CN103468972A - 红土镍矿综合回收钪和镍钴的处理方法 - Google Patents

Abstract

红土镍矿综合回收钪和镍钴的处理方法。本发明提出了红土镍矿的处理方法，该方法包括：利用硫酸对红土镍矿进行第一浸出处理，以便获得红土镍矿浸出液；对红土镍矿浸出液进行沉镍钴处理，以便分别获得氢氧化镍钴沉淀；利用硫酸对氢氧化镍钴沉淀进行第二浸出处理，以便获得镍钴浸出液；利用有机萃取剂对镍钴浸出液进行钪萃取处理，以便获得含镍钴溶液和含有钪的有机相；从含镍钴溶液回收镍钴；以及从含有钪的有机相回收钪。利用该方法可以有效地从红土镍矿中提取钪和镍钴。

Description

红土镍矿综合回收钪和镍钴的处理方法

技术领域

本发明涉及冶金领域。具体而言，本发明涉及红土镍矿综合回收钪和镍钴的处理方法。

背景技术

红土镍矿中含有大量的镍钴金属元素，由于国内红土镍矿的镍钴品位较低，因此我国用于生产镍钴的红土镍矿原料主要来自国外进口，其原料成本较高。以往国内对红土镍矿的处理只是局限于对其中镍钴的提取，忽略了在红土镍矿中含有的少量的其他有价金属元素。本发明发现了红土镍矿中还含有少量的钪元素，但含量较少，不易提取、回收率低。红土镍矿中的铁、铝、锰、镁、钙等杂质含量高，都远高于钪的含量，容易干扰钪的提取。现有的提取钪的技术，生产工艺均存在着过程较长、作业复杂、产量低、原辅材料消耗多、成本高的问题，不适用于红土镍矿提钪。因此本发明基于上述发现，着重对从红土镍矿中提取钪的方法进行研究，最终完成了本发明。本发明为进一步提高红土镍矿的利用率，降低原料成本开辟了新的思路，同时为钪元素的提取提供了新的来源。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一或至少提供一种有用的商业选择。为此，本发明的一个目的在于提出一种红土镍矿综合回收钪和镍钴的处理方法。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种红土镍矿处理方法。根据本发明的实施例，该方法包括：利用硫酸对红土镍矿进行第一浸出处理，以便获得红土镍矿浸出液；对所述红土镍矿浸出液进行沉镍钴处理，以便获得氢氧化镍钴沉淀；利用硫酸对所述氢氧化镍钴沉淀进行第二浸出处理，以便获得镍钴浸出液；利用有机萃取剂对所述镍钴浸出液进行钪萃取处理，以便获得含镍钴溶液和含有钪的有机相；从所述含镍钴溶液回收镍钴；以及从所述含有钪的有机相回收钪。利用上述方法可以对红土镍矿进行处理，制备得到镍钴和钪金属。

另外，根据本发明上述实施例的红土镍矿的处理方法还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的实施例，从所述含钪的有机相回收钪进一步包括：利用盐酸溶液对所述含有钪的有机相进行反萃取，以便获得反萃液；将所述反萃液与沉淀剂混合，以便获得含有钪的沉淀；将所述含有钪的沉淀进行煅烧，以便获得氧化钪。

根据本发明的实施例，从所述含镍钴溶液回收镍钴进一步包括：将所述含镍钴溶液进行沉铁铝处理，以便获得铁铝渣以及经过净化的含镍钴溶液；将经过净化的含镍钴溶液进行湿法精炼，以便回收镍钴。由此可以进一步提高镍钴的回收效率以及产率。

根据本发明的实施例，上述红土镍矿的处理方法进一步包括通过下列步骤从铁铝渣回收钪：利用硫酸对所述铁铝渣进行第三浸出处理，以便获得第三浸出液，其中，所述第三浸出液含有铁、铝和钪，利用有机萃取剂对所述第三浸出液进行钪萃取处理，以便获得含有钪的有机相；利用盐酸溶液对所述含有钪的有机相进行反萃取，以便获得反萃液；将所述反萃液与沉淀剂混合，以便获得含有钪的沉淀；将所述含有钪的沉淀进行煅烧，以便获得氧化钪。由此利用上述方法可以进一步提高钪的提取率，以便进一步提高红土镍矿的处理效率。

