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本文研究了用频率为2450±50MHz的微波在常压下辅助酸浸镍红土矿的过程。用原子吸收光谱分析了矿样中主要金属元素的含量,用XRD分析了镍红土矿的化学组成。比较了硫酸、盐酸和硝酸浸出镍红土矿能力的大小,详细考察了冷凝回流下微波浸出、微波直接浸出和微波预加热后再浸出三种方案中微波功率、微波辐射时间、矿浆液固比、硫酸量、预热矿浆温度、助浸剂硝酸量等因素对镍浸出率的影响规律,并与传统加热浸出和高压酸浸进行了比较研究。研究结果如下:
(1)在硫酸、盐酸和硝酸三者中,硫酸浸出镍红土矿的能力最强。但微波加热硫酸和硝酸的混酸常压浸出镍红土矿比单用硫酸能提高镍浸出率,且硝酸能改善低液固比时矿浆干涸的板结程度,有利于矿块溶解和后继液固分离。
(2)冷凝回流使很多微波能消耗于冷却水中,不利于微波浸出镍红土矿。直接微波浸出镍红土矿能够实现理想的镍浸出率,但微波辐射时间长,硫酸和硝酸消耗比较高,经济实用性差。用微波预加热低液固比矿浆后再水浸是一种浸出镍红土矿的高效方法,使能耗和试剂消耗都比直接用微波浸出节省很多。
(3)微波加热的镍浸出率和浸出速率都明显高于常规加热浸出和高压浸出,表明微波能强化镍红土矿的浸出过程。
(4)微波浸出镍红土矿的最佳条件为:在硝酸量0.05kg(硫酸)/kg(矿样)、硫酸量为0.55kg(硫酸)/kg(矿样)、液固比0.75、微波功率600W的条件下先用微波加热10min,再加入45℃热水至液固比5在300 rpm下搅拌浸出10min,此时镍浸出率可达到99.8%。