CN102276099B - 一种红土镍矿湿法冶炼废水的综合处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种红土镍矿湿法冶炼废水的综合处理方法，其包括：将含镁废水调整到中性作为工艺用返回洗矿或浸出工序，使废水中的镁浓度提高到50g/L以上，经过除重金属和除锰之后负压蒸发浓缩、冷却结晶、离心分离、烘干产出七水硫酸镁，结晶后的母液用碳酸钠沉镁，分离出碱式碳酸镁，沉镁后的母液再经负压蒸发浓缩、冷却结晶、离心分离、烘干产出十水硫酸钠，或将沉镁后的母液直接返回提镍流程的除铁工序，作为黄钠铁矾法除铁所需的钠源。本发明方法简单易行、成本低、无废副产出，在生产出可出售的化工产品的同时还可降低镍回收主流程的生产成本，还避免了污染环境。

Description

一种红土镍矿湿法冶炼废水的综合处理方法

技术领域

本发明涉及湿法冶金废水的处理方法，更具体地是一种红土镍矿湿法冶炼废水的综合处理方法。

背景技术

红土镍矿主要分为三种有开采价值的矿物组份：表面的褐铁矿层、基岩上面的腐泥土层、以及褐铁矿与腐泥土之间的过渡层。褐铁矿中的含镍矿物是针铁矿和／或赤铁矿；腐泥土中的含镍矿物主要是含镁很高的硅镁镍矿。

红土镍矿中镁的含量一般是镍含量的10～20倍。红土镍矿的湿法提镍冶金流程中一般是将褐铁矿型红土镍矿用高酸浸出，然后再用硅镁镍矿浆去中和浸出液中的余酸。在镍的浸出过程，矿中大部份的镁随镍一起溶出进入溶液，在随后的用碱中和浸出液、从中沉淀分离出氢氧化镍的过程，会产出大量低浓度的含镁水溶液。这些含镁水溶液成份复杂，处理的费用较高，通常被当作废水废弃，这样做会污染环境，于国家环保政策所不允许。因此，有目的地回收利用红土镍矿湿法提镍精炼过程产出的含镁废水，对于各个方面来说都是有益的。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术存在的不足，提供一种红土镍矿湿法冶炼废水综合处理的新方法。

上述目的是通过下述方案实现的：

一种红土镍矿湿法冶炼废水的综合处理方法，其特征在于其包括以下步骤：

a)将含镁废水用酸调整到中性，检测调整成中性的废水中的镁含量，如果镁含量低于50g/L，则将废水返回红土镍矿洗矿工序作为洗矿及浆化用水，或返回镍的酸浸工序作为工艺用水，否则将含镁废水直接送入b)步骤；

b)往废水中加入硫化钠沉淀重金属，经固液分离，重金属进入固体废渣中除去；硫化钠沉淀重金属在室温下至60℃的温度下进行，反应时间为30～90分钟，硫化钠的摩尔质量为废水中重金属摩尔质量总量的1.0～1.5倍；

c)往b)步骤处理后的含镁水溶液中通空气或添加氧化剂，将水溶液中的二价锰离子氧化成的高价锰沉淀成固体，回收含镁水溶液中的锰；在所述c）步骤还包括用石灰乳调整溶液的pH值为8.0～8.8的步骤，反应温度：室温至60℃，反应时间：90～180分钟，所述的氧化剂是双氧水或高锰酸钠或高锰酸钾；

d)除锰后的含镁水溶液经负压蒸发浓缩、冷却结晶、离心分离、烘干后得到七水硫酸镁；

e)往d) 步骤结晶处理后的母液中加入碳酸钠，将母液中的镁沉淀成碱式碳酸镁，经过滤、烘干后产出碱式碳酸镁；反应温度：室温至60℃，反应时间：90～150分钟，沉淀过程pH值控制为10～11；

f)将e) 步骤沉淀后的母液经负压蒸发浓缩、冷却结晶、离心分离、烘干后产出十水硫酸钠；或将含有硫酸钠的沉淀母液直接返回提镍流程的除铁工序，作为黄钠铁矾法除铁所需的钠源。

