CN102212690B - 一种红土镍矿浸出液的提纯方法 - Google Patents

一种红土镍矿浸出液的提纯方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种红土镍矿浸出液的提纯方法，该方法包括以下步骤：将红土镍矿浸出液用石灰乳或石灰石粉中和除铁，固液分离后用氢氧化钠溶液中和到7.5～8.5沉淀镍，镁留在溶液中与镍分离，氢氧化镍用硫酸溶解，加入亚硫酸钠和碳酸钡，并调整硫酸镍溶液的pH值为2.0～2.5，将获得的硫酸镍溶液与氢氧化钠溶液同时加入到搅拌槽中，通过控制氢氧化钠溶液的加入量来保持搅拌槽中溶液的pH值为5.0～6.0，固液分离反应后的浆料，获得的硫酸镍溶液可送进一步提取镍的处理工序。本发明的方法在除去红土镍矿浸出液中的杂质及提高浆料的过滤速度方面比通常的技术方法具有显著优势。

Description

一种红土镍矿浸出液的提纯方法
技术领域
本发明涉及湿法冶金领域，更具体的说是一种红土镍矿浸出液的提纯方法。
背景技术
红土镍矿湿法提镍的流程中主要采用酸浸工艺来浸出矿中的镍，无论是采用常压浸出还是采用高压浸出，大多使用硫酸作为浸矿剂。常压酸浸法处理红土镍矿的一般工艺为：对红土镍矿先进行破碎及磨矿处理，将磨细后的矿浆与浓硫酸混合在搅拌槽中加热的条件下浸提镍，将矿石中的镍金属浸出进入溶液回收，镁，铁等杂质金属也会同时被浸出而进入溶液中。
红土镍矿中镍金属的含量很低，一般只有1～2%，因此，获得的浸出液中镍的浓度很稀，含量往往只有1～5g/L，需要通过化学沉淀—酸重溶的步骤来富集浸出液中的镍。沉淀步骤是将稀的浸出液在搅拌条件下用碱中和，过程控制pH值可达到只沉镍，镁留在溶液中与镍分离的目的，镍以固体氢氧化镍的形式来浓缩富集，然后用浓硫酸重溶氢氧化镍，获得高浓度的硫酸镍溶液。沉淀—酸溶之后的硫酸镍溶液中还含有少量的铁、锰、铜、锌、铅、钙、镁、铝、硅等杂质，随后的硫酸镍溶液需要调高pH值以适应后续处理流程的要求，现有的技术是在酸溶获得的硫酸镍溶液中直接添加碱来调高pH值。在升高pH值的过程中，部份杂质会析出，尤其是其中溶解的硅，多以凝胶的形式析出，硅凝胶的生成会给浸出液的处理造成严重后果：1、造成矿浆浓缩困难，在澄清中使上清液混浊和上清率下降，使矿浆底流的比重减小；2、使溶液的粘度提高，有时可使溶液冻胶化，恶化溶液的流动性，使液固分离困难；3、过滤时，滤渣与滤布粘结性很小，造成挂渣性不良，这种渣有可能在滤布表面提前滑落或分离，影响渣的脱除；4、硅凝胶或聚凝胶在过滤时容易堵塞滤布的孔隙，使过滤速度变慢，滤布的再生困难，可能造成过滤作业无法进行。实践证明，直接往硫酸镍溶液中添加碱调pH值，会使浆料的过滤性大大恶化，给固液分离操作造成困难，同时还需要用大量的洗水来洗涤滤饼中的有价成分。
发明内容
本发明的目的就是针对于现有技术的不足，提出一种红土镍矿浸出液的提纯方法，该方法在有效地分离杂质，浓缩富集镍的同时，还能改善固液分离的效果，使净化后的硫酸镍溶液变得容易过滤和洗涤。
上述目的是通过下述方案实现的：
一种红土镍矿浸出液的提纯方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：
a)将红土镍矿浸出液加石灰乳或石灰石粉中和除铁，再经固液分离得到含镍溶液；
b)将a)步骤获得的经初步净化后的含镍溶液用氢氧化钠溶液中和到pH值7.5～8.5沉淀镍，以氢氧化镍固体的形式回收浸出液中的镍；
c)将b)步骤获得的氢氧化镍用浓硫酸溶解，加入亚硫酸钠和碳酸钡，并调整溶解后的硫酸镍溶液的pH值为2.0～2.5；
d)将c)步骤获得的硫酸镍溶液与氢氧化钠溶液同时加入到搅拌槽中，通过控制氢氧化钠溶液的加入量来保持搅拌槽中溶液的pH值为5.0～6.0，固液分离反应后的浆料得到进一步提纯的硫酸镍溶液。
根据上述的方法，其特征在于，在b)步骤中，反应时间为0.5～3小时，反应的温度为20～100℃；
根据上述的方法，其特征在于，在c)步骤中，亚硫酸钠的加入量根据溶液中的Cr6+的总量来确定，按溶液中每克Cr6+加7.3～11克纯亚硫酸钠的量来添加；碳酸钡的加入量按溶液中每克铅加200～300克纯碳酸钡的量来添加。
根据上述的方法，其特征在于，在d)步骤中，硫酸镍溶液的加入方式是：先往搅拌槽中加入水或已中和至5.0～6.0的硫酸镍溶液，开动搅拌，加热至温度40～90℃，然后往搅拌槽中同时加硫酸镍溶液和氢氧化钠溶液，通过控制氢氧化钠溶液的加入量来保持搅拌槽中溶液的pH值为5.0～6.0，反应时间30～120分钟后再过滤浆料。
根据上述的方法，其特征在于，在d)步骤中，硫酸镍溶液与氢氧化钠反应可以是单槽间隙操作方式；或者是单槽或多槽串联起来，连续进料和连续出料的操作方式。
