新喀里多尼亚红土镍矿酸性还原浸出过程中钴镍赋存形态解析与富集策略研究

本文系统探讨了采用酸性还原浸出技术（H2SO4介质与SO32-/Fe(II)还原剂）从新喀里多尼亚红土镍矿中高效回收钴(Co)和镍(Ni)的创新工艺，通过矿物学表征揭示了Co/Mn氧化物与Ni/Fe氧化物的赋存差异，并开发出重力分选预富集技术使钴回收率提升至87%，为替代高压酸浸（HPAL）技术提供了绿色冶金新方案。

　　

Section snippets

New Caledonia limonitic laterite

360公斤红土镍矿样本取自新喀里多尼亚Penamax矿区。样本经干燥、破碎至20mm以下并四分处理，获得"粗矿"样本。为进一步表征，将20kg粗矿通过盘磨研磨至细粒级（称为"细矿"），用于后续浸出实验与矿物学分析。

Physical characterisation

粒度分析显示（附图S2），粗矿与细矿中约95%颗粒粒径小于50μm。盘磨处理并未显著改变粒度分布，仅粗矿中存在少量大颗粒。细矿密度为3.8 g·cm^-3，比表面积测定结果为X（具体数值未提供）。

Discussion

细矿在硫酸介质中浸出时，铁氧氢氧化物（主要为针铁矿Goethite）溶解缓慢。矿物学分析表明，针铁矿在酸性条件下的溶解行为受操作参数控制（如Landers等人研究）。还原剂的加入显著加速锰氧氢氧化物溶解，钴因主要赋存于锰相中而释放率高达79%，而镍因共存于铁/锰相而仅析出9%。富集锰氧化物精矿后，钴镍浸出率分别跃升至87%与80%，印证了矿物赋存形态对浸出动力学的决定性影响。

Conclusion

还原浸出是从红土镍矿中提取钴镍的有效冶金方案。本研究通过精细表征证实：新喀里多尼亚红土矿中钴主要赋存于锰氧化物，镍则同时分布于铁/锰相。酸性还原环境（H₂SO₄+还原剂）下锰相快速溶解，而针铁矿溶解率始终低于2%。通过粒度分级与重力分选获得的锰氧化物精矿（质量仅为原矿3.3%），成功实现钴品位从0.16%提升至2.3%，浸出实验中钴/锰/镍回收率分别达87%、95%和80%，为开发低碳排放的钴镍回收工艺提供了概念验证。