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浅谈镍钼矿湿法冶金研究现状

时间:2018-03-04 15:05:32    来源:互联网整理    作者:匿名  浏览次数:
[导语]   摘 要:本文主要介绍,目前我国镍钼矿的主要分布地区、研究进展及其工业现状。生产流程短、金属的浪费较低、生产工艺较为环保是镍钼矿湿法冶炼的主要特点。虽然镍钼矿湿法冶金

摘 要:本文主要介绍,目前我国镍钼矿的主要分布地区、研究进展及其工业现状。生产流程短、金属的浪费较低、生产工艺较为环保是镍钼矿湿法冶炼的主要特点。虽然镍钼矿湿法冶金有很多的工艺手段,但是由于现在国内外的冶金技术相对较低,未能找出一条既经济又环保的方法,所以传统湿法工艺还需进一步提高和改善。在这里主要分析了镍钼湿法冶金的几个方法,分析了其在生产过程中的特点,针对它们中存在的问题对其发展方向提出了一些建议。

关键词:镍钼矿 湿法冶金 冶金方法

中图分类号:TF841 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2017)10(b)-0097-02

随着经济水平的提高,人们对于合金钢等材料的需求也越来越大。镍和钼元素可以很好地提高合金钢材料的性能。而传统的镍钼提炼方法在经济与环保方面做得仍然不够,金属的回收率较低。因此,为了解决镍钼元素市场需求的不断加剧,镍钼元素提炼的工艺手段与方法需要进一步提高与改良。

1 镍钼矿的冶金现状及湿法冶金方法

1.1 我国镍钼矿湿法冶金现状

我国的镍钼矿产主要分布在中东和东南部分。镍钼矿主要成因是化学沉淀,由海水喷气作用成,然后再通过海底的生物作用使之在缺氧的环境下聚集在一起最终形成。目前你木框的,工业生产方法,主要是火法与湿法相结合。主要过程是,先对,开采的原矿进行焙烧,然后再进行分离操作。但是在燃烧的过程中会产生大量的二氧化硫,会对环境造成严重污染。所以全湿法冶金技术对保护环境具有十分重要的意义。

1.2 常压氧化浸出

在常压常温,或常压高温的条件下,加入特定的氧化剂,或浸出剂使镍钼矿氧化分解的过程称为常压氧化浸出。在浸出技术中,大多数湿法冶金工艺都采硫酸作为浸出剂。目前人们也正在致力于研究和开发新的浸出剂。现投入生产的主要技术有弱碱、弱酸氧化浸,强碱氧化浸出,盐酸、硫酸浸出和生物氧化浸出等。将镍钼矿石破碎、研磨,再用弱碱浸出,将浸出液进行过滤,然后进行煮沸蒸氨,把蒸发的氨气用水吸收重新利用。之后用萃取剂得到钼,再用氨水多次萃取得到钼氨酸。再将剩余的溶液蒸发浓缩得到镍。这是弱碱氧化技术的主要步骤。弱酸的氧化浸出的原理主要是在弱酸条件下,镍钼两种元素镍以硫酸镍形式溶解,钼则以钼酸根存在。之后可以采用萃取技术得到两种元素。盐酸的氧化浸出,一些矿石可以用低浓度盐酸较为容易的浸出镍钼元素,但是有些矿石则需要较高浓度的盐酸才可以浸出,但是高浓度的盐酸,进出时会参杂大量的镁和铁离子会影响接下来的处理。所以在提取过程中应先把氯化氢从溶液中蒸馏出来,然后再去除水中的铁离子。强碱氧化浸出以强碱为浸出剂,可以使镍钼矿中的钼留在溶液中,其他金属则不溶解,将会存在于残渣中。然后再对镍元素进行进一步的分离。

1.3 加压氧化浸出法

加压可以使一些在常温常压条件不能浸出的矿石的发生浸出。加压氧化也分为许多种氧化手段。应用最为广泛的是加压硫酸氧化浸出。高压酸浸处理方法最早应用于20世纪50年代末,但在过了几十年才开始投入生产。近几年来,大部分新建工厂大都选用酸浸工艺。酸浸工艺之所以应用广泛的原因之一是,大部分矿石开采之后很难直接冶炼。在将矿石磨碎之后,用硫酸浸出,控制温度和压强,使镍钼元素进入溶液。然后再对溶液进行萃取,便可得到这两种元素的成品。也可以选择用强碱氧化浸出的方法来得到所需的两种元素。用纯碱和苛性钠配置的溶液将粉碎后的矿石浸出。然后再用硫酸浸出得到的滤渣。最后对溶液进行萃取。与硫酸氧化萃取相比回收率也相对较高。

