本发明属于冶金,涉及一种红土镍矿的浸出方法。
背景技术:
1、镍和钴应用广泛,已被应用于不锈钢、有色金属合金、新能源汽车、电镀、化学品等工业和日常生活的各个领域。随着硫化镍矿资源的枯竭,占世界镍资源70%以上的红土镍矿的开发利用备受关注。现有红土镍矿湿法硫酸加压浸出工艺反应温度高,产生大量含硫废渣无法直接利用。盐酸浸出工艺具备反应条件温和,介质易于再生循环等优点,已被广泛应用;但由于盐酸浓度低,且浸出过程中大部分铁和镁等都会浸出,导致后续镍钴浓度较低,需要加入较多的中和剂,设备占地较大,杂质处理较为复杂。
2、同时,现有技术中公开的盐酸常压浸出红土镍矿的方法还存在其它较多缺陷,如cn 103215446a公开的红土镍矿盐酸常压浸出清洁生产方法中,采用盐酸浸出,高温煅烧工艺处理红土镍矿,该工艺得到的镍钴浓度低,不能将浸出的杂质铁和镁同镍钴分开,后续精制处理难,成本高;cn 112226630a公开了一种用盐酸浸出法提取红土镍矿有价金属元素及酸碱再生循环的方法,其采用盐酸加压浸出红土镍矿,反应温度高,镍钴浓度低,且铁渣和硅渣在一起后续分离较为复杂,影响工艺经济性;cn 109457111a公开的一种盐酸浸出红土镍矿提取镍钴的方法中,是采用褐铁型和蛇纹石型红土镍矿进行浸出,采用了过氧化氢、过氧化钠、次氯酸钠、空气、氧气和臭氧中的一种或多种氧化亚铁离子,因此,要么引入了钠离子,要么采用价格较高和毒性强的双氧水,要么反应时间长,经济成本高;cn 109457112a公开的红土镍矿浸出液的处理方法中,采用分步氧化沉铁的方案,其中还需加入晶种,整体工艺流程长,加入试剂多。
3、基于以上研究,现有红土镍矿浸出工艺中存在产生的镍钴元素浓度低,中和剂用量大,且需要加入氧化剂等问题,需要提供一种红土镍矿的浸出方法,所述方法清洁高效、浸出率高且设备投资少,能够使工艺具有较大的经济价值以及能够进行大规模的工业应用。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种红土镍矿的浸出方法,尤其涉及一种红土镍矿的盐酸常压浸出方法,所述浸出方法能够大幅减少溶液处理量,减少中和剂的加入和中和次数,提高溶液中的镍离子浓度,减少设备总体投资,降低生产成本。
2、为达到此发明目的,本发明采用以下技术方案:
3、第一方面,本发明提供了一种红土镍矿的浸出方法,所述浸出方法包括如下步骤:
4、(1)将红土镍矿和盐酸混合,然后进行浸出,得到浸出液和浸出渣;
5、(2)加热水解步骤(1)所述浸出液,得到铁渣和水解液;
6、(3)将步骤(2)所述水解液进行中和沉铝,得到沉铝液;
7、(4)将步骤(3)所述沉铝液进行沉镍,得到沉镍渣和沉镍后液,热解所述沉镍后液,得到再生氧化镁和盐酸;
8、所述沉镍渣回用于步骤(3)所述中和沉铝过程。
9、本发明所述浸出方法能够使红土镍矿实现常压浸出,得到浸出液,避免大量引入中和剂生成难过滤易吸附氢氧化铁的物质,简化了处理流程,减少了杂质引入,使水解液中含有较高含量的镍和钴,提高了镍钴回收率,大幅削减了设备投资;并且后续沉铝过程中,本发明采用了沉镍过程中产生的沉镍渣,利用其中的氧化锰氧化沉淀铁,尽量避免了其它氧化剂的引入,因此,本发明整体的工艺简单,可大大降低生产成本和设备投资,能够实现工业大规模应用。
10、本发明步骤(1)所述红土镍矿采用研磨后的红土镍矿粉。
11、优选地,步骤(1)所述混合过程中还加入了步骤(2)所述水解液。
