CN103276209A

CN103276209A - 一种高碳镍钼矿催化氧化镍钼分离的方法

Info

Publication number: CN103276209A
Application number: CN2013102257824A
Authority: CN
Inventors: 颜文斌; 旷林雄
Original assignee: Jishou University
Current assignee: Jishou University
Priority date: 2013-06-07
Filing date: 2013-06-07
Publication date: 2013-09-04
Anticipated expiration: 2033-06-07
Also published as: CN103276209B

Abstract

本发明公开了一种高碳镍钼矿催化氧化镍钼分离的方法，首先向细磨过筛后的镍钼矿中加入浓度为15%的硫酸溶液及由氯化钠与硝酸钠配制而成的催化剂C，催化剂C与镍钼矿的质量比为4.4；然后加入软锰矿搅拌，软锰矿的过量系数为20%，保持反应体系的液固比为3:1，在95摄氏度的反应温度下反应时间6小时；最后冷却抽滤获得含有钼的浸出液，烘干滤渣获得钼酸沉淀。本发明达到了从低品位镍钼矿中高效分离镍钼的目的，镍的浸出率可达到98.54%，钼的浸出率仅3.74%，生产成本低，实用性强，具有较强的推广与应用价值。

Description

一种高碳镍钼矿催化氧化镍钼分离的方法

技术领域

本发明属于镍钼矿分离技术领域，尤其涉及一种高碳镍钼矿催化氧化镍钼分离的方法。

背景技术

镍钼矿为我国特有的一种多金属复杂矿资源，主要分布在我国贵州遵义、湖南张家界、湖北的都昌、浙江富阳和云南省等我国华南地区沉积型镍钼多金属矿床及贵金属矿化的主要成矿地带。该矿物除含有有价金属Ni和Mo外，还含其他的有价金属元素，是一种多金属复杂矿，具有重要的地质意义和经济意义，随着富矿的进一步开采以及世界对镍钼的强烈需求，镍钼矿的开发利用成为必要。

传统的物理选矿技术较难将有用组分进一步富集，传统的火法冶金技术更达不到钼、镍等众多金属组分分离的目的，中外也无适用的现成生产技术，因此从低品位镍钼矿中分离镍钼己经成为当前迫切需要解决的问题。

发明内容

本发明提供了一种高碳镍钼矿催化氧化镍钼分离的方法，旨在解决传统的物理选矿技术较难将镍钼矿中有用组分进一步富集，传统的火法冶金技术更达不到将钼、镍等众多金属组分分离的目的，中外也无适用的现成生产技术将钼、镍金属组分从低品位镍钼矿中分离的问题。

本发明的目的在于提供一种高碳镍钼矿催化氧化镍钼分离的方法，该高碳镍钼矿催化氧化镍钼分离的方法包括：

步骤一，向细磨过筛后的镍钼矿中加入浓度为15%的硫酸溶液与催化剂C；

步骤二，加入软锰矿搅拌，保持反应体系的液固比为3:1，在95摄氏度的反应温度下反应时间6小时；

步骤三，冷却抽滤获得含有钼的浸出液，烘干滤渣获得钼酸沉淀；

进一步、催化剂C为硝酸钠与氯化钠按质量比为1:5-15的比例混合而成的。

进一步，在步骤一中，催化剂C与镍钼矿中的镍最优质量比为4.4。

进一步，在步骤二中，软锰矿的最优过量系数为20%。

本发明提供的高碳镍钼矿催化氧化镍钼分离的方法，首先向细磨过筛后的镍钼矿中加入浓度为15%的硫酸溶液及由氯化钠与硝酸钠配制而成的催化剂C，催化剂C与镍钼矿的质量比为4.4；然后加入软锰矿搅拌，软锰矿的过量系数为20%，保持反应体系的液固比为3:1，在95摄氏度的反应温度下反应时间6小时；最后冷却抽滤获得含有钼的浸出液，烘干滤渣获得钼酸沉淀；镍的浸出率可达到98.54%，钼的浸出率仅3.74%，达到了从低品位镍钼矿中高效分离镍钼的目的，生产成本低，实用性强，具有较强的推广与应用价值。

附图说明

图1是本发明实施例提供的高碳镍钼矿催化氧化镍钼分离的方法的实现流程图；

图2是本发明实施例提供的软锰矿的过量系数对镍和钼浸出率的影响曲线；

图3是本发明实施例提供的反应温度对镍和钼浸出率的影响曲线；

图4是本发明实施例提供的硫酸浓度对镍和钼浸出率的影响曲线；

图5是本发明实施例提供的反应时间对镍和钼浸出率的影响曲线；

图6是本发明实施例提供的催化剂Ｃ与镍钼矿中镍的质量比对镍和钼浸出率的影响曲线。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定发明。