本发明有益的效果：本发明的方法在除去红土镍矿浸出液中的杂质及提高浆料的过滤速度方面比通常的技术方法具有显著优势。测试试验表明平均过滤速度比通常的技术方法快3.9倍，溶液中铁、铅、铬、硅等杂质脱除后的平均含量比通常的技术方法低1个数量级。
附图说明
图1是本发明的流程图。
具体实施方式
实施例1
红土镍矿用硫酸常压搅拌浸出后，浸出液以石灰乳中和除铁，获得含Ni 3.5g/L、pH=3.5的硫酸镍溶液。将此浸出液用30%浓度的氢氧化钠溶液搅拌中和沉镍，过程控制浆料的pH值为7.5，沉镍温度为100℃，时间为30分钟。冷却后，浆料经过滤、洗涤，获得含水约50%的氢氧化镍固体。将此氢氧化镍固体加少量水浆化后加入搅拌槽，加浓硫酸溶解，控制溶解后的硫酸镍溶液pH=2.0，经化验分析溶液成份为：Ni 85g/L，Fe 0.01g/L，Pb 0.006g/L，Cr6+ 0.007g/L，Mg 10.5g/L，SiO2 0.2g/L。根据溶液中Pb和Cr6+的总量，每克Cr6+添加11g的亚硫酸钠除Cr6+，每克Pb添加300g的碳酸钡除Pb。往搅拌槽中加入少量的水，开动搅拌，加热至水温90℃。然后往搅拌槽中同时添加酸溶后的硫酸镍溶液和30%浓度的氢氧化钠溶液，通过控制氢氧化钠溶液的加入量来保持搅拌槽中溶液的pH值恒定为5.0，反应时间30分钟后，浆料进行压滤洗涤，获得的硫酸镍溶液可送进一步提取镍的处理工序。浆料的过滤性能测试：取2升浆液以真空抽滤方式过滤浆料，在－0.095Mpa压力、过滤面积为243cm2的条件下进行，测得浆料的过滤速度为0.954(mL/cm2·min)，过滤后的硫酸镍溶液经化验分析成份为：Ni 70g/L，Fe 0.001g/L，Pb 0.0004g/L，Cr6+ 0.0001g/L，Mg 8.5g/L，SiO2 0.01g/L。
实施例2
红土镍矿用硫酸常压搅拌浸出后，浸出液以石灰石粉中和除铁，获得含Ni 3.5g/L、pH=3.5的硫酸镍溶液。将此浸出液用30%浓度的氢氧化钠溶液搅拌中和沉镍，过程控制浆料的pH值为8.5，沉镍温度为20℃，时间为3小时。反应后，浆料经过滤、洗涤，获得含水约60%的氢氧化镍固体。将此氢氧化镍固体加少量水浆化后加入搅拌槽，加浓硫酸溶解，控制溶解后的硫酸镍溶液pH=2.5，经化验分析溶液成份为：Ni 75g/L，Fe 0.01g/L，Pb 0.005g/L，Cr6+ 0.008g/L，Mg 11.3g/L，SiO2 0.25g/L。根据溶液中Pb和Cr6+的总量，每克Cr6+添加7.3g的亚硫酸钠除Cr6+，每克Pb添加200g的碳酸钡除Pb。酸溶后的硫酸镍溶液在3个槽串联组成的连续反应搅拌槽中进行中和除杂，硫酸镍溶液和30%浓度的氢氧化钠溶液同时入加到第一个反应槽，浆料连续自流进入下一搅拌槽反应，最终从第三个搅拌槽流出。通过控制氢氧化钠溶液的加入量来保持第一个反应槽中溶液的pH值恒定为6.0，反应条件为：温度：40℃，通过控制加入第一个反应槽的硫酸镍溶液的流量，使浆料在3个反应槽中的总停留时间达到120分钟，将第三个搅拌槽流出浆料进行压滤洗涤，获得的硫酸镍溶液可送进一步提取镍的处理工序。浆料的过滤性能测试：取2升浆液以真空抽滤方式过滤浆料，在－0.095Mpa压力、过滤面积为243cm2的条件下进行，测得浆料的过滤速度为0.862(mL/cm2·min)，过滤后的硫酸镍溶液经化验分析成份为：Ni 68g/L，Fe 0.001g/L，Pb 0.0002g/L，Cr6+ 0.0001g/L，Mg 9.2g/L，SiO2 0.01g/L。
对比例
红土镍矿用硫酸常压搅拌浸出后，浸出液以石灰石粉中和除铁，获得含Ni 3.5g/L、pH=3.5的硫酸镍溶液。将此浸出液用30%浓度的氢氧化钠溶液搅拌中和沉镍，过程控制浆料的pH值为8.5，沉镍温度为20℃，时间为3小时。反应后，浆料经过滤、洗涤，获得含水约60%的氢氧化镍固体。将此氢氧化镍固体加少量水浆化后加入搅拌槽，加浓硫酸溶解后直接用30%浓度的氢氧化纳溶液调整到pH=6.0。浆料的过滤性能测试：取2升浆液以真空抽滤方式过滤浆料，在－0.095Mpa压力、过滤面积为243cm2的条件下进行，测得浆料的过滤速度为0.231(mL/cm2·min)，过滤后的硫酸镍溶液经化验分析成份为： Ni 75g/L，Fe 0.01g/L，Pb 0.005g/L，Cr6+ 0.008g/L，Mg 11.3g/L，SiO2 0.1g/L。
从表1中数据可见，本发明的方法在除去红土镍矿浸出液中的杂质及提高浆料的过滤速度方面比通常的技术方法具有显著优势。
表1                                               
Figure 327694DEST_PATH_IMAGE001