根据本发明的实施例，所述有机萃取剂为选自有机磷酸萃取剂、中性磷萃取剂、有机羧酸萃取剂、有机胺萃取剂、有机螯合萃取剂中的至少一种。由此可进一步提高钪萃取率。

根据本发明的实施例，所述有机磷酸萃取剂为P204或CYANEX272的至少一种，所述中性磷萃取剂为TBP，所述有机羧酸萃取剂为环烷酸或CA12的至少一种，所述有机胺萃取剂为N235，所述有机螯合萃取剂为N503。由此可进一步提高钪萃取率。

根据本发明的实施例，所述盐酸溶液的浓度为0.01mol/L～5mol/L。由此可进一步提高钪萃取率。

根据本发明的实施例，所述沉淀剂为选自NaOH、氨水、碳酸钠、碳酸氢钠、草酸的至少一种，所述沉淀剂溶液的浓度为0.1mol/L～5mol/L。由此可进一步提高钪萃取率。

根据本发明的实施例，将所述含有钪的沉淀进行煅烧是在700～900摄氏度的温度下煅烧1～6小时而完成。由此可以进一步提高氧化钪的收率。

根据本发明的实施例，在利用硫酸对所述氢氧化镍钴沉淀进行第二浸出处理之前，对所述氢氧化镍钴沉淀进行制浆处理，以便获得氢氧化镍钴浆液，并对所述氢氧化镍钴浆液进行所述第二浸出处理。由此可以进一步提高浸出效率，以便进一步提高红土镍矿的处理效率。

根据本发明的实施例，所述氢氧化镍钴浆液的固液比为（1：20）～（1：1）。由此可以便于对其进行提取处理，进一步提高镍钴以及钪的收率。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明一个实施例的红土镍矿处理方法的流程示意图；

图2是根据本发明一个实施例的红土镍矿处理方法的流程示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种红土镍矿处理方法。下面参考图1-2对该方法进行详细描述。

根据本发明的实施例，该方法包括：利用硫酸对红土镍矿进行第一浸出处理，以便获得红土镍矿浸出液；对红土镍矿浸出液分别进行沉铁铝处理和沉镍钴处理，以便分别获得铁铝渣和氢氧化镍钴沉淀；利用硫酸对氢氧化镍钴沉淀进行第二浸出处理，以便获得镍钴浸出液；利用有机萃取剂对镍钴浸出液进行钪萃取处理，以便获得含镍钴溶液和含有钪的有机相；从含镍钴溶液回收镍钴；以及从含有钪的有机相回收钪。

利用上述方法可以对红土镍矿进行处理，可以对红土镍矿中含有大量的镍钴元素和少量的钪元素进行提取，制备得到镍钴和钪金属。尤其可以对红土镍矿中的钪元素进行有效提取。为了进一步提高红土镍矿中少量钪元素的提取率，发明人发现首先将红土镍矿进行多次浸出处理和沉铁铝处理以及钪萃取处理，分别得到铁铝渣以及含有钪的有机相，最后从铁铝渣以及含有钪的有机相中提取出钪。因此利用本发明的上述处理红土镍矿的方法，可以有效提高钪的提取率。

根据本发明的具体实施例，上述方法中首先利用硫酸对红土镍矿进行加压浸出处理，有价金属钪、镍、钴大部分进入高压酸浸液中；而大部分杂质铁则以稳定的赤铁矿形式进入浸出尾渣，使得大部分铁作为杂质得以分离除去，高压酸浸液中铁浓度小于1g/L。由此经过对红土镍矿进行加压酸浸处理后将大部分的铁铝渣分离出去。

进一步地，对上述红土镍矿浸出液进行沉铁铝处理和沉镍钴处理，具体为首先采用NaOH调节上述红土镍矿浸出液的pH至3.0～4.0，生成铁铝渣沉淀，将其过滤，由此通过酸浸处理和沉铁铝处理将红土镍矿浸出液中的大部分铁铝杂质得以分离除去。

进一步对上述沉铁铝的后浸出液进行沉镍钴处理，具体地，继续向浸出液中加NaOH调节pH至7.0～9.0，生成沉淀、过滤得到氢氧化钪镍钴沉淀。钪在氢氧化钪镍钴沉淀中含量为0.01%～5%，由此使得钪得以富集。