图1示出了本发明实施例提供的高碳镍钼矿催化氧化镍钼分离的方法的实现流程。

该高碳镍钼矿催化氧化镍钼分离的方法包括：

步骤S101，向细磨过筛的镍钼矿中加入浓度为15%的硫酸溶液与催化剂C；

步骤S102，加入软锰矿搅拌，保持反应体系的液固比为3:1，在95摄氏度的反应温度下反应时间6小时；

步骤S103，冷却抽滤获得含有钼的浸出液，烘干滤渣获得钼酸沉淀。

在本发明实施例中，催化剂C为硝酸钠与氯化钠按质量比为1:5-15的比例混合而成的。

在本发明实施例中，在步骤S101中，催化剂C与镍钼矿中镍的最优质量比为4.4。

在本发明实施例中，催化剂C由氯化钠与硝酸钠配制而成。

在本发明实施例中，在步骤S102中，软锰矿的最优过量系数为20%。

下面结合附图及具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述。

实验部分

实验原料：本发明中镍钼矿取自张家界某企业，主要化学成分分析见表1；

表1镍钼矿主要化学成分(质量分数)

软锰矿取自于花垣某企业，软锰矿中二氧化锰的质量分数为18.09%(以锰计)。

实验试剂与仪器：

实验试剂浓硫酸：催化剂(AR)；催化剂C(自制)。

实验仪器：DF-101S集热式恒温加热磁力搅拌器(郑州长城科工贸有限公司)；SHB-Ⅲ循环水式多用真空泵(郑州长城科工贸有限公司)。

实验方法与流程：

镍钼矿通过细磨过筛后放入1000ｍＬ的锥形瓶中，加入配制好的硫酸溶液与一定量的催化剂，再加入软锰矿搅拌，采用集热式水浴磁力搅拌器控制反应的温度，当达到设定的反应时间后，冷却，抽滤，测量浸出液的体积．滤渣烘后称量，采用硫氰酸钾比色法分析滤液中的钼含量，滴定法分析滤液中镍含量。

本发明根据镍在酸性溶液中以镍离子形式存于溶液中，而钼在酸性溶液中以钼酸沉淀的形式存于渣中，从而达到分离的目的。

结果与讨论：

软锰矿用量对镍和钼的浸出率的影响：图2为软锰矿的过量系数对镍和钼浸出率的影响曲线；称取100ｇ镍钼矿粉，加入设定量的软锰矿粉，在硫酸质量浓度20％，催化剂Ｃ与镍的质量比为1.1:1，浸出温度95℃，液固比3:1，浸出时间6ｈ后，软锰矿用量对镍、钼的浸出率的影响变化情况如图2所示。

由图2可知，若按理论量加入，镍的浸出率仅为60.32％．因为一部分二氧化锰在体系中被镍钼矿的其他还原性物质作用，应加入过量的软锰矿，实验证明当软锰矿中二氧化锰过量系数为20％时，镍的浸出率达到68.02％．再增加软锰矿的过量系数，浸出率增加很小，所以二氧化锰过量系数为20％即可，所有试验中，钼的浸出率都未达到5%，有利于镍、钼分离，因为钼在强酸性环境下以钼酸沉积于渣中，所以滤液中钼含量很低。

温度对镍和钼浸出率的影响：称取100ｇ镍钼矿粉，硫酸质量浓度20％，软锰矿过量系数20％，液固比3:1，反应时间6ｈ，催化剂Ｃ与镍的质量比为1.1:1，镍、钼的浸出率随温度的变化情况如图3所示．结果表明：提高反应的温度，有利于提高反应速率，但反应温度过高会影响催化剂的活性，且增加能耗，故实验温度不超过100℃．温度升高镍的浸出率增大，钼的浸出率一直下降，可能是滤液中的钼以钼酸胶体存在，有利于胶体沉降，有利于镍钼的分离提取，这与理论分析一致，所以常压下催化氧化分离镍、钼，温度选择95℃。