12、由于本发明采用加热水解的方式去除铁,未额外添加中和剂,也未调解ph,就实现了铁的去除,因此,得到的水解液中含有残余的酸,从而使得水解液能够回用于步骤(1)的浸出步骤,节省了酸的使用量,并且浸出效果不会受到影响。
13、优选地,步骤(1)所述盐酸的浓度在30%以上,例如可以是30%、31%、33%、35%或38%,但不限于所列举的数值,数值范围内其它未列举的数值同样适用。
14、优选地,步骤(1)所述浸出后,还进行了固液分离,得到所述浸出液和浸出渣。
15、优选地,步骤(1)所述浸出渣包括硅渣。
16、优选地,步骤(1)所述浸出的温度为80-120℃,例如可以是80℃、90℃、100℃、110℃或120℃,时间为1-3h,例如可以是1h、2h或3h,但不限于所列举的数值,数值范围内其它未列举的数值同样适用。
17、优选地,步骤(1)所述浸出在反应釜中进行。
18、优选地,步骤(2)所述加热水解的温度为130-180℃,例如可以是130℃、150℃、170℃或180℃,时间为2-5h,例如可以是2h、3h、4h或5h,但不限于所列举的数值,数值范围内其它未列举的数值同样适用。
19、本发明步骤(2)所述加热水解的温度会影响铁的去除等,若加热水解的温度过高,则生产能耗较高,设备可操作性更差,若加热水解的温度过低,则铁不易发生水解反应,反应效果差。
20、优选地,步骤(2)所述水解液的20-50%回用于步骤(1)的浸出过程,例如可以是20%、30%或50%,但不限于所列举的数值,数值范围内其它未列举的数值同样适用。
21、优选地,步骤(2)所述水解液中,镍的浓度为3-10g/l,例如可以3g/l、5g/l或10g/l,铁的浓度<20g/l,例如可以是18g/l、10g/l或5g/l,但不限于所列举的数值,数值范围内其它未列举的数值同样适用。
22、本发明所述水解液中含有较高浓度的镍,且较低浓度的铁,有利于后续电池级镍化合物的制备,同时表明本发明的除铁效率较高。
23、优选地,步骤(2)所述加热水解后,还进行了固液分离,得到所述铁渣和水解液。
24、优选地,步骤(3)所述中和沉铝的温度为40-80℃,例如可以是40℃、60℃或80℃,时间为2-5h,例如可以是2h、3h或5h,但不限于所列举的数值,数值范围内其它未列举的数值同样适用。
25、优选地,步骤(3)所述中和沉铝后,还进行了固液分离,得到所述铝渣和沉铝液。
26、优选地,步骤(4)所述再生氧化镁回用于步骤(3)所述中和沉铝过程。
27、优选地,步骤(4)所述沉镍包括依次进行的一次沉镍和二次沉镍。
28、优选地,所述二次沉镍得到二次沉镍渣和步骤(4)所述沉镍后液,所述二次沉镍渣作为中和剂回用于步骤(3)所述中和沉铝过程。
29、优选地,所述一次沉镍得到的一次沉镍渣包括镍钴渣,所述镍钴渣精制得到电池级硫酸镍。
30、本发明所述通过两次沉镍不仅实现了镍钴渣的回收,还能利用二次沉镍渣作为中和剂去中和沉铝,因此,本发明一次沉镍渣的精制得到了电池级镍化合物,二次沉镍渣充分进行了回收利用,进一步避免了额外氧化剂的加入。
31、优选地,所述一次沉镍采用的沉镍剂包括步骤(4)所述的再生氧化镁。
32、优选地,所述二次沉镍采用的沉镍剂包括步骤(4)所述的再生氧化镁。
33、本发明在沉镍过程中,采用本发明最终得到的再生产物作为沉镍剂,实现了资源最大化应用。
34、优选地,步骤(4)所述盐酸回用于步骤(1)所述浸出过程中。
35、本发明所述浸出方法最终还得到了盐酸,实现了盐酸的再循环利用。
