陜西
鎳渣是硫化鎳礦造锍熔煉過程中產(chǎn)出的一種冶煉渣，產(chǎn)出量約6~16噸/噸精煉鎳。金川鎳礦作為亞洲最大的硫化銅鎳礦床，其長期開發(fā)已累計堆存鎳渣約4800萬噸，且每年仍以約110萬噸的速度持續(xù)增加。這些鎳渣長期堆存，不僅侵占土地資源，還存在重金屬浸出風(fēng)險，更導(dǎo)致其中鐵、鎳、鈷等戰(zhàn)略性礦產(chǎn)資源的閑置與浪費。因此，鎳渣中戰(zhàn)略性礦產(chǎn)資源的高效回收利用技術(shù)開發(fā)，對于推動鎳產(chǎn)業(yè)綠色轉(zhuǎn)型、服務(wù)區(qū)域生態(tài)建設(shè)和保障國家資源安全具有重要意義。
近日，中國科學(xué)院地球環(huán)境研究所固廢資源化團隊以金川鎳渣為研究對象，研發(fā)了一種通過常壓酸浸聯(lián)合分步沉淀從鎳渣中高效提取鐵、硅、鎂、鎳、鈷的新方法，并系統(tǒng)揭示了工藝機理。研究表明，目標提取元素主要賦存于鐵橄欖石、鐵磁礦和硫化物中，難以通過物理選礦加以回收，而酸法浸出則熱力學(xué)可行。在較優(yōu)酸浸條件下，鐵、鎳、鈷的浸出率為91%至92%，硅浸出率為70.0%，鎂浸出率為98.6%，浸出渣產(chǎn)率僅24.2%。通過聚合沉淀、水解沉淀和蒸發(fā)結(jié)晶依次分離酸浸液中的目標提取元素，可獲得硅膠、針鐵礦、鎳鈷沉淀和硫酸鎂晶體。其中，硫酸鎂晶體經(jīng)碳熱還原可分解為氧化鎂和二氧化硫，氧化鎂用作pH調(diào)節(jié)劑循環(huán)使用，二氧化硫則用于制備硫酸，形成閉環(huán)流程。在較優(yōu)工藝條件下，鐵、硅、鎂、鎳、鈷的綜合回收率分別為90.9%、69.4%、89.6%、74.8%和80.4%。該工藝操作簡便，實現(xiàn)了多組分協(xié)同提取、主要原料循環(huán)利用、固廢大幅減量和廢液零排放，為鎳渣高效資源化利用提供了切實可行的技術(shù)路徑（圖1）。
該成果以“Extraction of Fe, Si, Mg, Ni and Co from nickel slag by sulfuric acid leaching and stepwise precipitation methods”為題發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊Journal of Cleaner Production。論文第一作者為博士后孫悅，通訊作者為周衛(wèi)健研究員。該研究由陜西省博士后科研資助項目（2024BSHSDZZ189）、陜西省技術(shù)創(chuàng)新引導(dǎo)專項（2024QY-SZX-31）、西安市科協(xié)青年人才托舉計劃項目（0959202513217）及陜西省教育廳科學(xué)研究計劃項目（24JC052）聯(lián)合資助。
文章鏈接：
https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2026.148842
圖1 鎳渣高效資源化利用工藝流程與機理
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