澳大利亚某红土镍矿堆浸实验研究Word文档格式.docx
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镍基合金和镍铬基合金是一种耐高温、抗氧化材料，用于喷气涡轮、电热元件、电阻和高温设备结构件等方面。
镍钴铝合金是一种良好的磁性材料，可用作电工器材。
镍粉则是化学反应的加氢催化剂。
镍的镀层具有防锈性能和好的光泽。
据估计，镍在地壳中的平均含量为0.01%，而红土镍矿则占了世界镍储量的70%〔1〕，因此，红土镍矿将会成为未来镍资源的主要来源。
红土镍矿是由铁和镍的氧化物组成的次生共生矿，其特点是硬度小、易泥化、含水高（30-45%H2O）、难于用一般选矿方法富集，品位约1%～3%〔2〕。
目前，红土镍矿的冶炼方法分为火法和湿法两大类。
火法处理红土镍矿的方法主要有还原熔炼生产镍铁工艺〔3〕、还原硫化熔炼生产镍锍工艺〔4,5〕；
湿法处理红土镍矿的方法主要为还原焙烧氨浸工艺〔6,7〕、加压硫酸浸出工艺〔6,8〕、常压硫酸浸出〔9,10〕。
其中，常压硫酸浸出法具有工艺简单、能耗低、不使用高压釜、投资费用少、操作条件易于控制等优点,越来越受到人们的关注，常压硫酸浸出又分为常压堆浸和常压搅拌浸出。
本文采用常压硫酸浸出中的堆浸法处理澳大利亚红土镍矿，主要考察不同工艺条件下矿样中镍元素的浸出规律及酸耗。
2、实验
2.1实验原料
本次红土镍矿实验用的是澳大利亚GME公司的矿样，矿样经晾晒、自然干燥，破碎后筛分为-2mm、-8+2mm、-15+2mm和-25+2mm四个粒级，各粒级的化学成分见表1。
表1澳大利亚红土镍矿各粒级化学成分
-2mm
-8+2mm
-15+2mm
-25+2mm
Ni
1.14
1.04
1.06
1.15
Co
0.13
0.12
0.10
Fe
21.09
20.83
19.87
20.16
Mg
2.62
2.40
2.50
2.67
由表1可知，各粒级矿样的化学组成非常相近，使用任何一个粒级进行试验都可以代表全粒级的情况。
2.2、实验设备与实验试剂
实验中使用的设备主要为浸取柱15个（3个Ф0.47×
1.5m，3个Ф0.47×
2.2m，3个Ф0.47×
3m，6个Ф0.20×
1.5m）。
实验中使用的试剂有工业硫酸、自来水。
2.3实验方法
实验采用两段逆流浸出的堆浸流程，实验流程见图1。
将红土镍矿晾晒干燥，破碎后筛分为-2mm、-8+2mm、-15+2mm和-25+2mm四个粒级。
由于-2mm渗透性差，实验选用-8+2mm、-15+2mm和-25+2mm三个粒级进行实验。
堆浸过程采用连续喷淋，自循环的喷淋方法，喷淋强度定为90L/m2.h。
一段浸出使用二段浸出产生的浸出液浸新的红土镍矿，主要考察浸出时间对镍浸出率及酸耗的影响；
二段浸出使用新配置的酸液浸一段浸出的浸出渣，主要考察酸度、粒度和堆高对镍进出率及酸耗的影响。
2.3二段浸出实验结果与讨论（先写一段，再写二段）
主要进行了酸度、粒度和堆高试验；
由于实验室酸液量较少，喷淋速度非常难控制，所以本次实验喷淋强度为90L/m2﹒h为左右。
4.2.1酸度对浸出率的影响
固定其他条件为：
连续喷淋，自循环，喷淋强度90L/m2.h，浸出液调出条件：
Ni≥3.5g/L矿石粒度为-8+2mm，堆高为1.4m，考查不同酸度在7天内对镍浸出率及酸耗的影响，结果见图2。
图2二段酸度对镍浸出率及酸耗的影响（图中24%处要修改）
由图2可知，当酸度为22％时，经过7天的浸出镍浸出率最高为22.57%，酸耗为59.45吨酸/吨镍，所以确定二段浸出酸度为22％。
4.2.2粒度对浸出率的影响
连续喷淋，自循环,喷淋强度90L/m2.h，浸出液调出条件：
Ni≥3.5g/L，酸度为22%，堆高为1.4m，考查粒度对镍浸出率及酸耗的影响，结果见图3、图4。
图3粒度对镍浸出率的影响
由图3可知，浸出率随时间的增长而增大，相同的浸出时间，粒度越大镍浸出率越低，当粒度为-8+2mm，经过50多天的浸出，镍浸出大于70%。
图4粒度对酸耗的的影响
由图4可知，酸耗随时间的增长而降低，相同的浸出时间，粒度越大酸耗越高，粒度为-8+2mm的矿石，经过60天左右的浸出，酸耗可降低到70吨酸/吨镍左右。
4.2.3堆高对浸出率的影响
固定其他条件固定其他条件为：
Ni≥3.5g/L，酸度为22%，粒度为-8+2mm，考查堆高对镍浸出率及酸耗的影响，结果见图5、图6。
图5堆高对镍浸出率的影响
图6堆高对酸耗的的影响
由图5、图6可知，镍浸出率随浸出时间的增加而增加，酸耗随浸出时间的增加而降低，镍浸出率在70天达到65%左右，酸耗在60天达到70吨酸/吨镍左右，而且堆高对浸出率及酸耗的影响不大。
从上述堆浸的试验结果可以看出，二段所确定的最佳条件为：
酸度为22%、粒度为-8+2mm、堆浸时间为60～70天，镍浸出率为74%，酸耗在70吨酸/吨镍左右。
4.3一段浸出
新矿，连续喷淋，自循环，喷淋强度90L/m2.h，粒度为-8+2mm，酸度为二段浸出液的酸度在6～8%，考查浸出时间对两段总镍浸出率及酸耗的影响，结果见图7。
图7浸出时间对两段总镍浸出率及酸耗的影响
由图7可知，镍浸出率随浸出时间的增加而增加，酸耗随浸出时间的增加而降低，两段总镍浸出率在16天达到80%左右，酸耗在20天达到61吨酸/吨镍左右。
5结论（1、两段逆流浸出的优越性；
2、工艺参数；
3实验结果）
（1）该红土镍矿中Ni，Co，Mg，Fe含量分别为1.26%、0.12%、2.38%、19.18%，属于高铁低镁红土镍矿；
（2）矿石最佳粒度为-8+2mm，粒度为-2mm时易泥化、渗透性差，浸出率低；
粒度为+8mm时浸出率随粒度的增加而降低；
（3）一段浸出使用二段的浸出液浸出新的镍矿，堆浸时间为20天；
二段浸出使用新配置的酸液浸一段浸出渣，酸液酸度为22%，堆浸时间为60～70天，镍、钴的总浸出率分别为80.28%、15.00%，铁、镁浸出率分别为40%和65%，浸出液中镍离子浓度为4.5g/L左右，浸出液残酸浓度小于1%，由于铁、镁的浸出酸耗较大；
（4）堆浸法有工艺简单、设备少、投资少、见效快、生产成本低、易于工业化的优点。
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