CN102181666A - 一种红土镍矿浸出液处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于溶剂萃取技术、分离红土镍矿浸出液中镍、镁、钴的方法，其特征在于，调节浸出液的pH值到3.5～5.5，先用磷酸二异辛酯将杂质萃入有机相，然后用2-乙基己基膦酸单2—乙基己基酯萃取钴镁，镍留在水相中而获得与钴镁分离，将萃取钴镁后的有机相先用稍低浓度的硫酸液进行多级逆流洗镁。镁进入水相中，钴留在有机相中，获得钴与镁的分离。然后用稍高浓度的硫酸液反萃钴，获得高纯度的硫酸钴溶液。本发明提出的方法工艺简单、不需要消耗较贵的试剂，能够有效地分离红土镍矿浸出液中镍、镁、钴，生产出高纯度的硫酸镍、硫酸钴溶液，镍、钴的回收率高，还能回收镁。

Description

一种红土镍矿浸出液处理方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种红土镍矿浸出液的处理方法，尤其涉及一种从红土镍矿浸出液中萃取分离镍、镁、钴的方法。

背景技术

[0002] 红土镍矿中含有约5〜25%的镁，矿的浸出提镍过程，浸矿用的酸主要消耗在溶解这部份镁上，矿中约90%的镁在浸出过程随镍一起进入溶液中，在后续镍的冶金过程镁或多或少地伴随镍进入流程中，镍镁的分离成为湿法提镍的一大问题。目前，硫酸镍溶液中镁的去除一般采用化学沉淀法，采用氟化钠或氟化铵等可溶性氟化物通过与镁反应生成不溶性的氟化镁沉淀而除去。由于硫酸镍溶液中含有大量的镁，采用这种方式处理，一方面需要消耗大量较贵的氟化物试剂，镁的分离方法不经济；另一方面会引入氟化物杂质，对后续硫酸镍的提纯过程有影响；此外也不能分离溶液中的镍钴。也有采用交换床离子交换树脂吸附镍而不吸附镁的分离方法，这种方法也不能分离镍钴，另外这种方法的操作成本较高。

发明内容

[0003] 本发明的目的是针对现有的湿法提镍冶金工艺中存在的不足，提供一种基于溶剂萃取技术、分离红土镍矿浸出液中镍、镁、钴的方法，本发明提出的方法工艺简单、不需要消耗较贵的试剂，能够有效地分离红土镍矿浸出液中镍、镁、钴，生产出高纯度的硫酸镍、硫酸钴溶液，镍、钴的回收率高，还能回收镁。

[0004] 上述目的是通过下述方案实现的：

一种红土镍矿硫酸浸出液处理方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(a)调节红土镍矿硫酸浸出液的PH值到3. 5〜5. 5，使用有机磷酸萃取剂对该浸出液进行多级逆流萃取，将其中的铁、锰、铜、锌、钙萃入有机相，获得只含有镍、钴、镁的水溶液；

(b)将（a)步骤获得的水溶液使用有机磷酸萃取剂进行多级逆流萃取，将钴、镁萃入有机相中，镍保留在水溶液中，获得不含钴、镁的纯净硫酸镍水溶液；

(c)将（b)步骤中萃取后负载有钴、镁的有机萃取剂用硫酸溶液进行多级逆流反萃镁， 将镁洗入水溶液，而钴仍保留在有机萃取剂中；

(d)将（c)步骤中反萃分离镁后的有机相用硫酸溶液反萃钴，将钴转入水溶液中以硫酸钴的形式回收钴；

(e)将（d)步骤中反萃钴后的有机相用6mol/L的盐酸反萃铁，将有机相中残留的铁洗脱，然后用纯水洗涤反萃铁后的有机相，洗去有机相中混入的氯离子。

[0005] (f)将经（e)步骤处理后的有机相与氢氧化钠溶液混合进行皂化处理，处理后的有机相再与纯净的硫酸镍溶液混合进行镍转化，再将转化后的有机相返回步骤（b)。