36、优选地,步骤(4)所述热解的温度为600-800℃,例如可以是600℃、700℃或800℃,时间为1-3h,例如可以是1h、2h或3h,但不限于所列举的数值,数值范围内其它未列举的数值同样适用。
37、作为本发明优选的技术方案,所述浸出方法包括如下步骤:
38、(1)将红土镍矿、盐酸和步骤(2)所述水解液混合,然后在80-120℃的温度下浸出1-3h,浸出结束后进行固液分离,得到浸出液和硅渣;
39、(2)以130-180℃的温度加热水解步骤(1)所述浸出液2-5h,然后进行固液分离,得到铁渣和水解液,其中,20-50%的水解液回用于步骤(1)所述浸出过程中;
40、所述水解液中,镍的浓度为3-10g/l,铁的浓度<20g/l;
41、(3)将剩余的步骤(2)所述水解液在40-80℃的温度下中和沉铝2-5h,然后进行固液分离,得到铝渣和沉铝液;
42、(4)将步骤(3)所述沉铝液依次进行一次沉镍和二次沉镍,得到一次沉镍渣、二次沉镍渣和沉镍后液,热解所述沉镍后液,得到再生氧化镁和盐酸;
43、所述二次沉镍渣作为中和剂回用于步骤(3)所述中和沉铝过程;所述一次沉镍渣包括镍钴渣,镍钴渣精制得到电池级硫酸镍;
44、所述再生氧化镁作为沉镍剂回用于一次沉镍和二次沉镍过程,并还作为中和剂回用于步骤(3)所述中和沉铝过程;所述热解得到的盐酸回用步骤(1)所述浸出过程。
45、相对于现有技术,本发明具有以下有益效果:
46、针对现有湿法浸出过程中出现的问题,本发明通过常压反应、高温水解以及部分返回循环利用的方法处理红土镍矿,因此发明具备如下优势:
47、(1)本发明可以分别得到较为纯净的硅渣、铁渣和铝渣,减轻了后续废渣的处理压力,有利于最终制备铁、铝和硅产品;
48、(2)本发明能够回用部分盐酸,减少盐酸加入量,降低生产成本;
49、(3)进行后续中和处理的水解液中镍、钴含量高,能大幅削减设备投资;
50、(4)绝大部分的铁采用水解的方法去除,避免大量引入中和剂生成难过滤易吸附氢氧化铁,简化处理流程,减少杂质引入,提高镍钴回收率;
51、(5)采用二次沉镍渣作为中和沉铝中和剂,利用其中的氧化锰氧化沉淀铁,避免了其它氧化剂的引入;
52、(6)本发明具备工艺简单、可大大降低生产成本和设备投资,能够工业化大规模应用的优势。
1.一种红土镍矿的浸出方法,其特征在于,所述浸出方法包括如下步骤:
2.根据权利要求1所述的浸出方法,其特征在于,步骤(1)所述混合过程中还加入了步骤(2)所述水解液;
3.根据权利要求1或2所述的浸出方法,其特征在于,步骤(1)所述浸出的温度为80-120℃,时间为1-3h;
4.根据权利要求1-3任一项所述的浸出方法,其特征在于,步骤(2)所述加热水解的温度为130-180℃,时间为2-5h;
5.根据权利要求1-4任一项所述的浸出方法,其特征在于,步骤(2)所述水解液中,镍的浓度为3-10g/l,铁的浓度<20g/l;
6.根据权利要求1-5任一项所述的浸出方法,其特征在于,步骤(3)所述中和沉铝的温度为40-80℃,时间为2-5h;
7.根据权利要求1-6任一项所述的浸出方法,其特征在于,步骤(4)所述再生氧化镁回用于步骤(3)所述中和沉铝过程;
8.根据权利要求7所述的浸出方法,其特征在于,所述一次沉镍采用的沉镍剂包括步骤(4)所述的再生氧化镁;
9.根据权利要求1-8任一项所述的浸出方法,其特征在于,步骤(4)所述盐酸回用于步骤(1)所述浸出过程中;
10.根据权利要求1-9任一项所述的浸出方法,其特征在于,所述浸出方法包括如下步骤: