硝酸浸出红土镍矿发展现状

许春莲，何云霞，王晓民，刘道科，刘冰川，祁世兵

（1 镍钴资源综合利用国家重点实验室1 ，甘肃 金川 737100；2 金川动力厂2，甘肃 金川 737100；3 金川营销公司3 ，甘肃 金川 737100）

1 概述

随着世界硫化镍矿资源的不断消耗，提升或开发从红土镍矿中更高效、经济地提取镍和钴的工艺是目前及未来不断研究和关注的焦点。工业化红土镍矿冶炼工艺总体上分为湿法与火法两种，火法冶金工艺适用于腐殖土层红土镍矿，主流技术是回转窑-矿热炉（RKEF）工艺；湿法冶金工艺适用于褐铁矿层红土镍矿，主流技术为高压酸浸（HPAL）工艺。高压酸浸工艺已不断完善和发展，但该工艺中硫酸不能回收利用，运行成本高。为此，国内外研究者对硝酸浸出红土镍矿技术进行了研究和探索，目前成功开发并完成中试试验的主要有DNiTM（Direct Nickel ProcessTM）工艺和我国褐铁型红土镍矿硝酸加压浸出技术。

2 DNiTM工艺

DNiTM工艺是从红土镍矿中提取镍的一种常压湿法镍冶金工艺，由艾替列姆集团有限公司（Altilium Group Ltd）与澳大利亚联邦科学与工业研究组织（Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation以下简称CSIRO）及泰克资源有限公司(Teck Resources Limited)合作开发，能够处理褐铁矿层、过渡层及腐殖土层所有层位的红土镍矿，工艺的关键是以纯硝酸代替传统加压酸浸工艺中的硫酸作为浸出介质，采用可回收95%以上的硝酸循环利用的专利技术。

采用DNiTM工艺，首先将镍矿进行干燥破碎，将破碎粒度<1mm的镍矿与硝酸混合，其中镍矿粒占到20%到30%，然后加热至110℃，浸出时间保持2-6小时（一般为4小时）后，约一半的镍矿在硝酸中溶解，不溶的残留物则在中和后送至尾矿处理车间。在对浸出液进行铁水解以提取铁和铬过程中，赤铁矿（Fe2O3）生成。将MgO添加到浸出液中以沉淀铝，进一步添加MgO以生成混合镍钴氢氧化物产品，其含镍（按重量计）35%～40%，含钴（按重量计）约2%。剩余的溶液通过一系列蒸发器回收，然后进行热分解。废溶液转化为MgO和NOx气体。部分MgO在工艺流程中被重复利用，但大部分可以出售。NOx气体被加工成硝酸，在工艺流程中被重复利用，工艺简图见图1。

图1 DNi TM工艺简图

2.1 DNiTM工艺特点

DNiTM工艺在常压、温度在110℃左右的条件下浸出镍矿，能够生产与高压酸浸工艺（以下简称HPAL）工厂相同的两种主要产品（镍钴氢氧化物中的氢氧化镍和氢氧化钴），但不涉及HPAL工艺所需的高压和高温。……