氧化镍矿浸出(leaching of nickel oxide ore)

用硫酸或氨溶液选择性地溶解氧化镍矿中镍、钴的过程，为氧化镍矿处理方法之一。常用的方法有加压酸浸法和还原焙烧一常压氨浸法。产品分别为镍钴硫化物和烧结氧化镍，可作为提炼镍钴原料或直接出售。随着氧化镍矿特别是红土矿在炼镍原料中比重的增加，氧化镍矿浸出工艺日益受到重视，是一种很有发展前途的炼镍工艺。古巴毛阿湾(Moa Bay)镍厂采用加压酸浸法处理含镍红土矿；古巴尼加罗(Nicaro)镍厂、捷克谢列德(Sered)厂、澳大利亚昆士兰镍公司(Queenslana Nickel Pty)雅布鲁(Yabulu)厂、菲律宾马林杜克采矿工业公司(Marindugue Mining and Industrial Corp)的苏里高(Surigao)镍厂和印度苏金达(Sukhinda)厂等采用还原焙烧一常压氨浸出法处理氧化镍矿。

加压酸浸法   包括矿浆制备，浸出和镍、钴回收三道作业。

矿浆制备   矿石经过筛分，加水制成含固体25％的矿浆进浓密机，其底流含固体45％～47％用泵送往浸出作业。

浸出   矿浆经预热至355K温度后，用矿浆泵送往加热器，加热至519K，自流入压煮器浸出。氧化镍、氧化钴与硫酸作用生成镍、钴离子：

MeO+H₂SO₄→Me²⁺+SO₄^2–+H₂O

古巴毛阿湾镍厂共有四组压煮器，每组四台串联操作。压煮器((d／m)3.05×(h／m)15.8)为立式，用高压蒸汽搅拌，器壳为钢制，内衬6.4mm铅板，再衬76mm耐酸砖及一层炭素砖。压煮器内反应温度为519K，反应压力为3.6MPa，反应时间为112min，镍、钴浸出率为95％～96％。浸出液一般含Ni6.0g／L 、Co 0.64g／L、Fe 0.8g／L、H₂SO₄ 25～30g／L，浸出渣含Ni 0.06％、Co 0.008％。

镍、钻回收   浸出液经中和游离酸并把铁、铬还原成低价后，加硫化氢使镍、钴生成硫化物沉淀：

Me²⁺+SO₄^2–+H₂S→MeS+H₂SO₄

沉淀压煮器(φ3.5×9.91m)为卧式，壳体为钢制，内衬4.75mm橡胶和114mm耐酸砖。反应压力为1MPa，温度为391～394K，沉淀时间为17～20min，镍、钴沉淀率为99％。沉出镍、钴硫化物含Ni 55.1％、Co 5.9％、Cu 1.0％、Fe 0.3％，Cr 0.4％。

还原焙烧–常压氨浸法   古巴尼加罗镍厂是世界上最早采用此法处理红土矿的工厂。工艺过程包括还原焙烧、常压氨浸出、氨回收和氧化镍焙烧作业。

还原焙烧   焙烧时尽量使硅酸镍和氧化镍、氧化钴还原成金属，而铁尽量少还原。因此，要严格控制还原焙烧的气相组成、温度和时间。尼加罗镍厂还原焙烧采用17层多膛炉，炉气中CO₂与CO的比率接近1，炉温873～973K，炉料在炉内停留90min。炉内主要反应如下：

还原产物中镍和铁以合金形态存在。

常压氨浸出   在二氧化碳和氧存在下，用氨溶液使焙砂中的金属镍和金属钴分别生成镍氨和钴氨配合物进入溶液，其主要反应为：

浸出率与矿石还原率、充气程度和浸出温度等因素有关。镍、钴还原率高，溶液中氧和二氧化碳溶解浓度大，溶液温度低有利浸出率的提高。

氨回收   将浸出液和浸出渣分别送蒸馏塔进行蒸馏，排出的含氨和二氧化碳气体用水吸收返回浸出。浸出液中的镍以碱式碳酸镍沉淀。

烧结   浆状碱式碳酸镍煅烧成粉状氧化镍，再加无烟煤压团烧结成块状氧化镍。块状氧化镍含镍90％。从矿石到产品镍的回收率为76％。