升烧杯中，加入100毫升2mol/l稀硫酸。
（4）将烧杯放在磁力搅拌器上，在 90°C 下搅拌 1 小时。
(5)浸出完成后，趁热过滤矿浆，得到富含镍、铜、钴的浸出液，滤渣经干燥后可作为生产石膏的原料。
通过浸出率曲线观察不同焙烧温度下镍、铜、钴的浸出率，如图1所示，通过煅烧焙烧-硫酸浸出，在该条件下，镍、铜、钴的浸出率均可达到90%以上，铜的浸出率可达97%。
示例 2
（1）首先称量氧化钙粉末与磨细的冰镍，将两者混合均匀，氧化钙与冰镍的质量比为（1-2）：1。
（2）混合后，将混合物均匀铺在坩埚底部，敞开，当电阻炉达到400℃时放入。 保温3h。
(3)将煅烧好的物质迅速冷却至室温，取出，置于250 ml烧杯中，加入100 ml 2 mol/l稀硫酸。
（4）将烧杯放在磁力搅拌器上，在 90°C 下搅拌 1 小时。
（5）浸出完成后，趁热对矿浆进行过滤，得到富含镍、铜、钴的浸出液，滤渣经干燥后可作为生产石膏的原料。
通过浸出率曲线观察不同原料配比下镍、铜、钴的浸出率，如图2所示。通过煅烧焙烧-硫酸浸出可以看出，当氧化钙与低冰镍的质量比为1:1时，镍、铜、钴的浸出率均高于低冰镍。钴的浸出率相对较高，可达90%以上。
实施例3：
（1）首先称取1g氧化钙粉末和1g磨细的镍冰铜，然后将二者混合均匀。
（2）混合均匀后，将混合物均匀铺在坩埚底部，敞开放置，待电阻炉达到温度后放入焙烧炉，保温1-3小时。
(3)将煅烧好的材料迅速冷却至室温，取出，置于250 ml烧杯中，加入100 ml 2 mol/l稀硫酸。
（4）将烧杯放在磁力搅拌器上，在 90°C 下浸出 1 小时。
（5）浸出完成后，趁热对矿浆进行过滤，得到富含镍、铜、钴的浸出液，滤渣经干燥后可作为生产石膏的原料。
通过浸出速率曲线观察不同焙烧时间下镍、铜、钴的浸出率，如图3所示，通过钙化焙烧-硫酸浸出可以看出，当焙烧时间为2h时，镍、铜、钴的浸出率都达到了较高的浸出率，浸出率可达90%以上。
技术特点：
技术摘要
本发明涉及一种低品位冰镍钙化焙烧—酸浸高效提取镍、铜、钴的方法，属于绿色冶金工艺技术领域，该方法包括以下步骤：将氧化钙粉末与低品位冰镍粉末(200目以下)按质量比(1-2):1混合，将混合好的材料放入坩埚中，打开坩埚，然后在电阻炉中以一定温度500℃焙烧1-3小时；焙烧一定时间后，迅速冷却至室温，将焙烧好的砂子放入烧杯中，加入100mL浓度为2mol/L的稀硫酸，加热搅拌浸出，浸出1小时后，过滤，得到富含镍、铜、钴的浸出液，可用于提取镍、铜、钴； 滤渣经烘干后可作为制造石膏的原料，与传统火法冶金工艺相比，简化了工艺流程，减少了有价金属（特别是钴）的损失，而且由于氧化钙的固硫作用，可减少SO2的排放量，有利于环境保护。
技术研发人员：耿淑华； 卢雄刚; 赵勇; 程宏伟; 李光世; 卢长源; 徐谦
受保护技术用户：上海大学
技术开发日：2017.07.14
技术发布日期：2017.12.15