CN101565837B - 一种红土矿镍钴富集物生产电镍的方法 - Google Patents

一种红土矿镍钴富集物生产电镍的方法 Download PDF

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Abstract

一种红土矿镍钴富集物生产电镍的方法，涉及一种电解镍的生产方法，特别是利用红土矿生产电镍的方法。其特征在于其生产是将红土矿镍钴富集物进行干燥脱水、加入焦炭和石英，混料、制成团料后，在300～1000℃温度下预处理；再在1000～1600℃下高温处理后，分离渣相，制成电解阳极，电解生产电解镍。本发明的一种红土矿镍钴富集物生产电镍的方法，将镍红土矿冶炼过程中产出的镍钴富集物，采用“干燥-预处理-高温分解-电解”工艺生产电镍，具有金属回收率高、流程简单的优点，同时此流程也适用于处理镍钴硫化物和镍钴废料，原料适用性较广、投资少、生产成本低，镍钴回收率高，环境污染小等特点。

Description

一种红土矿镍钴富集物生产电镍的方法
技术领域
一种红土矿镍钴富集物生产电镍的方法，涉及一种电解镍的生产方法，特别是利用红土矿生产电镍的方法。
背景技术
镍是重要的战略物资，但我国镍资源短缺、供需缺口较大，大部分原料或成品需要从国外进口。
目前，电镍多以硫化矿为原料，经粗炼制成高冰镍或硫化物阳极，精炼生产电镍。工艺主要包括四种：(1)“硫化镍阳极直接电解”，(2)“高冰镍硫酸选择性浸出-净化-电积”，(3)“高冰镍氯化精炼”和(4)“镍精矿焙烧-还原熔炼-金属阳极电解”。
在已有的电镍生产工艺中，“硫化镍阳极电解”工艺电镍质量好，但镍损失大，残极率高；“高冰镍硫酸选择性浸出”是镍湿法精炼的经典流程，现多家工厂采用，具有综合回收率高、设备腐蚀性小等优点，工艺过程较为灵活；“高冰镍氯化精炼”主要缺点是设备腐蚀性强，氯气回收系统复杂；“粗镍阳极电解精炼”是镍冶炼的传统工艺，高镍锍经氧化焙烧后，用电炉或反射炉进行还原熔炼浇铸成粗镍阳极，电解生产电镍。
到目前为止，采用红土矿的开发利用中，湿法冶炼高压酸浸、常压搅拌浸出或堆浸工艺，可以得到冶炼产出的镍钴富集物，该镍钴富集物的品位在25％～35％不等，其镍钴富集物包括氢氧化镍钴富集物、碳酸镍钴富集物、氧化镍钴富集物、硫化镍钴富集物；但是镍钴富集物生产电镍还没有成熟的工艺。由于镍红土矿处理产出的镍钴富集物中镁等杂质含量较高，直接采用湿法处理较难解决镁积累的问题，杂质高，金属回收率低，生产成本高。
发明内容
本发明的目的就是针对上述已有技术存在的不足，提供一种有效解决镁积累的问题，去除杂质，提高金属回收率，降低生产成本的红土矿镍钴富集物生产电镍的方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
一种红土矿镍钴富集物生产电镍的方法，其特征在于其生产步骤依次包括
(1)将红土矿镍钴富集物进行干燥脱水；
(2)将干燥脱水后的红土矿镍钴富集物加入焦炭和石英，混料后压制成团料；
(3)将压制的团料后，在300～1000℃温度下，预处理1～6h；
(4)将预处理后的物料在1000～1600℃下，高温处理0.5～6h；
(5)高温处理后，分离渣相后，制成电解阳极，电解生产电解镍。
本发明的一种红土矿镍钴富集物生产电镍的方法，其特征在于所述的红土矿镍钴富集物包括氢氧化镍钴富集物、碳酸镍钴富集物、氧化镍钴富集物、硫化镍钴富集物或者镍钴废料的一种或混合物。
本发明的一种红土矿镍钴富集物生产电镍的方法，其特征在于所述的红土矿镍钴富集物进行干燥脱水至含水重量为8％～12％。
本发明的一种红土矿镍钴富集物生产电镍的方法，其特征在于所述的电解生产电解镍过程电解过程中，杂质元素Fe2+、Cu2+、Co2+、Zn2+进入阳极液，分别采用中和除铁、硫化沉淀除铜锌铅、氯气沉钴除去；中和除铁法用空气将溶液中的Fe2+氧化为Fe3+，用碳酸镍调节溶液pH值使铁水解沉淀；硫化除杂温度控制在20～80℃，时间控制在10～120min；氯气沉钴的温度控制在20～90℃，溶液pH值控制在2.0～5.0；溶液中的锌、铅采用树脂交换法除去；产出的钴渣加入硫酸浸出，进行中和除铁，温度控制在20～100℃，经萃取除杂分离钴镍后，反萃液蒸发结晶生产氯化钴或电积生产电钴，萃余液为硫酸镍并入除铁后液中。