根据上述综合处理方法，其特征在于，含镁废水是来自红土镍矿湿法提镍流程中，中和沉淀氢氧化镍后所产出的含镁废液。

本发明的有益效果：本发明提供一种红土镍矿湿法冶炼废水的综合处理的新方法，能将废水中的有价成份以化工盐类产品的形式提取回收，解决了废水的排放问题；还能部份提供用于红土镍矿湿法回收镍过程所需的其它化学物料及工艺用水。本发明方法简单易行、成本低、无废副产出，在生产出可出售的化工产品的同时还可降低镍回收主流程的生产成本，还避免了污染环境。

附图说明

图1是本发明的工艺流程图。

具体实施方式

在下面的描述中，含镁废水是指是来自红土镍矿湿法提镍流程中，中和沉淀氢氧化镍后所产出的含镁废液。其中含有较多的镁、微量的重金属、少量的锰、钙及其他杂质。

本发明方法主要通过蒸发浓缩的方式从含镁废水中回收七水硫酸镁，含镁废水在进入蒸发浓缩处理流程前，由于镁的浓度较低，若直接蒸发浓缩将耗费大量的热能，而变得很不经济。因此须将含镁废水用酸（如硫酸）中和到中性然后再返回红土镍矿洗矿工序作为洗矿及浆化用水，或者直接返回镍的酸浸工序作为工艺用水，这样做的目的是通过将含镁废水作为工艺用水返回前面的酸浸工序，通过再次浸出矿中的镁来提高溶液中镁的浓度，以减少蒸发浓缩的工作量和能耗。

作为出售用途的产品，需要预先净化含镁废水，以获得最终符合产品规格要求的硫酸镁成品。因此，首先要对含镁废水进行除重金属处理，大部份重金属的硫化物在水中的溶解度都极小，利用这一特性，很适合用硫化钠来沉淀除去含镁废水中的重金属，当然也可以使用其它类型的硫化物作为沉淀剂，如硫化钾、硫化氢等，但都不如硫化钠便宜及操作方便。除去重金属的操作可在室温下至60℃间的任意温度下进行。

除完重金属之后还需要特别除去含镁废水中的锰，除锰的方法是升高溶液的pH 值，然后往溶液中通入空气，通过空气中的氧来氧化溶液中的低价锰成为高价锰的化合物沉淀而除去，除锰过程也还要另外添加氧化剂，这样做的目的有2个，一是通过添加氧化剂来氧化除去前述的除重金属后溶液中残留的硫化钠，二是可以加快氧化除锰的反应。氧化剂可选双氧水、高锰酸钠、高锰酸钾等，优选双氧水最好，双氧水不会给溶液额外增加不需要的成份，回收的锰可进一步加工成锰制品。

除锰之后的含镁溶液较为纯净，可通过负压蒸发浓缩、冷却结晶、离心分离、烘干后产出可出售的固体的七水硫酸镁产品。

结晶后剩余的母液主要含镁、钠的硫酸盐，需要分离钠镁以获得较纯净的产品，利用较为廉价的工业碳酸钠从结晶后剩余的母液中沉淀镁，将溶液中的镁全部转化为碱式碳酸镁，经过滤、烘干后产出作为出售的碱式碳酸镁产品，或进一步加工成具有较高附加值的轻质碳酸镁产品。

沉镁后的母液中只剩下硫酸钠和少量的碳酸钠，用硫酸中和到中性除去碳酸根，通过负压蒸发浓缩、冷却结晶、离心分离、烘干后产出可出售的固体的十水硫酸钠产品，或者将含有硫酸钠的沉淀母液直接返回提镍流程的除铁工序，作为黄钠铁矾法除铁所需的钠源来使用。

