CN101338367B - 富集与提纯镍、钴或铜离子的方法 - Google Patents

富集与提纯镍、钴或铜离子的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种富集与提纯镍、钴或铜离子的方法，其特征在于，将含有镍、钴或铜离子中的一种或几种的溶液中的杂质离子生成沉淀，使用树脂吸附镍、钴或铜离子中的一种或几种，酸洗树脂，即可富集与提纯镍、钴或铜离子。本发明的有益效果为，无需加热，能耗低，无需使用化学药剂(Na 2S、NaOH)，采用低廉的CaCO 3或MgO粉末，并用高选择性螯合树脂吸附Ni、Co、Cu离子，有价金属的收率高，而且分离余液Na含量低，废水处理后能够循环使用，减少环境污染。而且生产成本低，综合经济效益高。

Description

富集与提纯镍、钴或铜离子的方法
技术领域
本发明涉及一种富集与提纯镍、钴或铜离子的方法。
背景技术
对于那些不能采用现有选矿技术进行富集的镍、钴、铜矿，常用的冶金方法是酸浸，酸浸的原料是硫酸、盐酸、硝酸或它们的混合酸。酸浸的方法分为高压、加温反应法；常温稀酸喷淋法；细菌生化法；矿石粉碎酸浸取法等。受原料成分影响，最后的金属酸浸取液含有大量的杂质：Fe离子、Mg离子、Ca离子等价值不高的金属杂质。
下面是几种酸浸取液的成分：
例一.国内低品位表面氧化镍与硫化镍混合矿细菌生化浸取液
Figure G2008100416952D00011
例二.国内某红土镍矿酸浸取液
Figure G2008100416952D00012
例三.国外某红土镍矿浸取液
这些金属酸溶液，从中分离富集Ni、Co、Cu离子，去除Fe、Mg、Na、Ca杂质。现有国内外常用方法如下：
第一种先用黄钠铁钒法除铁，溶液升温至90多度，加碱和氧化剂，将Fe离子生成黄钠铁钒沉淀，然后用固液分离方法(例如板框压滤)去除铁，余液用萃取剂萃取Ni、Co、Cu。该方法能耗高，碱用量大，它的金属提取率为90-98％。
第二种是黄钠铁钒法除铁后，加Na2S沉淀NiS、CoS、CuS，然后用固液分离方法得到金属的硫化物，最后用还原法或火法进一步分离和提纯Ni、Co、Cu，这种方法同样能耗高，碱、Na2S用量大，生产流程长，金属收率为90-96％。
第三种是先加Ca(OH)2和氧化剂，调节pH至4.0-5.0，使铁离子生成Fe(OH)3固体，再用固液分离法除铁，余液用Na2S沉淀或加萃取液回收Ni、Co、Cu，该方法虽然碱和热用量降下来了，但金属收率也降下来了，一般为80-90％，原因是Fe(OH)3吸附共沉了一部分有价金属离子。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中的缺点，提供一种高收率的富集镍、钴或铜离子的方法。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案实现：
一种富集与提纯镍、钴或铜离子的方法，其特征在于，将含有镍、钴或铜离子中的一种或几种的溶液中的杂质离子生成沉淀，然后使用树脂吸附镍、钴或铜离子中的一种或几种，酸洗树脂，即可富集与提纯镍、钴或铜离子。
其中，所述的杂质离子为二价铁离子、三价铁离子或钙离子中的一种或几种。
其中，使二价铁离子生成沉淀的步骤为：将Fe2+氧化为Fe3+，再将溶液pH调整为3.5-6.0。
其中，采用曝气或加入氧化剂的方法将Fe2+氧化为Fe3+。
其中，加入CaCO3或MgO调节pH值。
使钙离子生成沉淀并非必须的步骤，因为要加入碳酸钙调节pH值，溶液中含有硫酸根时，加入的CaCO3会生成CaSO4，CaSO4含量饱和后，就会以沉淀形式存在。
其中，所述的树脂为对镍、钴或铜离子的吸附选择性优于对镁、钙和钠离子吸附选择性。
其中，所述的树脂为亚胺基二乙酸型树脂。优选为亚胺基二乙酸钠。
交换用的树脂是一种能优先吸附Ni、Co、Cu的树脂，它对Ni、Co、Cu选择吸附性远远大于Ca、Mg、Na，使交换吸附Ni、Co、Cu离子时，溶液中留下Ca、Mg、Na等杂质。交换树脂除了吸附水中的金属离子外，还能交换吸附被Fe(OH)3和其它固体物吸附的Ni、Co、Cu离子，使有价金属离子的收率大于99％。
其中，酸洗树脂所使用的酸选自硫酸、盐酸或硝酸中的一种或几种。
本发明的有益效果为，无需加热，能耗低，无需使用化学药剂(Na2S、NaOH)，采用低廉的CaCO3或MgO粉末调节pH，并用高选择性鳌合树脂吸附Ni、Co、Cu离子，有价金属的收率高，而且分离余液Na含量低，废水处理后能够循环使用，减少环境污染。这种方法生产成本低，综合经济效益高。
