紅土鎳礦采用HPAL高壓酸浸冶煉+萃取鎳、鈷回收率96%、94%

　　能源變革的大時代，鎳作為電動化下的第三種金屬，動力電池用鎳將隨著新能源車終端需求的爆發(fā)及高鎳化的逐步推進迎來爆發(fā)式增長，在全球陸鎳資源中，約有60%是以紅土鎳礦形式存在，隨著越來越多紅土鎳礦項目的開發(fā)，紅土鎳礦資源的性質也越來越被了解，目前紅土鎳礦冶煉工藝包括火法、濕法兩大方向，一般火法適用于鎳含量相對較高的硅鎂型鎳礦、濕法適用于鎳含量相對較低的褐鐵型鎳礦。

　　一、紅土鎳礦的濕法冶煉為什么采用HPAL高壓酸浸

　　紅土鎳礦的濕法冶煉工藝主要包括還原焙燒-氨浸(Caron流程)、高壓酸浸(HPAL)、常壓酸浸(AL)三種。三種濕法工藝各自適用于MgO含量不同的紅土鎳礦，由于MgO會造成反應中酸的非必要消耗，進而增加成本，因此HPAL一般適用處理Mg含量小于5%的褐鐵型礦。

　　HPAL雖然反應條件較為苛刻，對設備要求嚴格，且資本開支水平偏大，但由于其在鎳鈷回收率上有明顯優(yōu)勢，且能耗排放相對較小，是濕法當前及未來的主流路線和發(fā)展方向。

　　二、什么是高壓酸浸?高壓酸浸工藝流程有什么優(yōu)勢？

　　高壓酸浸工藝又稱HPAL工藝，該工藝一般以稀硫酸為浸出液，在240-270℃、4-5MPa(約40-50倍標準大氣壓)的高溫高壓環(huán)境下，調整工藝參數(shù)，使鎳、鈷進入浸出液，大部分的鐵、硅進入渣中，并經過后續(xù)中和除雜沉淀得到MHP(氫氧化鎳鈷)或MSP(硫化鎳鈷)。

　　HPAL工藝的核心在于在精細參數(shù)的控制下保證鎳鈷在高溫高壓反應環(huán)境下充分浸出，其整個流程共分為進料準備、高壓酸浸、中和劑CCD逆流洗滌、沉淀四個部分。

　　HPAL工藝經過多年發(fā)展在工藝設計上取得較大改進，目前全流程鎳、鈷的回收率可達接近96%、94%。隨著大型高壓反應釜制造工藝逐步成熟，裝備水平提高，高壓酸浸的工藝優(yōu)勢將愈發(fā)明顯，經歷幾代發(fā)展，從資本開支、建設周期、爬坡周期來看均有大幅改善。HPAL工藝是未來紅土鎳礦濕法冶金工藝發(fā)展的主要方向。

　　三、高壓酸浸工藝兩種產物——硫化鎳鈷(MSP)和氫氧化鎳鈷(MHP)對比

　　回顧歷史HPAL項目，濕法冶煉的直接產物主要有兩種：硫化鎳鈷(MSP)和氫氧化鎳鈷(MHP)，兩者只在最后的沉淀環(huán)節(jié)有所差異。MSP鎳鈷含量較高，含水量低、純度高，而MHP成本更低、制備過程安全性較好，且易于生產硫酸鎳。具體來看：

　　1、從產品性質來看：MSP鎳鈷含量較高，鎳含量可達55%(干基)以上，且含水量較低，一般在20%以下。MHP鎳含量一般在35%-40%(干基)，但產品含水量較高，在50%-70%左右，一般認為含水量在50%左右的產品質量已較為優(yōu)質。

　　2、從制備硫酸鎳來看：MSP制取硫酸鎳需要高溫高壓的條件，投資成本較高;而MHP制取硫酸鎳為典型的酸堿中和反應，對設備要求較低，工藝簡單成本較低。根據(jù)SMM數(shù)據(jù)，MSP制硫酸鎳需要過氧化氫等氧化劑和高溫高壓環(huán)境，成本投入較大，因此從歷史項目看，MSP多電解加工為電鎳和電鈷。MHP不需要高溫高壓環(huán)境，僅需“酸溶-除雜-萃取”即可獲得硫酸鎳溶液，現(xiàn)金成本低，因此MHP成為硫酸鎳的一種主流原料來源。伴隨印尼HPAL項目的陸續(xù)投產，MHP在硫酸鎳原料中的占比有望進一步提升。

　　四、氫氧化鎳鈷(MHP)-酸溶-除雜-萃取→硫酸鎳產品

　　將氫氧化鎳鈷在硫酸、還原劑的作用下進行還原酸溶浸出，得到浸出液；在浸出液中加入催化劑、氧化劑、中和劑，同時進行催化氧化反應和中和反應,得到第一除雜溶液；將第一除雜溶液進行萃取除雜、蒸發(fā)結晶、得到硫酸鎳。

　　五、萃取除雜核心技術——CWL-M綠色離心萃取工藝

　　紅土礦鎳鈷浸出液萃取對設備有很高的要求，必須要選擇性能穩(wěn)定、耐腐蝕、萃取效率高、萃取效果好的萃取設備。鄭州天一萃取推出CWL-M系列離心萃取機是基于金屬萃取中陽離子交換和絡合萃取原理與新型CWL-M新型萃取設備結合開發(fā)出的綠色萃取工藝。具有以下特別：①金屬萃取率高，可達99.9% ;②工藝流程簡單、操作方便;③獲得反萃液品質穩(wěn)定，可滿足不同生產要求;④處理后的水相溶劑殘留量少，可減輕后續(xù)工段處理壓力;⑤萃取設備占地面積少，處理彈性大。該系列離心萃取裝備是紅土礦鎳鈷浸出液萃取的利器，已經成功應用于工業(yè)生產案例現(xiàn)場，歡迎來廠參觀考察！