[0006] 根据所述的方法，其特征在于，在步骤（a)中使用磷酸二异辛酯为主成份的萃取剂，其组成为：磷酸二异辛脂体积百分比为10〜25%，磺化煤油体积百分比为75〜90% ；有机相与水相的体积比0/Α=1 ：1〜5，萃取级数为3〜12级。[0007] 根据所述的方法，其特征在于，在步骤（b)中使用2-乙基己基膦酸单2-乙基己基酯为主成份的萃取剂，其组成为：2_乙基己基膦酸单2—乙基己基酯体积百分比为10〜 25%，磺化煤油体积百分比为75〜90% ；有机相与水相的体积比0/Α=1 ：1〜5，萃取级数为 3〜10级。

[0008] 根据所述的方法，其特征在于，在步骤（C)中反萃镁的硫酸溶液浓度为0.5〜

1. Omol/L，有机相与水相的体积比0/Α=1 ：1〜5，萃取级数为3〜12级。

[0009] 根据所述的方法，其特征在于，在步骤（d)中反萃钴的硫酸溶液浓度为1.5〜

2. Omol/L，有机相与水相的体积比0/Α=1 :1〜5。

[0010] 根据所述的方法，其特征在于，在步骤（f)中氢氧化钠溶液的浓度为500g/L，皂化率为60〜70%，硫酸镍溶液的中镍浓度为30〜80g/L，有机相中镍的转化率为60〜90%。

[0011] 本发明的有益效果：本发明提出的方法工艺简单、成本低、不需要消耗较贵的试齐IJ，能够有效地分离红土镍矿浸出液中镍、镁、钴，生产出高纯度的硫酸镍、硫酸钴溶液，镍、 钴的回收率高，还能回收镁。

附图说明

[0012] 图1是本发明的工艺流程图。

具体实施方式

[0013] 特定术语的解释：

P204 ：磷酸二异辛酯的商品名称，也称为D2EHPA，化学结构式为

RO O

P / \ RO OiI

P507 ：2-乙基己基膦酸单2—乙基己基酯的商品名称，化学结构式为

RO O \夕 P

./ \ R _

皂化处理：用氢氧化钠溶液与有机萃取剂混合产生有机萃取剂中的质子与钠离子置换的化学反应。

_ O _ O

[0014] x^ + NaOH = 、p, + H，0

/ \ / \

R OH R ONa

_ O

皂化率：经皂化处理后萃取剂中钠盐型 、ρ, 占全部萃取剂质量的百分数。

Z \ R ONa[0015] 镍转换：钠盐型萃取剂与纯硫酸镍溶液混合发生钠盐型向镍盐型转变的化学反应。

[0016]

镍转换率：经镍转化处理后萃取剂中镍盐型

[0017] 萃余液：经过了溶剂萃取后的水相溶液。

[0018] 实施例1

红土镍矿经过常压硫酸浸出、黄钠铁钒除杂、固液分离、浓缩酸溶后，调整溶液的PH值到3. 5，以含10%的P204、90%磺化煤油的有机萃取剂，在有机相与水相的体积比0/Α=1 ：5的条件下，经12级逆流溶剂萃取除去铁、锰、铜、锌等杂质，获得的萃余液成分：Fe、Mn、CU、Zn 均小于 0. 001g/L ；钴 0. 48g/l，镁 6. 62g/l，镍 70. 36g/l。此萃余液以含 10% 的 P507、90% 磺化煤油的有机萃取剂，在有机相与水相的体积比0/Α=1 ：5的条件下，经10级逆流溶剂萃取， 将钴镁萃入P507有机相，镍留在水相中。萃取前P507的处理步骤为：将P507与磺化煤油溶剂按1 :9的体积比进行混合，加入500g/L浓度的氢氧化钠溶液进行皂化处理，通过氢氧化钠溶液的加入量来控制P507钠皂化率在60%，最后将皂后的P507有机相与含镍80 g/Ι的纯硫酸镍溶液进行镍转化处理，测定有机相中镍的转化率达到60%以上即可分相，获得的载镍P507有机萃取剂进入流程萃取钴镁。经萃取钴镁后的硫酸镍溶液成份为：Ni 70. 30g/ L，Co<0. Olg/L, Mg<0. lg/L，Fe、Mn、Cu、Zn等杂质均小于0. 0005g/L，此硫酸镍溶液可直接送去电解生产金属镍或生产镍盐产品。经萃取后负载钴镁的P507有机相，用浓度1. Omol/ L的硫酸溶液，以有机相与水相的体积比0/Α=1 :1，级数为3级的条件下反萃镁，将有机相中的镁洗入水相中，送去回收硫酸镁，钴仍留在有机相中。然后将洗镁后的有机相以2. Omol/ L浓度的硫酸溶液反萃钴，有机相与水相的体积比0/A=5 :1。获得钴浓度为50g/L的高纯硫酸钴溶液，该硫酸钴水溶液可直接送去电解生产金属钴或生产钴盐产品。经反萃钴后的 P507有机相用6mol/L的盐酸反萃铁，将有机相中残留的铁洗脱，然后用纯水洗涤反萃铁后的有机相，洗去有机相中混入的氯离子后的P507有机相返回萃取除钴镁的流程。