1.4 生物浸出法

生物湿法冶金在品位较低的钼矿和镍矿中应用较为广泛。但是,镍钼矿相比于单独的镍矿或钼矿来说较为复杂。生物浸出工艺是利用微生物自身的氧化或还原特性,来使矿物中的一些部分发生氧化还原反应,从而使之分离出来。比如,真菌黑曲霉或大肠杆菌等微生物在特定的环境下可以作为有效的还原剂。生物浸出中较为广泛的被人所知的是硫化矿物的微生物浸出。钼矿石可以被硫化叶菌等细菌氧化分解。利用这一原理,可以处理含钼元素元素的一些废渣或尾矿等。但是相對于传统的湿法浸出工艺。生物浸出并没有被广泛的应用于生产当中。

2 常用方法中存在的问题

2.1 常压氧化浸出

在弱碱氧化过程中优点是工艺流程短,但是其缺点却较为明显,即回收率太低,而且浸出条件要求也比较苛刻。因为在高温时氨水易挥发,浓度难以控制,所以很难投入大量的生产当中。而在弱酸的氧化的浸出中,其回收率可以达到90%到94%,但是在生产过程中需要的浸出剂浓硫酸腐蚀性较高,容易损坏设备,因此需要质量较高的生产设备来进行,而且对氧化剂的需求量较大,生产成本高。

而强酸即盐酸的氧化浸出其浸出液可以通过萃取直接净化,将某些特定的元素分离。另外,盐酸的浸出液中可以产生纯净的镍氧化物等。但是,其中也存在着一些问题。比如,产生的氯化氢气体具有高浓度的腐蚀性,会对人体或设备造成危害。另外,在反应的水解阶段,需要外界提供大量的热量,而且对于一些不溶于水的离子不起作用。而强碱氧化浸出工艺过程较为简单,金属浸出率高,对设备要求也比较低,而且在生产过程中也没有产生有害气体。但它需要对镍进行进一步的浸出,所需要的时间长,同时也增加了工作步骤和成本。

2.2 加压氧化浸出

随着科学技术的不断发展,高温加压氧化浸出的设备也在不断地更新,实现了许多不同情况的加压氧化的浸出。但由于加压氧化设备较为昂贵,成本较大,所以还未在我国大面积的投入生产,相对于其他发达国家发展较为落后。但是,加压氧化对于镍钼矿中镍钼元素的提取有非常显著的效果。加压硫酸浸出工艺流程短,能够一次性将镍钼元素分离出来,而且回收率较高。同样的,因为其浸出剂为硫酸,腐蚀性较高,对于反应过程中所需要设备的材质要求较高。而且,因为硫酸的存在使得,在浸出中会使溶液含有较高浓度的铁离子或镁离子,会出现铁离子或其他杂质离子浸出的问题。加强碱氧化浸出,钼元素的回收率可以达到百分之九十,而镍元素的回收率可以达到百分之九十五甚至更高。但是在整个过程中,需要分别对镍钼元素进行分离浸出,工序较长,而且因为硫酸的存在,对设备的要求较高,而且会使在第二部分对镍进行收集时引入铁和镁等杂质离子,加大净化难度。

2.3 生物浸出工艺

生物浸出工艺的特点是,设备简单,投资少,容易操作,最为重要的是不会产生污染气体。近年来生物湿法冶金工艺受到人们的重视,主要原因是常规的冶金方法达不到国家的环保要求,而生物浸出工艺则不会有类似的问题,更加符合目前世界各国提倡的绿色环保的理念。但是生物浸出工艺的问题也十分的明显,主要有反应速度慢、效率低,而且由于细菌的适应性与耐热性差,对环境的依赖性较强,所以这种方法受环境的影响比较大。另外,目前发现用于生物浸出工艺中的细菌种类较少。但是,可以适当在生产过程中加入一些特殊的添加剂或活性剂来确保细菌的正常作用。也可以通过电场,磁场加强进出过程。或者,还可以通过基因工程利用现有的细菌得到更加适合于生物浸出工艺的新型的细菌。总之,生物浸出工艺需要人们的进一步探索。

3 结语

随着环保理念愈发被人们重视,火法冶金将会被湿法冶金所替代,因为无论是从环境保护的角度抑或经济实用的角度来考虑,湿法冶金都表现出了强大的优势。相对于其他国家来说,我国在镍钼矿湿法冶金方面的投入仍有所不足,所以需要加大对其浸出工艺的研究力度,争取早日开辟出一条既经济又环保的浸出工艺。

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