红土镍矿氯化体系浸出过程镍钴迁移和产物吸附机制研究

Harsh leaching conditions and low selectivity are the main disadvantages of traditional laterite-leaching processes due to the thermal dynamic property of metal oxides and salts. In order to convert laterite ore efficiently, it is an optimal method to treat limonitic laterite and saprolitic laterite in one process. But the interface diffusion kinetics and electrostatic adsorption are the main factors leading poor leaching selectivity of acid leaching and hydrolysis coupling process. The element distribution will be used to study the leaching kinetics of Ni and Co. By researching the effect of surfactant to the properties of liquid and solid, the relevance of interfacial property and the leaching of Ni and Co will be concluded. The effect of surfactant on the adsorption of leached-residue will be studied by bonding-process analysis. The results in this item will provide theoretical foundation for converting laterite with high efficiency.

金属氧化物及对应盐类的热力学性质导致红土镍矿传统浸出工艺存在浸出温度较高或选择性差等问题。褐铁型红土镍矿与蛇纹石型红土镍矿共处理是实现镍资源高效转化的新途径。针对导致酸浸-水解耦合工艺浸出选择性差的界面反应-传质及静电吸附等问题，提出通过添加表面活性剂以促进浸出渣与红土镍矿的解离，强化微观传质界面的更新，平衡浸出渣电荷，降低吸附能力，实现镍、钴高效选择性浸出。通过元素浓度及嵌布关系分析，研究表面活性剂对浸出产物与红土镍矿解离的影响规律，强化镍、钴浸出效率；深度解析表面活性剂对液相及固相物理化学性质的影响规律，揭示界面性质与镍、钴迁移机制的构效关系，以期实现镍、钴高效选择性浸出的精确调控。通过研究表面活性剂种类及用量与矿相解离的匹配规律，为镍、钴高效选择性浸出提供理论指导，同时为红土镍矿高效清洁转化提供技术储备。

红土镍矿浸出过程中存在镍、钴浸出率低等问题。研究发现：红土镍矿不能完全反应，镍、钴吸附等是造成浸出效率低的主要原因。为强化传质、减少吸附，本项目提出了表面活性剂强化红土镍矿浸出的方法。研究了表面活性剂类型及结构对镍、钴浸出率的影响，发现阳离子表面活性剂可有效提高镍、钴等有价金属的浸出率。探索了表面活性剂与浸出渣及浸出液物理化学性质的构效关系，揭示镍、钴浸出机理。阳离子表面活性剂可使浸出渣表面电性由负转正，可降低有价金属的吸附。研究发现，表面活性剂可降低浸出剂表面张力，增大反应面积，强化传质，提高反应效率。同时研究发现，表面活性剂的加入可降低浸出液中铁浓度，进而实现镍、钴高效选择性浸出。同时，我们拓展了表面活性剂强化红土镍矿浸出的应用范围，该方法不仅适用于红土镍矿浸出氯化体系，还适用于硫酸常压浸出体系。