Claims (5)

1.一种红土镍矿浸出液的提纯方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：
a)将红土镍矿浸出液加石灰乳或石灰石粉中和除铁，再经固液分离得到含镍溶液；
b)将a)步骤获得的经初步净化后的含镍溶液用氢氧化钠溶液中和到pH值7.5～8.5沉淀镍，以氢氧化镍固体的形式回收浸出液中的镍；
c)将b)步骤获得的氢氧化镍用浓硫酸溶解，加入亚硫酸钠和碳酸钡，并调整溶解后的硫酸镍溶液的pH值为2.0～2.5；
d)将c)步骤获得的硫酸镍溶液与氢氧化钠溶液同时加入到搅拌槽中，通过控制氢氧化钠溶液的加入量来保持搅拌槽中溶液的pH值为5.0～6.0，固液分离反应后的浆料得到进一步提纯的硫酸镍溶液。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在b)步骤中，反应时间为0.5～3小时，反应的温度为20～100℃。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在c)步骤中，亚硫酸钠的加入量根据溶液中的Cr6+的总量来确定，按溶液中每克Cr6+加7.3～11克纯亚硫酸钠的量来添加；碳酸钡的加入量按溶液中每克铅加200～300克纯碳酸钡的量来添加。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在d)步骤中，硫酸镍溶液的加入方式是：先往搅拌槽中加入水或已中和至5.0～6.0的硫酸镍溶液，开动搅拌，加热至温度40～90℃，然后往搅拌槽中同时加硫酸镍溶液和氢氧化钠溶液，通过控制氢氧化钠溶液的加入量来保持搅拌槽中溶液的pH值为5.0～6.0，反应时间30～120分钟后再过滤浆料。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在d)步骤中，硫酸镍溶液与氢氧化钠反应可以是单槽间隙操作方式；或者是单槽或多槽串联起来，连续进料和连续出料的操作方式。
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