[0019] 实施例2

红土镍矿经过常压硫酸浸出、黄钠铁钒除杂、固液分离、浓缩酸溶后，调整溶液的PH值到5. 5，以含25%的P204、75%磺化煤油的有机萃取剂，在有机相与水相的体积比0/Α=1 ：1 的条件下，经3级逆流溶剂萃取除去铁、锰、铜、锌等杂质，获得的萃余液成分：Fe、Mn、Cu、 Zn 均小于 0. 00lg/L ；钴 0. 55g/l，镁 7. 5g/l，镍 68. 62g/l。此萃余液以含 25% 的 P507、75% 磺化煤油的有机萃取剂，在有机相与水相的体积比0/Α=1 ：1的条件下，经3级逆流溶剂萃取，将钴镁萃入P507有机相，镍留在水相中。萃取前P507的处理步骤为：将P507与磺化煤油溶剂按1 :3的体积比进行混合，加入500g/L浓度的氢氧化钠溶液进行皂化处理，通过氢氧化钠溶液的加入量来控制P507钠皂化率在70%，最后将皂后的P507有机相与含镍30 g/L的纯硫酸镍溶液进行镍转化处理，测定有机相中镍的转化率达到90%以上即可分相， 获得的载镍P507有机萃取剂进入流程萃取钴镁。经萃取钴镁后的硫酸镍溶液成份为：Ni 68. 56. 30g/L, Co<0. 01g/L, Mg<0. lg/L，Fe、Mn、Cu、Zn 等杂质均小于 0. OOlg/L,此硫酸镍溶液可直接送去电解生产金属镍或生产镍盐产品。经萃取后负载钴镁的P507有机相，用浓度

0.5mol/L的硫酸溶液，以有机相与水相的体积比0/Α=1 :5，级数为12级的条件下反萃镁，将有机相中的镁洗入水相中，送去回收硫酸镁，钴仍留在有机相中。然后将洗镁后的有机相以

1.5mol/L浓度的硫酸溶液反萃钴，有机相与水相的体积比0/A=10 :1。获得钴浓度为80g/L 的高纯硫酸钴溶液，该硫酸钴水溶液可直接送去电解生产金属钴或生产钴盐产品。经反萃钴后的P507有机相用6mol/L的盐酸反萃铁，将有机相中残留的铁洗脱，然后用纯水洗涤反萃铁后的有机相，洗去有机相中混入的氯离子后的P507有机相返回萃取除钴镁的流程。 [0020] 实施例3

