способ выщелачивания никеля из окисленных никелевых руд

Формула изобретения

Способ извлечения никеля из окисленных никелевых руд, включающий подземное выщелачивание никеля раствором серной кислоты, откачивание продуктивного раствора, снижение его кислотности, сорбцию никеля из продуктивного раствора на ионитной смоле с последующей его десорбцией, доукрепление рафината сорбции никеля серной кислотой и направление его в качестве выщелачивающего раствора на выщелачивание, отличающийся тем, что снижение кислотности продуктивного раствора ведут сорбцией избыточной серной кислоты на отдельном ионите с последующей ее десорбцией, а рафинат после сорбции никеля доукрепляют серной кислотой и серной кислотой с операции ее десорбции.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к металлургии, а именно к способам извлечения никеля, и может быть использовано при извлечении никеля из окисленных никелевых руд.

В качестве прототипа выбран способ извлечения никеля из Ni-Fe-Mg латеритовых руд, содержащих большое количество магния (патент US № 5,571,308), в котором магнезиальные руды выщелачиваются серной кислотой с последующей нейтрализацией продуктивного раствора, сорбцией никеля на селективной ионитовой смоле. Десорбат с высоким содержанием никеля направляется на дальнейшую переработку с извлечением никеля способом электровиннинга, а часть рафината, содержащего высокие концентрации железа и магния, подвергается нейтрализации с осаждением железа в виде гидрооксида. Магний при этом остается в растворе в виде сульфата.

Недостатками данного метода являются потеря серной кислоты при операции нейтрализации продуктивного раствора перед сорбцией никеля на ионите, проблема утилизации магнийсодержащего раствора, проблема захоронения осадка гидрооксида железа и необходимость постоянной стабилизации объема выщелачивающего раствора путем добавления воды для компенсации объема, выводимого из оборота с раствором сульфата магния и гидрооксида железа.

Задачами, на решение которых направлено заявленное изобретение, являются упрощение и повышение экологичности способа и снижение расхода серной кислоты.

Указанные задачи решаются тем, что в способе извлечения никеля из окисленных никелевых руд, включающем подземное выщелачивание никеля раствором серной кислоты, откачивание продуктивного раствора, снижение его кислотности, сорбцию никеля из продуктивного раствора на ионитной смоле с последующей его десорбцией, доукрепление рафината сорбции никеля серной кислотой и направление его в качестве выщелачивающего раствора на выщелачивание, снижение кислотности продуктивного раствора ведут сорбцией избыточной серной кислоты на отдельном ионите с последующей ее десорбцией, а рафинат после сорбции никеля доукрепляют серной кислотой и серной кислотой с операции ее десорбции.

Устранением операции утилизации железа и магния упрощают способ и повышают его экологичность, а возврат избыточной серной кислоты продуктивного раствора в процесс выщелачивания снижает ее расход.

Способ осуществляют следующим образом.

Окисленные никелевые руды выщелачивают раствором серной кислоты.

После проведения процесса выщелачивания, продуктивный раствор подается на операцию сорбции избыточной серной кислоты на ионите, например, АВ-17 или АН-31.

После десорбции серной кислоты с ионита, она используется для доукрепления оборотного раствора, поступающего на выщелачивание никеля. После снижения кислотности раствора он подается на операцию сорбции никеля на ионообменной смоле хелатного типа. Десорбат с высоким содержанием никеля перерабатывается по известным технологиям.

Рафинат с высоким содержанием железа и магния после доукрепления серной кислотой до концентрации, позволяющей производить эффективное выщелачивание никеля, подается на первую операцию способа в качестве выщелачивающего раствора. При этом часть железа и магния, содержащаяся в оборотных растворах, осаждается в рудном блоке за счет нейтрализации серной кислоты компонентами руды и за счет сорбции на глинистых минералах руды.

При этом происходит стабилизация продуктивного раствора по содержанию основных примесей Fe и Mg.

Схема движения растворов представлена на чертеже

Пример 1. Кучное выщелачивание.

Средняя проба магнезиальной руды крупностью - 10 мм, в количестве 10 кг, засыпалась в вертикальную колонку из полипропилена. Раствор серной кислоты в количестве 10 литров с концентрацией серной кислоты 100 гл подавался в верхнюю часть колонки на поверхность руды со скоростью 5 литров в час м ². Выщелачивание производилось в течение 30 суток, с доукреплением продуктивного раствора серной кислотой до 100 гл, через каждые 3 суток и последующей подачей доукрепленного раствора на поверхность руды.

Химический состав конечного продуктивного раствора указан в Табл.1.

Пример 2. Агитационное выщелачивание.

Средняя проба магнезиальной руды в количестве 1,0 кг, крупностью - 5,0 мм, подвергалась агитационному чановому выщелачиванию в 2-х литровом стакане 1,0 литром серной кислоты с концентрацией 100 гл, в течение 2 часов, при температуре 70-80°С.

Химический состав конечного продуктивного раствора указан в Табл.1.

Пример 3. Подземное выщелачивание с оборотом растворов.

Проводилось на опытных скважинах месторождения никелевых руд в течение 30 суток. В скважины подавался раствор серной кислоты с концентрацией 100 гл. (Перед подачей рабочего раствора, блок руды подвергался закислению слабым 5,0 гл раствором серной кислоты для предотвращения явления «кальматации» - активного газовыделения при подачи в блок руды рабочего раствора). Продуктивный раствор из откачных скважин содержит серной кислоты 25 гл и для снижения кислотности раствора перед сорбцией никеля на ионите DOWEX М 4195 подается на операцию сорбции серной кислоты на ионитной смоле. После сорбции серной кислоты рН раствора устанавливается на уровне 1,8. Затем продуктивный раствор подавался на сорбционные колонны с ионитной смолой DOWEX М 4195, а рафинат доукреплялся серной кислотой до 100 гл, в том числе частично и от операции десорбции H₂SO₄ и снова подавался в 5 закачных скважин. Десорбат с содержанием никеля 30 гл и железа 4,0 гл перерабатывался по известным технологиям.

Содержание железа и магния в откачных продуктивных растворах в первые 10 суток повышалось до 5,0 гл железа и 15 гл магния, а затем стабилизировалось на этом уровне.

Химический состав конечного продуктивного раствора указан в Табл.1.

Таблица 1.
Метод выщелачивания	Состав продуктивных растворов, гл
Ni	Co	Fe	Mg	Mn	Cr	Zn	, %
Кучное выщелачивание	2,2	0,08	10,1	20,5	1,3	0,4	0,07	60,0
Агитационное выщелачивание при 70-80°С	2,4	0,1	20,2	31,7	1,6	0,6	0,08	65,0
Подземное выщелачивание с оборотом растворов	2,0	0,08	5,3	15,6	0,7	0,2	0,08	63,0 Расчетное

Кучное и агитационное выщелачивание производилось на 2-х усредненных пробах, отобранных из кернов при прохождении опытных закачных скважин Кунгурского месторождения окисленных никелевых руд.