全氯循环法高效利用难处理氧化矿制备高性能镍钴材料

成果拥有单位：中南大学

成果简介：

我国是全球镍和钴消费最大的国家，资源自给率严重不足。随着硫化镍（钴）资源与高品位（Ni>1.5%）镍红土矿的急剧减少，含镍1.0%左右的镍红土矿和低品位难选铜钴氧化矿受到全球关注；传统方法处理低品位镍（钴）氧化矿存在资源利用率低、提取成本高、环境污染严重等问题。低品位镍（钴）氧化矿的经济高效利用是当前的国际难题。

项目针对低品位镍红土矿和难处理铜钴氧化矿，发明了全氯循环法高效利用难处理氧化矿制备高性能镍钴材料的系列关键技术并实现集成创新：

主要理论创新：①揭示了镍钴氧化矿中有价金属赋存状态、酸浸过程中各组元行为与相互作用机制，为难处理氧化矿的强化浸出提供了理论支撑；②揭示了氯盐浸出体系定向净化与多元材料结构演变规律，为短流程直接制备高性能材料提供理论支撑；

主要技术发明：①氯盐体系强化浸出方法，增强对高价铁矿物的分解，抑制镁的溶出。 ②从浸出液中分离富集镍钴的新技术，实现在较低温度下从氯盐浸出液中沉淀出晶态铁水解产物、常压硫化氢沉淀富集镍钴，避免了加压、高温等操作条件，能耗低。③湿法氯化处理体系的盐酸再生循环新技术，使高温焙烧炉的生产能力提高60%，能耗降低1/3，实现了低能耗盐酸再生；④ 镍钴富集物的直接材料化冶金新技术，采用盐酸处理硫化镍钴富集物，经定向净化、成分调配、高温雾化水解、晶型重整直接制备高性能镍、钴氧化物材料；⑤通过上述技术发明的集成创新，形成了全氯闭路循环法高效利用难处理氧化矿制备高性能镍钴材料新工艺，实现从难处理氧化矿中高效提取镍、钴直接制备镍钴材料，并综合利用铁、镁资源；水、酸全封闭循环，无废水排放。

本项目获授权发明专利10项，发表论文40多篇，项目成果在湖南海纳新材料有限公司等企业等成功产业化，经济效益显著。项目成果的推广应用实现了镍红土矿、铜钴矿等氧化矿的清洁高效综合利用，有效地缓解我国镍钴铜资源短缺的矛盾，对于促进国民经济发展和保障国家安全具有重要意义。