S100：从氢氧化镍钴沉淀中提取钪

根据本发明的一个实施例，通过对红土镍矿进行第一次浸出处理，得到了氢氧化镍钴沉淀。根据本发明的具体实施例，进一步地从氢氧化镍钴沉淀中提取钪。

根据本发明的具体实施例，对上述得到的氢氧化镍钴沉淀进行浸出处理，获得镍钴浸出液；进一步地利用有机萃取剂对镍钴浸出液进行钪萃取处理，以便获得含镍钴溶液和含有钪的有机相；从含镍钴溶液回收镍钴；以及从含有钪的有机相回收钪。根据本发明的具体实施例，有机萃取剂可以采用的类型并不受特别限制，根据本发明的具体示例，有机萃取剂可以采用选自有机磷酸萃取剂、中性磷萃取剂、有机羧酸萃取剂、有机胺萃取剂、有机螯合萃取剂的至少一种。由此可以进一步提高钪的提取率。发明人通过多次试验发现有机磷酸萃取剂中的P204或CYANEX272的至少一种，中性磷萃取剂中的TBP，有机羧酸萃取剂中的环烷酸或CA12，有机胺萃取剂中的N235，有机螯合萃取剂中的N503均对钪有较好的萃取作用，其中有机磷酸萃取剂中的P204萃取效果较好，并且优于同类萃取剂P507的萃取效果。

根据本发明的一个实施例，如图1所示，可以利用下述方法从含钪的有机相中回收钪：利用盐酸溶液对含有钪的有机相进行反萃取，以便获得反萃液；将反萃液与沉淀剂溶液混合，以便获得含有钪的沉淀；将含有钪的沉淀进行煅烧，以便获得氧化钪。由此利用该方法可以有效有机相中的钪元素。根据本发明的具体实施例，所述盐酸的浓度并不受特别限制，根据本发明的具体实施例，盐酸的浓度具体可以为0.01mol/L～5mol/L。同时可以控制盐酸的加入量为每升含有钪的有机相中加入浓度为1mol/L的盐酸0.1升至10升。由此可以进一步提高钪的提出率。根据本发明的一个实施例，可以采用沉淀剂将反萃液进行沉淀，根据本发明的具体实施例，沉淀剂为选自NaOH、氨水、碳酸钠、碳酸氢钠、草酸的至少一种，由此可以进一步提高沉淀效率。根据本发明的具体实施例，进一步利用草酸对反萃液进行沉淀，得到含钪沉淀，其中草酸的浓度并不受特别限制，根据本发明的具体示例，可以采用浓度为0.1mol/L～5mol/L的草酸进行沉淀，加入的草酸的体积可以根据具体的浓度进行控制，例如，可以向每升反萃液中加入浓度为2mol/L的草酸1.5升。由此可以进一步提高钪提出率。根据本发明的一个实施例，进一步将得到的含有钪的沉淀进行煅烧，以便获得氧化钪。由此利用煅烧的方法可以有效除去沉淀中的其他杂质，由此可以进一步提高钪的纯度。

S200：从含镍钴溶液中回收镍钴

根据本发明的一个实施例，首先从上述氢氧化镍钴沉淀中获得了含镍钴溶液，进一步地利用下述方法从含镍钴溶液回收镍钴：将含镍钴溶液进行第二沉铁铝处理，以便获得第二铁铝渣以及经过净化的含镍钴溶液；将经过净化的含镍钴溶液进行湿法精炼，以便回收镍钴。由此可以利用该方法可以将红土镍矿中的含有的镍钴进行有效提取。

根据本发明的一个实施例，本发明的方法包括多次进行沉铁铝处理，首先是将红土镍矿经过第一浸出处理后得到的红土镍矿浸出液进行第一沉铁铝处理，得到了第一铁铝渣，其次是将含镍钴溶液进行第二沉铁铝处理，得到了第二铁铝渣。因此，利用本发明处理红土镍矿的方法制备得到了大量的铁铝渣。

S300：从铁铝渣中回收钪

根据本发明的一个实施例，本发明的上述方法中进一步包括从铁铝渣中回收钪，该铁铝渣可以是初次从红土镍矿中分离得到的铁铝渣也可以是从含镍钴溶液中沉淀出的铁铝渣。如图2所示，根据本发明的具体实施例，从铁铝渣中回收钪的方法可以包括：首先，利用硫酸对铁铝渣进行第三浸出处理，以便获得第三浸出液，其中，第三浸出液含有铁、铝和钪。进一步地，利用有机萃取剂对第三浸出液进行钪萃取处理，以便获得含有钪的有机相。根据本发明的具体实施例，该有机萃取剂可以与对镍钴浸出液进行钪萃取处理的有机萃取剂相同，根据本发明的示例，有机萃取剂可以采用的类型并不受特别限制，根据本发明的具体示例，有机萃取剂可以采用选自有机磷酸萃取剂（如P204、Cyanex272、P507）、中性磷萃取剂（如TBP）、有机羧酸萃取剂（如环烷酸、CA12）、有机胺萃取剂（如N235）、有机螯合萃取剂（如N503）的至少一种。由此可以进一步提高钪的提取率。