硫酸浓度对镍和钼浸出率的影响：称取100ｇ镍钼矿粉，软锰矿过量系数20％，液固比3:1，反应时间6ｈ，催化剂Ｃ与镍质量比为1.1:1，反应温度95℃，镍、钼的浸出率随硫酸质量浓度的变化如图4所示，由图4可知：随着硫酸浓度的增大，镍的浸出率增加到60.47%后增加幅度很小，硫化镍矿在硫酸体系中易钝化，导致浸出率不高。钼的浸出率先增大后减小，究其原因是开始硫酸浓度低，浸出液的酸度低，有利于钼进入溶液．随着硫酸质量浓度的增大，浸出液的酸度增加，有利于钼酸的沉淀，随着硫酸浓度的进一步增大，游离的硫酸根离子增多，钼与硫酸根形成了络合物，使钼在溶液中的浓度又增大，当硫酸浓度继续增大时，虽然可使镍、钼的浸出率增大，但酸过量会使后续操作加大且增加成本，综合考虑镍、钼分离与酸耗，硫酸质量浓度选择为15%。

反应时间对镍和钼浸出率的影响：称取100g镍钼矿粉，硫酸质量浓度15%，液固比3:1，反应温度95℃，软锰矿过量系数20%，催化剂Ｃ与镍的质量比为1.1:1，镍、钼的浸出率随时间的变化如图5所示，由图5可知：随着时间的延长，镍的浸出率依次增大，但超过6h后，曲线变得平缓，浸出率无明显变化。而钼的浸出率到5h是到最大，以后又逐渐减小．其原因可能是反应体系中有许多细小的碳粒，具有吸附胶体的作用，使滤液中钼含量减少，考虑镍、钼的分离．反应时间选择6h。

催化剂Ｃ的用量对镍和钼浸出率的影响：镍钼矿与软锰矿的反应是固-固反应，一般反应速率较慢，加入少量的催化剂，可以改变体系的反应历程，加快反应速率，提高生产效率．通过实验发现催化剂Ｃ可以明显的加快反应速率，称取100g镍钼矿粉，硫酸质量浓度15%，液固比3:1，反应温度95℃，软锰矿过量系数20%，反应时间6h，浸出率随催化剂Ｃ与镍的质量比变化如图6所示，图6表明：催化剂Ｃ对镍的浸出率有很大影响，质量比从1.1:1增到4.4:1时，镍的浸出率增加了20%,，可知催化剂Ｃ的影响对镍较为显著，究其原因是催化剂Ｃ能使硫化镍矿活化，极大地加快镍的浸出率，钼的浸出率随质量比增加不明显，整个试验中，钼的浸出率均未超过5％，考虑到镍、钼分离，催化剂Ｃ与镍质量比为4.4:1为宜。

扩大化实验：用单因素试验得出的最佳条件进行扩大化实验，实验条件：硫酸质量浓度15%，液固比3:1，反应温度95℃，软锰矿过量系数20%，催化剂Ｃ与镍的质量比为4.4:1，反应时间6h，重复3次实验，实验结果列于表2。

表2扩大化实验结果

结论：通过以上实验，得出了高碳镍钼矿催化氧化分离的工艺方法，通过单因素实验确定了高碳镍钼矿镍、钼分离的最佳条件为：硫酸质量浓度为15%，软锰矿过量系数20%，液固比3:1，反应时间6h，反应温度95℃，催化剂Ｃ与镍质量比为4.4:1，镍的浸出率可达到95.84％，钼的浸出率仅3.74％．钼主要以钼酸的形式富集于渣中，初步实现了镍、钼的分离。

本发明实施例提供的高碳镍钼矿催化氧化镍钼分离的方法，首先向细磨过筛后的镍钼矿中加入浓度为15%的硫酸溶液及由氯化钠与硝酸钠配制而成的催化剂C，催化剂C与镍钼矿中镍的质量比为4.4；然后加入软锰矿搅拌，软锰矿的过量系数为20%，保持反应体系的液固比为3:1，在95摄氏度的反应温度下反应时间6小时；最后冷却抽滤获得含有钼的浸出液，烘干滤渣获得钼酸沉淀；镍的浸出率可达到98.54%，钼的浸出率仅3.74%，达到了从低品位镍钼矿中高效分离镍钼的目的，生产成本低，实用性强，具有较强的推广与应用价值。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种高碳镍钼矿催化氧化镍钼分离的方法，其特征在于，该高碳镍钼矿催化氧化镍钼分离的方法包括：

步骤三，冷却抽滤获得含有钼的浸出液，烘干滤渣获得钼酸沉淀。

2.如权利要求1所述的高碳镍钼矿催化氧化镍钼分离的方法，其特征在于，催化剂C为硝酸钠与氯化钠按质量比为1:5-15的比例混合而成的。

3.如权利要求1所述的高碳镍钼矿催化氧化镍钼分离的方法，其特征在于，在步骤一中，催化剂C与镍钼矿中镍的最优质量比为4.4。

4.如权利要求1所述的高碳镍钼矿催化氧化镍钼分离的方法，其特征在于，在步骤二中，软锰矿的最优过量系数为20%。