本发明方法简单易行、成本低、无废副产出，在生产出可出售的化工产品的同时还可降低镍回收主流程的生产成本，还避免了污染环境。

实施例1

一种红土镍矿湿法冶金沉镍精炼过程产出的含镁废水，具体成份为：

元素	Mg	Ca	Na	Mn	重金属	pH值
							含量g/L	17.89	0.36	5.96	0.11	0.01	8.5

废水中Mg的含量较低，因此将废水用硫酸调到pH=7，然后返回红土镍矿洗矿工序作为洗矿及浆化用水，再经酸浸工序浸出镍镁，及沉镍分离后产出含镁废水。经过2次循环后，含镁废水中镁的浓度提高到了53g/L。将废水加入搅拌槽，升温至60℃，分析化验废水中的重金属含量，按废水中的重金属总摩尔质量的1.5倍加入硫化钠，反应30分钟，过滤除去重金属。保持温度为60℃，将此水溶液用石灰乳调整pH值为8.8，往水溶液中通入空气氧化低价锰，过程添加少量的双氧水，反应90分钟后过滤，测得溶液中重金属和锰的含量都小于0.001g/L，固体渣中含锰较高，可送进一步回收提纯锰的处理。除锰后的含镁水溶液经5级真空蒸发浓缩后溶液中镁浓度提高到了91.5g/L，将溶液冷却至30℃，结晶析出七水硫酸镁固体，经离心分离、烘干后获得合格的七水硫酸镁成品。在60℃下，往结晶后的母液中加入用少量水溶解的碳酸钠溶液，将pH值调整到11，沉淀母液中的镁，反应90分钟后过滤、烘干获得合格的碱式碳酸镁产品。沉镁后的母液含硫酸钠约130g/L，用硫酸调整至pH为7左右，通过3级真空蒸发浓缩、冷却结晶、离心分离、烘干后获得合格的十水硫酸钠成品。

实施例2

含镁废水的成份同实施例1，将废水用硫酸调到pH=7，然后直接返回酸浸工序作为工艺用水浸出镍镁，沉镍分离后又产出的含镁废水再次返回酸浸工序。经过2次循环后，含镁废水中镁的浓度提高到了50g/L。将废水加入搅拌槽，分析化验废水中的重金属含量，按废水中的重金属总摩尔质量的1.0倍加入硫化钠，室温下反应90分钟，过滤除去重金属。将此水溶液用石灰乳调整pH值为8.0，往水溶液中通入空气氧化低价锰，过程添加少量的双氧水，室温下反应180分钟后过滤，测得溶液中重金属和锰的含量都小于0.001g/L，锰渣可送进一步回收提纯锰的处理。除锰后的含镁水溶液经5级真空蒸发浓缩后溶液中镁浓度提高到了91.5g/L，将溶液冷却至30℃，结晶析出七水硫酸镁固体，经离心分离、烘干后获得合格的七水硫酸镁成品。在25℃下，往结晶后的母液中加入用少量水溶解的碳酸钠溶液，将pH值调整到10，沉淀母液中的镁，反应150分钟后过滤、烘干获得合格的碱式碳酸镁产品。沉镁后含硫酸钠的母液直接返回除铁工序作为黄钠铁矾法除铁所需的钠源。

Claims (2)

1.一种红土镍矿湿法冶炼废水的综合处理方法，其特征在于其包括以下步骤：

a)将含镁废水用酸调整到中性，检测调整成中性的废水中的镁含量，如果镁含量低于50g/L，则将废水返回红土镍矿洗矿工序作为洗矿及浆化用水，或返回镍的酸浸工序作为工艺用水，否则将含镁废水直接送入b)步骤；

b)往废水中加入硫化钠沉淀重金属，经固液分离，重金属进入固体废渣中除去；硫化钠沉淀重金属在室温下至60℃的温度下进行，反应时间为30～90分钟，硫化钠的摩尔质量为废水中重金属摩尔质量总量的1.0～1.5倍；

c)往b)步骤处理后的含镁水溶液中通空气或添加氧化剂，将水溶液中的二价锰离子氧化成的高价锰沉淀成固体，回收含镁水溶液中的锰；在所述c）步骤还包括用石灰乳调整溶液的pH值为8.0～8.8的步骤，反应温度：室温至60℃，反应时间：90～180分钟，所述的氧化剂是双氧水或高锰酸钠或高锰酸钾；

d)除锰后的含镁水溶液经负压蒸发浓缩、冷却结晶、离心分离、烘干后得到七水硫酸镁；

e)往d) 步骤结晶处理后的母液中加入碳酸钠，将母液中的镁沉淀成碱式碳酸镁，经过滤、烘干后产出碱式碳酸镁；反应温度：室温至60℃，反应时间：90～150分钟，沉淀过程pH值控制为10～11；

f)将e) 步骤沉淀后的母液经负压蒸发浓缩、冷却结晶、离心分离、烘干后产出十水硫酸钠；或将含有硫酸钠的沉淀母液直接返回提镍流程的除铁工序，作为黄钠铁矾法除铁所需的钠源。

2.根据权利要求1所述的综合处理方法，其特征在于，含镁废水是来自红土镍矿湿法提镍流程中，中和沉淀氢氧化镍后所产出的含镁废液。

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