根据本发明的具体实施例，利用盐酸溶液对上述萃取得到的含有钪的有机相进行反萃取，以便获得反萃液。根据本发明的具体实施例，所述盐酸的浓度并不受特别限制，根据本发明的具体实施例，盐酸的浓度具体可以为0.01mol/L～5mol/L。同时可以控制盐酸的加入量为每升含有钪的有机相中加入浓度为1mol/L的盐酸0.1升至10升。由此可以进一步提高钪的提出率。根据本发明的具体实施例，进一步利用草酸对反萃液进行沉淀，得到含钪沉淀，其中草酸的浓度并不受特别限制，根据本发明的具体示例，可以采用浓度为0.1mol/L～5mol/L的草酸进行沉淀，加入的草酸的体积可以根据具体的浓度进行控制，例如，可以向每升反萃液中加入浓度为2mol/L的草酸1.5升。由此可以进一步提高钪提出率。

根据本发明的一个实施例，进一步将得到的含有钪的沉淀进行煅烧，以便获得氧化钪。由此利用煅烧的方法可以有效除去沉淀中的其他杂质，由此可以进一步提高钪的纯度。根据本发明的具体实施例，上述煅烧的程度可以通过控制煅烧的温度以及煅烧时间进行调节，根据本发明的具体示例，根据钪元素的物理化学性质，具体可以采用将含有钪的沉淀在700～900摄氏度下进行煅烧处理1～6小时。由此可以最大限度除去沉淀中的其他杂质，以便进一步提高氧化钪的纯度。

根据本发明的一个实施例，在第二浸出处理步骤之前进一步包括制浆处理，具体为在利用硫酸对氢氧化镍钴沉淀进行第二浸出处理之前，对氢氧化镍钴沉淀进行制浆处理，以便获得氢氧化镍钴浆液，并对所述氢氧化镍钴浆液进行所述第二浸出处理，由此便于利用硫酸将氢氧化镍钴沉淀中的金属元素浸出，进而可以进一步提高第二浸出处理的效率以及镍钴和钪的回收率。

根据本发明的具体实施例，上述制浆处理得到的氢氧化镍钴浆液的固液比为（1：20）～（1：1）。由此可以进一步提高浸出处理的效率以及镍钴和钪的回收率。

下面参考具体实施例，对本发明进行描述，需要说明的是，这些实施例仅仅是描述性的，而不以任何方式限制本发明。

实施例1

某红土镍矿元素含量如表1，其中，钪的含量为0.0033%。

表1 红土镍矿元素含量及其高压酸浸液中浓度

元素	红土镍矿中含量（%）	酸浸液中浓度（g/L）
			Ni	1.07	3.85
Co	0.1	0.32
			Cu	<0.02	0.01
Fe	41.9	1.32
			Mn	0.653	2.05
Zn	〈0.05	0.11
			Pb	〈0.02	<0.001
Si	7.15	0.094
			Al	1.83	1.69
Ca	0.157	0.14
			Mg	1.98	3.59
Cr	0.5	0.022
			Sc	0.0033	0.0117

将上述红土镍矿在温度为255摄氏度、压力为5Mpa高压下在加压釜中用硫酸浸出。有价金属钪（0.0117g/L）、镍（3.85g/L）、钴（0.32g/L）大部分进入高压酸浸液中；而大部分（～97%）的铁杂质则以稳定的赤铁矿形式进入浸出尾渣，使得大部分铁做为杂质得以分离除去，高压酸浸液中Fe浓度为0.93g/L。

加NaOH调节上述酸浸液pH至4.0，温度70摄氏度，生成铁铝渣沉淀，将其过滤，使得大部分铁铝杂质得以分离除去。继续加NaOH到滤液中调节其pH至7.5，生成沉淀、过滤得到氢氧化钪镍钴沉淀。氢氧化钪镍钴沉淀中钪含量为0.075%，是红土镍矿中钪含量的22.7倍，得以富集。

表2 氢氧化镍钴沉淀中主要元素含量

取上述氢氧化钪镍钴沉淀，按照固液比S：L=1:10，加入20%（质量百分比）硫酸溶液，搅拌反应浸出，过滤，收集滤液做浸出液，滤液主要含Ni、Co、Mn、Ca、Mg、Sc、Fe、Al。