本发明的方法，将镍钴富集物经干燥、混料、压团等预处理工序候，再进行高温分解，将镍、钴、铜与杂质镁、铝、锰、铁、钙等分离，分离获得的镍钴产物直接进行电解生产电解镍。电解过程中，杂质元素Fe2+、Cu2+、Co2+、Zn2+等进入阳极液，分别采用中和除铁、硫化沉淀除铜锌铅、氯气沉钴等除去。中和除铁法用空气将溶液中的Fe2+氧化为Fe3+，用碳酸镍调节溶液pH值使铁水解沉淀。
主反应为：Fe3++3H2O→Fe(OH)3↓+3H+
硫化除杂温度控制在20～80℃，时间控制在10～120min，镍直收率大于99.9％。硫化沉淀反应如下：
Cu2++H2S→CuS↓+H+
Zn2++H2S→ZnS↓+2H+
Pb2++H2S→PbS↓+2H+
氯气沉钴的温度控制在20～90℃，溶液pH值控制在2.0～5.0，最终溶液中钴含量低于0.01g/L，钴渣含镍9％～12％，含钴5％～6％。主要反应为：
Cl2+2e＝2Cl-
Co2+-2e＝2Co3+
2Co3++6H2O＝2Co(OH)3↓+6H+
溶液中的锌、铅等采用树脂交换法除去。
产出的钴渣加入硫酸浸出，进行中和除铁，温度控制在20～100℃，经萃取除杂分离钴镍后，反萃液蒸发结晶生产氯化钴或电积生产电钴，萃余液主要为硫酸镍并入主流程除铁后液中。
本发明的一种红土矿镍钴富集物生产电镍的方法，将镍红土矿冶炼过程中产出的镍钴富集物，采用“干燥-预处理-高温分解-电解”工艺生产电镍，具有金属回收率高、流程简单的优点，同时此流程也适用于处理镍钴硫化物和镍钴废料，原料适用性较广。
具体实施方式
一种红土矿镍钴富集物生产电镍的方法，其生产步骤依次包括：(1)将红土矿镍钴富集物进行干燥脱水；(2)将干燥脱水后的红土矿镍钴富集物加入5％～15％的焦炭和5％～15％的石英，混料后压制成团料；(3)将压制的团料在300～1000℃温度下，预处理1～6h；(4)将预处理后的物料在1000～1600℃下，高温处理0.5～6h；(5)高温处理后，分离渣相后，制成电解阳极，电解生产电解镍。
为了更清楚的说明本发明。列举以下实例，但其对发明的范围无任何限制。
实施例1
将镍钴富集物(Ni 24.80％，Co 1.16％，Mg 3.42％，Mn 3.01％，Fe 1.55％)(干计)用烘箱在95℃下烘干至水含量为8％。称取100g干燥后物料，配入10g焦碳和10g石英，在900℃下在马弗炉中预处理2h，产出还原后料69.6g。将预处理后物料在1600℃下高温分解0.5h，产出渣40g(Ni 1.64％，Co 0.042，Si 14.6，Mg 28.8，Mn 14.3)，镍钴富集物35g，成分为：Ni 85.5％，Co 4.03％，Si 0.28％，Mg＜0.005％，Mn 4.2％。
镍钴物在槽电压1.8～2.2V条件下进行电解，电解温度为60～65℃，阴极沉积镍的电流效率为98.6％，粗镍阳极溶解的电流效率为82％，得30g合格电镍。阳极液经氧化中和除铁、硫化除铜和氯气除钴后返回使用。镍钴总回收率可分别达到96％和90％以上。
实施例2
将镍钴富集物(Ni 20.15％，Co 0.95％，Mg 2.85％，Mn 2.69％，Fe 2.01％)(干计)用烘箱在95℃下烘干至水含量为12％。称取100g干燥后物料，配入5g焦碳和5g石英，在300℃下在马弗炉中预处理6h，产出还原后料72.35g。将预处理后物料在1000℃下高温分解6h，产出渣42g(Ni 1.22％，Co 0.035，Si12.34，Mg25.6，Mn 12.3)，镍钴富集物29g，成分为：Ni 84.9％，Co 3.85％，Si 0.25％，Mg＜0.005％，Mn 2.1％。
镍钴物在槽电压1.8～2.2V条件下进行电解，电解温度为60～65℃，阴极沉积镍的电流效率为98.5％，粗镍阳极溶解的电流效率为81％，得26g合格电镍。阳极液经氧化中和除铁、硫化除铜和氯气除钴后返回使用。镍钴总回收率可分别达到96％和90％以上。
实施例3
将镍钴富集物(Ni 25.68％，Co 1.13％，Mg 2.49％，Mn 2.87％，Fe 2.56％)(干计)用烘箱在95℃下烘干至水含量为10％。称取100g干燥后物料，配入10g焦碳和10g石英，在1200℃下在马弗炉中预处理1h，产出还原后料68.54g。将预处理后物料在1200℃下高温分解3h，产出渣39g(Ni 1.43％，Co 0.028，Si 12.34，Mg 23.45，Mn 13.6)，镍钴富集物28g，成分为：Ni 85.67％，Co 4.03％，Si 0.34％，Mg＜0.005％，Mn 2.6％。