红土镍矿经过常压硫酸浸出、黄钠铁钒除杂、固液分离、浓缩酸溶后，调整溶液的PH值到4. 5，以含15%的P204、85%磺化煤油的有机萃取剂，在有机相与水相的体积比0/Α=1 ：3的条件下，经10级逆流溶剂萃取除去铁、锰、铜、锌等杂质，获得的萃余液成分：Fe、Mn、CU、Zn 均小于 0. 001g/L ；钴 0. 41g/l，镁 5. 62g/l，镍 75. 31g/l。此萃余液以含 15% 的 P507、85% 磺化煤油的有机萃取剂，在有机相与水相的体积比0/Α=1 ：4的条件下，经6级逆流溶剂萃取， 将钴镁萃入P507有机相，镍留在水相中。萃取前P507的处理步骤为：将P507与磺化煤油溶剂按3 :17的体积比进行混合，加入500g/L浓度的氢氧化钠溶液进行皂化处理，通过氢氧化钠溶液的加入量来控制P507钠皂化率在65%，最后将皂后的P507有机相与含镍60 g/Ι的纯硫酸镍溶液进行镍转化处理，测定有机相中镍的转化率达到70%以上即可分相，获得的载镍P507有机萃取剂进入流程萃取钴镁。经萃取钴镁后的硫酸镍溶液成份为：Ni 75. 30g/ L，Co<0. Olg/L, Mg<0. lg/L, Fe、Mn、Cu、Zn等杂质均小于0. 0005g/L，此硫酸镍溶液可直接送去电解生产金属镍或生产镍盐产品。经萃取后负载钴镁的P507有机相，用浓度0. Smol/ L的硫酸溶液，以有机相与水相的体积比0/Α=1 :3，级数为6级的条件下反萃镁，将有机相中的镁洗入水相中，送去回收硫酸镁，钴仍留在有机相中。然后将洗镁后的有机相以1.8mol/ L浓度的硫酸溶液反萃钴，有机相与水相的体积比0/A=7 :1。获得钴浓度为58g/L的高纯硫酸钴溶液，该硫酸钴水溶液可直接送去电解生产金属钴或生产钴盐产品。经反萃钴后的 P507有机相用6mol/L的盐酸反萃铁，将有机相中残留的铁洗脱，然后用纯水洗涤反萃铁后的有机相，洗去有机相中混入的氯离子后的P507有机相返回萃取除钴镁的流程。

Claims (6)

1. 一种红土镍矿硫酸浸出液处理方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(a)调节红土镍矿硫酸浸出液的PH值到3. 5〜5. 5，使用有机磷酸萃取剂对该浸出液进行多级逆流萃取，将其中的铁、锰、铜、锌、钙萃入有机相，获得只含有镍、钴、镁的水溶液；(b)将（a)步骤获得的水溶液使用有机磷酸萃取剂进行多级逆流萃取，将钴、镁萃入有机相中，镍保留在水溶液中，获得不含钴、镁的纯净硫酸镍水溶液；(c)将（b)步骤中萃取后负载有钴、镁的有机萃取剂用硫酸溶液进行多级逆流反萃镁， 将镁洗入水溶液，而钴仍保留在有机萃取剂中；(d)将（c)步骤中反萃分离镁后的有机相用硫酸溶液反萃钴，将钴转入水溶液中以硫酸钴的形式回收钴；(e)将（d)步骤中反萃钴后的有机相用6mol/L的盐酸反萃铁，将有机相中残留的铁洗脱，然后用纯水洗涤反萃铁后的有机相，洗去有机相中混入的氯离子。(f)将经（e)步骤处理后的有机相与氢氧化钠溶液混合进行皂化处理，处理后的有机相再与纯净的硫酸镍溶液混合进行镍转化，再将转化后的有机相返回步骤（b)。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤（a)中使用磷酸二异辛酯为主成份的萃取剂，其组成为：磷酸二异辛酯体积百分比为10〜25%，磺化煤油体积百分比为75〜 90% ；有机相与水相的体积比0/Α=1 ：1〜5，萃取级数为3〜12级。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤（b)中使用2-乙基己基膦酸单 2-乙基己基酯为主成份的萃取剂，其组成为：2-乙基己基膦酸单2-乙基己基酯体积百分比为10〜25%，磺化煤油体积百分比为75〜90% ；有机相与水相的体积比0/Α=1 ：1〜5，萃取级数为3〜10级。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤（c)中反萃镁的硫酸溶液浓度为0. 5〜1. Omol/L，有机相与水相的体积比0/Α=1 ：1〜5，萃取级数为3〜12级。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤（d)中反萃钴的硫酸溶液浓度为1. 5〜2. Omol/L，有机相与水相的体积比0/Α=1 :1〜5。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤（f)中氢氧化钠溶液的浓度为 500g/L，皂化率为60〜70%，硫酸镍溶液的中镍浓度为30〜80g/L，有机相中镍的转化率为 60 〜90%。