取上述氢氧化钪镍钴硫酸浸出液，调节pH值为0.2，，按照水相：有机相=10：1，加入含10%Cyanex72的磺化煤油溶液进行萃取反应。Sc的萃取百分率为99.9%，Ni、Co、Fe、Al萃取率分别为0.05%、0.1%、0.3%和0。杂质萃取率低而与钪分离。将负载有机相，按照水相：有机相=2：1，用10%硫酸溶液洗涤2级，所萃取的少量Fe、Ni、Co杂质被洗掉，而Sc保持在有机相中。因此，钪与杂质分离，并且被富集于含钪有机相。将上述纯化后的含钪有机相，按照水相：有机相=1：5，加入0.5M HCl溶液进行5级反萃取，得到含钪反萃液。

向反萃液中加入2M草酸溶液，生成草酸钪沉淀。将沉淀过滤。800摄氏度煅烧沉淀2小时，得到纯度为99.9%的氧化钪。

上述萃取钪后的萃余液，为除掉Sc后纯化了的镍钴溶液，可通过溶剂萃取分离、电解等精炼方法得到镍钴金属。

实施例2

某氢氧化镍钴沉淀中的元素含量见表2。取上述氢氧化钪镍钴沉淀，按照固液比S：L=1:5，加入20%（质量百分比）硫酸溶液，搅拌反应浸出，过滤，收集滤液。滤液主要含Ni、Co、Mn、Sc、Fe、Al、Ca。

取上述氢氧化钪镍钴硫酸浸出液，调节pH值为0.5，按照水相：有机相=5：1，加入含10%N235+5%N503的煤油溶液进行萃取反应。Sc的萃取百分率为99.8%，Ni、Co、Fe、Al萃取率分别为0.1%、0.2%、1.0%和0.2%。杂质萃取率低而与钪分离。将负载有机相，按照水相：有机相=2：1，用5%硫酸溶液洗涤4级，所萃取的少量Fe、Ni、Co杂质被洗掉，而Sc保持在有机相中。因此，钪与杂质分离，并且被富集于含钪有机相。将上述纯化后的含钪有机相，按照水相：有机相=1：1，加入0.2M HCl溶液进行2级反萃取，得到含钪反萃液。

向反萃液中加入2M草酸溶液，生成草酸钪沉淀。将沉淀过滤。在850摄氏度煅烧沉淀1小时，得到纯度为99.9%的氧化钪。

上述萃取钪后的萃余液，为除掉Sc后纯化了的镍钴溶液，可通过溶剂萃取分离、电解等精炼方法得到镍钴金属。

实施例3

某红土镍矿硫酸浸出液中的元素含量见表1。用碱液调pH至3.8，使得浸出液中的铁铝形成铁铝渣，使得钪与铁、铝杂质得到分离。进而用碱液调pH至8.0，对镍钴进行沉淀，得到氢氧化镍钴沉淀。钪随氢氧化镍钴沉淀析出得到富集，含量为0.139%，元素含量见表3。

表3 氢氧化镍钴沉淀中主要元素含量

取上述氢氧化钪镍钴沉淀，按照固液比S：L=1:5，加入20%（质量百分比）硫酸溶液，搅拌反应浸出，过滤，收集滤液做浸出液，滤液主要含Ni、Co、Mn、Ca、Mg、Sc、Fe、Al。

取上述氢氧化钪镍钴硫酸浸出液，调节pH值为0.5，按照水相：有机相=5：1，加入含15%P204+5%TBP的煤油溶液进行萃取反应。Sc的萃取百分率为99.8%，Ni、Co、Fe、Al萃取率分别为0.1%、0.2%、0.1%和0。杂质萃取率低而与钪分离。将负载有机相，按照水相：有机相=2：1，用5%硫酸溶液洗涤4级，所萃取的少量Fe、Ni、Co杂质被洗掉，而Sc保持在有机相中。因此，钪与杂质分离，并且被富集于含钪有机相。将上述纯化后的含钪有机相，按照水相：有机相=1：10，加入2MHCl溶液进行10级反萃取，得到含钪反萃液。

向反萃液中加入2M草酸溶液，生成草酸钪沉淀。将沉淀过滤。在850摄氏度煅烧沉淀1小时，得到纯度为99.9%的氧化钪。

实施例4

红土镍矿硫酸浸出液的主要元素含量如表1，用饱和Ca(OH)₂溶液调红土镍矿硫酸浸出液的pH至4.5，温度70摄氏度，使得浸出液中的铁铝元素形成第一铁铝渣。钪随铁、铝元素共沉淀，上述铁铝渣沉淀中钪含量为0.032%，与红土镍矿相比，钪得到约10倍富集，同时与镍钴等分离。