Claims (4)

1.一种红土矿镍钴富集物生产电镍的方法，其特征在于其生产步骤依次包括：
(1)将红土矿镍钴富集物进行干燥脱水；
(2)将干燥脱水后的红土矿镍钴富集物加入焦炭和石英，混料后压制成团料；
(3)将压制的团料在300～1000℃温度下，预处理1～6h；
(4)将预处理后的物料在1000～1600℃下，高温处理0.5～6h；
(5)高温处理后，分离渣相后，制成电解阳极，电解生产电解镍。
2.根据权利要求1所述的一种红土矿镍钴富集物生产电镍的方法，其特征在于所述的红土矿镍钴富集物包括氢氧化镍钴富集物、碳酸镍钴富集物、氧化镍钴富集物、硫化镍钴富集物或者镍钴废料的一种或混合物。
3.根据权利要求1所述的一种红土矿镍钴富集物生产电镍的方法，其特征在于所述的红土矿镍钴富集物进行干燥脱水至含水重量为8％～12％。
4.根据权利要求1所述的一种红土矿镍钴富集物生产电镍的方法，其特征在于所述的电解生产电解镍过程中，杂质元素Fe2+、Cu2+、Co2+、Zn2+进入阳极液，分别采用中和除铁、硫化沉淀除铜锌铅、氯气沉钴除去；中和除铁法用空气将溶液中的Fe2+氧化为Fe3+，用碳酸镍调节溶液pH值使铁水解沉淀；硫化除杂温度控制在20～80℃，时间控制在10～120min；氯气沉钴的温度控制在20～90℃，溶液pH值控制在2.0～5.0；溶液中的锌、铅采用树脂交换法除去；产出的钴渣加入硫酸浸出，进行中和除铁，温度控制在20～100℃，经萃取除杂分离钴镍后，反萃液蒸发结晶生产氯化钴或电积生产电钴，萃余液为硫酸镍并入除铁后液中。
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