附图说明
图1为本发明工艺流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明：
实施例1
将含有镍、钴或铜离子中的一种或几种的酸浸取液在机械搅拌或空气搅拌状态下加CaCO3或MgO粉的悬浊液，CaCO3与水的质量比为1:5至1:30，保证加入酸浸取液后有足够的流动性，不结块。CaCO3和MgO的粒径小于100μm。采用曝气方式将将Fe2+氧化为Fe3+，CaCO3的加入量以pH达到4.0，Fe3+全部生成Fe(OH)3沉淀为准。
这时候的酸浸取液含有Fe(OH)3和CaSO4固体杂质，如果固含量高，流动性差，则加入水调整粘稠度，保证液体具有良好的流动性。
下一步将调整好流动性的溶液移入多级交换床，交换床内使用亚胺基二乙酸钠型树脂，溶液从交换床底部进入，从上部流出，以使交换床内的树脂以流动性状态存在，以免固体杂质使树脂结块，影响树脂交换能力，交换床采用三级以上串联运行，每级交换床亚胺基二乙酸钠树脂与溶液的接触时间为10分钟以上，以使亚胺基二乙酸钠与溶液充分接触，使树脂充分吸附溶液中的Ni2+、Co2+、Cu2+等需回收分离的金属离子，以最后一级交换床内溶液中Ni2+、Co2+或Cu2+的浓度小于3mg/L。
再生方法：用7％HCl或10％H2SO4，酸用量为1.0-1.2BV(Bed Volume，离子交换床的床体积)，交换流速为2-4BV/h。再生后的树脂用水洗至出水pH>4.0。再生时吸附在树脂上的Ni2+、Co2+、Cu2+和H+交换，再生液中留下NiSO4、CoSO4、CuSO4；或NiCl、CoCI、CuCl等，即可实现富集与提纯Ni2+、Co2+或Cu2+的目的。恢复再生能力的再生树脂可以重新用于金属吸附。
上述实施例中的曝气方式，可以改用加入氧化剂的方式代替，常见氧化剂均可使用，优选氧化剂为次氯酸钠、氯气或双氧水。
实施例2
重复实施例1，但CaCO3的加入量以pH达到3.5，Fe3+全部生成Fe(OH)3沉淀为准，其余步骤与实施例1相同。
实施例3
重复实施例1，但CaCO3的加入量以pH达到5.5，Fe3+全部生成Fe(OH)3沉淀为准，其余步骤与实施例1相同。
实施例4
重复实施例1，但CaCO3的加入量以pH达到6.0，Fe3+全部生成Fe(OH)3沉淀为准，其余步骤与实施例1相同。
使用上述实施例1-3所述的方法处理以下三种溶液前后对比数据如下：
使用实施例1处理国内某表面低品位矿细菌生化浸取液。加CaCO3量为35g/L，加水稀释1倍。
Figure G2008100416952D00041
使用实施例2方法处理国内某红土镍矿酸浸液
加CaCO3量为20g/L，加水稀释20％。
使用实施例3处理国外某红土镍矿粉碎后酸浸液
加CaCO3量为45g/L，加水稀释1.5倍。
Figure G2008100416952D00043
上述实施例仅用于对本发明进行说明，并不构成对权利要求范围的限制，本领域技术人员可以想到的其他替代手段，均在本发明权利要求范围内。

Claims (3)

1.一种富集与提纯镍、钴或铜离子的方法，其特征在于，将含有镍、钴或铜离子中的一种或几种的溶液中的杂质离子生成沉淀，使用树脂吸附镍、钴或铜离子中的一种或几种，酸洗树脂，即可富集与提纯镍、钴或铜离子；所述的杂质离子为二价铁离子、三价铁离子或钙离子中的一种或几种；使二价铁离子生成沉淀的步骤为：将Fe2+氧化为Fe3+，再加入CaCO3或MgO将溶液pH调整为3.5-6.0；所述的树脂为亚胺基二乙酸型树脂。
2.根据权利要求1所述的富集与提纯镍、钴或铜离子的方法，其特征在于，采用曝气或加入氧化剂的方法将Fe2+氧化为Fe3+。
3.根据权利要求1所述的富集与提纯镍、钴或铜离子的方法，其特征在于，酸洗树脂所使用的酸选自硫酸、盐酸或硝酸中的一种或几种。
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Denomination of invention: Method for enriching and purifying nickel, cobalt or copper ions

Granted publication date: 20110119

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