上述萃取钪后的萃余液，为除掉Sc后纯化了的镍钴溶液，可通过溶剂萃取分离、电解等精炼方法得到镍钴金属。

表4 第一铁铝渣的主要元素含量

第一铁铝渣的主要元素含量如表4。其中，将上述第一铁铝渣沉淀，按照固液比S：L=1:10，加入浓度为2mol/L的硫酸溶液，混合搅拌，过滤，以进行第二浸出处理，获得了第一铁铝渣浸出液，其主要含Fe、Al以及少量Sc、Ni、Ca、Mn。第一铁铝渣浸出溶液分析数据如下表5：

表5 第一铁铝渣浸出液中元素浓度

用5%Cyanex272+1%TBP做有机相，以有机相相比A：O=10：1，pH为0.2情况下对上述溶液进行萃取，钪的萃取率达到96.53%。从第一铁铝渣硫酸浸出液中萃取钪的萃取百分率如表6：

表6 第一铁铝渣硫酸浸出液中萃取钪的萃取百分率

可见，杂质萃取率低而钪萃取率高，从而与钪分离。将负载有机相，按照水相：有机相=2：1，用5%硫酸溶液洗涤4级，所萃取的少量Fe、Ni、Co杂质被洗掉，而Sc保持在有机相中。因此，钪与杂质分离，并且被富集于含钪有机相。

将上述纯化后的含钪有机相，按照水相：有机相=1：3，加入2M HCl溶液进行3级反萃取，得到含钪反萃液。

向反萃液中加入2M草酸溶液，生成草酸钪沉淀。将沉淀过滤。在850摄氏度煅烧沉淀1小时，得到纯度为99.9%的氧化钪。

实施例5

将表1所示第一铁铝渣硫酸浸出液，调节pH值为3.0，按照水相：有机相流比=5：1，加入含15%（v/v）羧酸萃取剂CA12的煤油溶液进行10级萃取反应，Sc的萃取率为95.5%、Fe的萃取率为37.5%、Ni和Co的萃取率接近于0、Mn的萃取率为0.2%、Mg的萃取率为0.5%。将负载有机相按照水相：有机相流比=1：1，用0.02mol/L硫酸溶液洗涤20级，所萃取的少量Fe、Ni、Co、Mn、Mg杂质被洗掉，而Sc保持在有机相中。因此，钪与杂质分离，并且被富集于有机相。将上述纯化的含钪有机相，按照水相：有机相流比=1：5，加入0.2M HCl溶液进行10级反萃取，得到含钪反萃液。

向反萃液中加入2.5mol/L草酸溶液，生成草酸钪沉淀。将沉淀过滤，在750摄氏度煅烧沉淀4小时，得到纯度为99.8%的氧化钪。

实施例6

某氢氧化镍钴沉淀中的元素含量见表2。取上述氢氧化钪镍钴沉淀，按照固液比S：L=1:10，加入10%（质量百分比）硫酸溶液，搅拌反应3小时，过滤，收集滤液。滤液主要含Ni、Co、Mn、Sc、Fe、Al、Ca。用NaOH调酸碱度为pH4.8，温度70摄氏度，生成第二铁铝渣沉淀，过滤。分析得到的第二铁铝渣主要元素含量如下表7：

表7 第二铁铝渣主要元素含量

第二铁铝渣中钪的含量为1.14%，与在氢氧化镍钴中相比富集了约15倍，与红土镍矿在中相比富集了约345倍。将上述二次铁铝渣按照固液比S：L=1:10，加入10%（质量百分比）硫酸溶液浸出钪，搅拌反应2小时，过滤，收集滤液。

取上述第二铁铝渣硫酸浸出液，调节pH值为0.5，按照水相：有机相=5：1，加入含10%N235+5%N503的煤油溶液进行萃取反应。Sc的萃取百分率为99.8%，Ni、Co、Fe、Al萃取率分别为0.15%、0.2%、5.0%和0.2%。将负载有机相，按照水相：有机相=2：1，用5%硫酸溶液洗涤5级，所萃取的少量Fe、Ni、Co杂质被洗掉，而Sc保持在有机相中。因此，钪与杂质分离，并且被富集于含钪有机相。将上述纯化后的含钪有机相，按照水相：有机相=1：1，加入0.2M HCl溶液进行2级反萃取，得到含钪反萃液。

