微波辅助硫酸浸出低品位红土镍矿研究

• 作 者: 苏秀珠
• 机 构: 武汉工程大学
• 出 处: 武汉工程大学
• 发表日期: 2010年期
• 关键词: 硫酸浸出 红土镍矿 动力学 添加剂 微波辅助

在微波辅助的条件下,采用硫酸直接浸出红土镍矿中的镍和钴,探讨了浸出过程中各种单因素:时间、硫酸浓度、浸出温度和微波功率等对镍和钴浸出率的影响。依据单因素试验所得结果确定了正交试验因素和水平,得出最优化的浸出条件:微波功率,600 W;硫酸浓度,25%（v/v）;浸出时间,1.5 h;温度,90℃。在最佳的浸出条件下,考察了浸出过程的动力学,结果表明浸出过程符合收缩未反应芯模型。通过Arrhenius经验公式,由不同温度下的InK-1/T图,计算得到镍、钴浸出的表观活化能分别为43.0 kJ/mol和87.7 kJ/mol。镍的浸出过程受表面化学反应控制,钴的浸出过程受内扩散控制,钴较难浸出,浸出速率较慢。同时提高镍和钴的浸出率,是本课题研究的主要内容。在微波功率,600 W;硫酸浓度,25%（v/v）;浸出时间,60 min;温度,90℃条件下,镍、钴的浸出率分别为82.7%、39.7%。为了提高镍、钴浸出率,在浸出过程中加入不同的氧化型和还原型添加剂:（NH₄）₂S₂O₈、Ca（ClO）₂、H₂C₂O₄、CuCl、NaNO₂、Na₂S₂O₃,考察了添加剂对镍、钴的浸出率的影响。结果表明,在微波功率,600 W;硫酸浓度,25%（v/v）;浸出时间,60 min;温度,90℃的条件下,加入NaNO₂后,浸出反应5 min后,钴可达浸出平衡,浸出率为85.2%,60 min后,镍可达浸出平衡,浸出率为90.5%。相同条件下加入Na₂S₂O₃后,浸出反应5 min后,钴可达浸出平衡,浸出率为70.2%,60 min后,镍可达浸出平衡,浸出率为90.7%。加入其它添加剂H₂C2O₄、CuCl、（NH₄）₂S₂O₈、Ca（ClO）₂,镍、钴浸出率依次是86.7%、85.5%、85%、89.3%和80.7%、80.6%、51.5%、33.5%。添加剂的加入可大大提高镍、钴的浸出率,缩短浸出时间。采用微波辅助硫酸直接浸出低品位褐铁矿型红土镍矿的方法,具有低能耗、浸出选择性强、生产效率高、环境污染小等优点。随着将来这一工艺的进一步完善,将会对我国红土镍矿处理技术的进步以及工业应用产生具有一定的指导作用。