向反萃液中加入2M草酸溶液，生成草酸钪沉淀。将沉淀过滤。在850摄氏度煅烧沉淀1小时，得到纯度为99.9%的氧化钪。

将第二铁铝渣沉淀、过滤后所得的滤液，为除掉Fe、Si等杂质纯化后的镍钴溶液，可通过溶剂萃取分离、电解等精炼方法得到镍钴金属。

实施例7

某第二铁铝渣沉淀中的元素含量见表7。取上述氢氧化钪镍钴沉淀，按照固液比S：L=1:10，加入10%（质量百分比）硫酸溶液，搅拌反应3小时，过滤，收集滤液。滤液主要含Ni、Co、Mn、Sc、Fe、Al、Ca。用NaOH调酸碱度为pH5.5，温度70摄氏度，生成第二铁铝渣沉淀，过滤。

将上述二次铁铝渣按照固液比S：L=1:10，加入10%（质量百分比）硫酸溶液浸出钪，搅拌反应2小时，过滤，收集滤液。

取上述第二铁铝渣硫酸浸出液，调节pH值为0.5，按照水相：有机相=5：1，加入含10%P204的煤油溶液进行萃取反应。Sc的萃取百分率为99.8%，Ni、Co、Fe、Al萃取率分别为0.1%、0.15%、0.8%和0。将负载有机相，按照水相：有机相=5：1，用5%硫酸溶液洗涤5级，所萃取的少量Fe、Ni、Co杂质被洗掉，而Sc保持在有机相中。因此，钪与杂质分离，并且被富集于含钪有机相。将上述纯化后的含钪有机相，按照水相：有机相=1：5，加入1M HCl溶液进行10级反萃取，得到含钪反萃液。

向反萃液中加入2M草酸溶液，生成草酸钪沉淀。将沉淀过滤。在850摄氏度煅烧沉淀1小时，得到纯度为99.9%的氧化钪。

实施例8

某红土镍矿元素含量如表1，其中，铁、铝、镁、镍、锰、钙、钪的含量分别为41.9%、1.83%、1.98%、1.07%、0.65%、0.18%、0.0033%。对上述红土镍矿进行硫酸高压酸浸浸出处理，得到硫酸浸出液成分如表1。

取上述红土镍矿硫酸浸出液，调节pH值为3.5，按照水相：有机相流比=5：1，加入含5%（v/v）羧酸萃取剂CA12的煤油溶液进行5级萃取反应，Sc的萃取率为98.5%、Fe的萃取率为25%、Ni和Co的萃取率接近于0、Mn的萃取率为0.15%、Mg的萃取率为0.46%。将负载有机相按照水相：有机相流比=1：2，用0.01M硫酸溶液洗涤15级，所萃取的少量Fe、Ni、Co、Mn、Mg杂质被洗掉，而Sc保持在有机相中。因此，钪与杂质分离，并且被富集于有机相。将上述纯化的含钪有机相，按照水相：有机相流比=1：10，加入0.5M HCl溶液进行5级反萃取，得到含钪反萃液。

向反萃液中加入1M草酸溶液，生成草酸钪沉淀。将沉淀过滤，在750摄氏度煅烧沉淀4小时，得到纯度为99.8%的氧化钪。

上述萃取钪后的萃余液，为除掉Sc后纯化了的镍钴溶液，可通过溶剂萃取分离、电解等精炼方法得到镍钴金属。

实施例9

取pH为0.2的上述红土矿硫酸浸出液2.0L（如表1），与200mL3%P204-1%TBP-磺化煤油有机溶液混合、搅拌以进行萃取反应，反应时间为10分钟。萃取钪的百分率为99.5%，杂质Ca、Mg、Mn、Ni、Fe、Al的萃取率均低于10%。从红土矿浸出液直接萃取的元素萃取百分率如表8：

表8 红土矿浸出液直接萃取的元素萃取百分率

将负载有机相按照水相：有机相流比=1：1，用0.1M硫酸溶液洗涤2级，所萃取的少量Fe、Al、Ni、Ca、Mg、Mn杂质被洗掉，而Sc保持在有机相中。因此，钪与杂质分离，并且被富集于有机相。将上述纯化的含钪有机相，按照水相：有机相流比=1：10，加入1MHCl溶液进行10级反萃取，得到含钪反萃液。

向反萃液中加入3M草酸溶液，生成草酸钪沉淀。将沉淀过滤，在800摄氏度煅烧沉淀1小时，得到纯度为99.8%的氧化钪。

实施例10

取含3.3mg/L Sc、0.26g/L Fe、0.15g/L Ca、1.45g/L Mg、0.81g/L Mn、1.24g/L Ni、0.12g/L Co，pH0.2的红土矿硫酸浸出液2.0L，与100mL5%N235-1%N503-磺化煤油有机溶液混合、搅拌以进行萃取反应，反应时间为2分钟。萃取钪的百分率为98.0%，杂质Fe、Al、Ca、Mg、Mn、Ni、Co的萃取率分别为8.5%、3.2%、1.2%、1.0%、0.2%、0.1%、0.15%。将负载有机相按照水相：有机相流比=1：1，用0.2M硫酸溶液洗涤5级，所萃取的Fe、Al、Ca、Mg、Mn、Ni、Co杂质被洗掉，而Sc保持在有机相中。

将上述纯化的含钪有机相，按照水相：有机相=1：2，加入0.5M HCl溶液进行2级反萃取，得到含钪反萃液。

向反萃液中加入3M草酸溶液，生成草酸钪沉淀。将沉淀过滤，在800摄氏度煅烧沉淀1小时，得到纯度为99.9%的氧化钪。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (11)

1.一种红土镍矿处理方法，其特征在于，包括：

利用硫酸对红土镍矿进行第一浸出处理，以便获得红土镍矿浸出液；

对所述红土镍矿浸出液进行沉镍钴处理，以便获得氢氧化镍钴沉淀；

利用硫酸对所述氢氧化镍钴沉淀进行第二浸出处理，以便获得镍钴浸出液；

利用有机萃取剂对所述镍钴浸出液进行钪萃取处理，以便获得含镍钴溶液和含有钪的有机相；

从所述含镍钴溶液回收镍钴；以及

从所述含有钪的有机相回收钪。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，从所述含钪的有机相回收钪进一步包括：

利用硫酸溶液对所述含有钪的有机相进行洗涤，以便纯化所述有机相；

利用盐酸溶液对纯化后的所述含有钪的有机相进行反萃取，以便获得反萃液；

将所述反萃液与沉淀剂混合，以便获得含有钪的沉淀；

将所述含有钪的沉淀进行煅烧，以便获得氧化钪。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，从所述含镍钴溶液回收镍钴进一步包括：

将所述含镍钴溶液进行沉铁铝处理，以便获得铁铝渣以及经过净化的含镍钴溶液；

将经过净化的含镍钴溶液进行湿法精炼，以便回收镍钴。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括通过下列步骤从铁铝渣回收钪：

利用硫酸对所述铁铝渣进行第三浸出处理，以便获得第三浸出液，其中，所述第三浸出液含有铁、铝和钪，

利用有机萃取剂对所述第三浸出液进行钪萃取处理，以便获得含有钪的有机相；

利用盐酸溶液对所述含有钪的有机相进行反萃取，以便获得反萃液；

将所述反萃液与沉淀剂混合，以便获得含有钪的沉淀；

将所述含有钪的沉淀进行煅烧，以便获得氧化钪。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述有机萃取剂为选自有机磷酸萃取剂、中性磷萃取剂、有机羧酸萃取剂、有机胺萃取剂以及有机螯合萃取剂中的至少一种。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述有机磷酸萃取剂为P204和CYANEX272的至少一种，所述中性磷萃取剂为TBP，所述有机羧酸萃取剂为环烷酸和CA12的至少一种，所述有机胺萃取剂为N235，所述有机螯合萃取剂为N503。

7.根据权利要求2和4所述的方法，其特征在于，所述盐酸溶液的浓度为0.01mol/L～5mol/L。

8.根据权利要求2和4所述的方法，其特征在于，所述沉淀剂为选自NaOH、氨水、碳酸钠、碳酸氢钠、草酸的至少一种，所述沉淀剂溶液的浓度为0.1mol/L～5mol/L。

9.根据权利要求2和4所述的方法，其特征在于，将所述含有钪的沉淀进行煅烧是在700～900摄氏度的温度下煅烧1～6小时而完成。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在利用硫酸对所述氢氧化镍钴沉淀进行第一浸出处理之前，对所述氢氧化镍钴沉淀进行制浆处理，以便获得氢氧化镍钴浆液，并对所述氢氧化镍钴浆液进行所述第一浸出处理。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述氢氧化镍钴浆液的固液比为（1：20）～（1：1）。

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