CN104032128A - 一种含锰氢氧化镍浸出净化生产电解镍的方法 - Google Patents

一种含锰氢氧化镍浸出净化生产电解镍的方法 Download PDF

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Abstract

一种含锰氢氧化镍浸出净化生产电解镍的方法，将含锰氢氧化镍原料，按照阳极液与氢氧化镍质量比(3～4)：1，酸度45～50g/L进行常压浸出,浸出液氧化除钴锰杂后进行电解，生产电解镍。本发明含锰氢氧化镍通过浸出、净化生产电解镍，其生产规模可大可小，矿物资源利用范围广，无需增大投资及处理设备；本发明具有工艺路径简单，投资小，能耗低，运行费用低，镍、钴浸出率高达99％，操作简便，生产成本低等特点。本发明不污染环境，镍浸出率高，为化学成分复杂含锰和钴的氢氧化镍的开发利用提供了极为有效且经济适用的途径，克服了现有技术难于处理含锰氢氧化镍浸出低、净化分离锰等杂质工艺复杂效率低的缺点。

Description

一种含锰氢氧化镍浸出净化生产电解镍的方法
技术领域
本发明属于矿产加工领域，具体涉及一种含锰氢氧化镍浸出净化生产电解镍的方法。
背景技术
目前电解镍主要原料是硫化矿，部分厂家使用氧化红土镍矿。硫化矿中不含锰，其湿法冶炼工艺主要是常压或加压氨浸、常压或加压酸浸。氧化红土矿的湿法冶炼工艺还原氨浸出和高压酸浸。而氧化红土镍矿资源丰富，来源广泛，价格便宜，存在大规模生产的潜力，近年发展迅速。但因矿料中杂质多且复杂，尤其是锰含量高，致使生产过程中分离和提纯工艺复杂效率低。因此，如何利用化学成分复杂的氧化红土镍矿产品，使镍转入溶液，通过分离提纯，充分利用有限资源，已成为科技人员主要研究目标，目前国内外无系统化研究和成熟工业化生产。
发明内容
本发明的目的在于提供一种含锰氢氧化镍浸出净化生产电解镍的方法，其工艺简单，能耗低，生产成本低，浸出率高。
为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：
1)按照阳极液与含锰氢氧化镍质量比为(3～4)：1，酸度为45～50g/L且在有还原剂的条件下将含锰氢氧化镍进行浆化；
2)向浆化好的物料中加入NiCO3调节pH值为5～5.5，然后进行常压氧气浸出，得到浸出液；
3)在80～90℃下向浸出液中加入氧化剂搅拌下进行氧化除杂，除杂后调节pH值为5～5.5，然后过滤得到滤液，利用滤液生产电解镍。
所述步骤1)中阳极液为含镍40-50g/L的硫酸镍溶液；酸度是采用稀硫酸进行调节的。
所述步骤1)中还原剂为亚硫酸钠或亚硫酸氢钠，并且向每吨含锰氢氧化镍中加入还原剂的量为40-50Kg；浆化的时间为20-30分钟。
所述步骤1)中浆化是在敞开的搅拌槽中进行。
所述步骤2)中进行常压氧气浸出的条件为：浸出温度70～80℃,浸出时间1～2小时，每小时每立方米浆化好的物料中氧气通入量为10～20L。
所述步骤3)中氧化剂为过硫酸钠、双氧水或氯酸钠，氧化剂的加入量为含锰氢氧化镍中钴、锰质量和的5.5倍。
所述步骤3)中pH值是采用氢氧化钠溶液进行调节的。
所述步骤3)中搅拌的时间为1-2小时。
所述生产电解镍产生的阳极液用于步骤1)中的浆化。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果：本发明含锰氢氧化镍通过浸出、净化生产电解镍，其生产规模可大可小，矿物资源利用范围广，无需增大投资及处理设备；本发明具有工艺路径简单，投资小，能耗低，运行费用低，镍、钴浸出率高达99％，操作简便，生产成本低等特点。本发明不污染环境，镍浸出率高，为化学成分复杂含锰和钴的氢氧化镍的开发利用提供了极为有效且经济适用的途径，克服了现有技术难于处理含锰氢氧化镍浸出低、净化分离锰等杂质工艺复杂效率低的缺点。
附图说明
图1为含锰氢氧化镍生产电解镍工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步描述。
本发明中钴、锰含量为检测所得，含锰氢氧化镍中钴、锰含量为0.6g/L～0.8g/L；氧化剂加入量为含锰氢氧化镍中钴、锰质量和的5.5倍。浸出用的酸液为含硫酸的水溶液。
参照图1，本发明包括以下步骤：
1)在敞开的搅拌槽中，照阳极液与含锰氢氧化质量比为(3～4)：1，采用稀硫酸调节酸度为45～50g/L且在有还原剂的条件下将含锰氢氧化镍进行浆化20-30分钟；其中，阳极液为含镍40-50g/L的硫酸镍溶液；还原剂为亚硫酸钠或亚硫酸氢钠，并且向每吨含锰氢氧化镍中加入还原剂的量为40-50Kg。
2)向浆化好的物料中加入NiCO3调节pH值为5～5.5，然后在进行常压氧气浸出，得到浸出液；其中，常压氧气浸出的条件为：浸出温度70～80℃，浸出时间1～2小时，每小时每立方米溶液中氧气通入量为10～20L。
3)在80～90℃下向浸出液中加入氧化剂搅拌1.5-2小时进行氧化除杂，除杂后采用氢氧化钠溶液调节pH值为5～5.5，然后过滤得到滤液，再利用现有技术生产电解镍；其中，氧化剂为过硫酸钠、双氧水或氯酸钠，氧化剂的加入量为含锰氢氧化镍中钴、锰质量和的5.5倍。
下面通过具体实施例进行详细说明。
实施例1
参见图1，本发明包括以下步骤：
A、在40m3搅拌槽中加入20m3阳极液，含锰氢氧化镍投入6t和还原剂后搅拌30分钟。其中，还原剂为亚硫酸钠，并且每加入1吨含锰氢氧化镍加入还原剂的量为50Kg。其中，阳极液为含镍40g/L的硫酸镍溶液，并通过加入稀硫酸进行控制酸度为45g/L。
B、将浆化好的物料输送至常压一段浸出槽，再加入NiCO3将pH值调节至5.0，然后加热到70～80℃，通氧气搅拌2小时，得到浸出液；其中，每小时氧气通入量为10～20L/m3溶液；
C、对浸出液分步进行氧化除杂，具体是加入氧化剂后搅拌2小时，除去钴、锰等杂质；除杂过程温度控制在80～90℃，除杂后用0.1moL/L氢氧化钠溶液调节pH值为5～5.5；过滤，将滤液按照现有方法生产电解镍。其中，氧化剂的加入量为含锰氢氧化镍中钴、锰质量和的5.5倍，氧化剂为过硫酸钠。
实施例2
A、在40m3搅拌槽中加入22m3阳极液，含锰氢氧化镍投入7t和还原剂后搅拌30分钟。其中，每加入1吨含锰氢氧化镍加入还原剂的量为50Kg，还原剂为亚硫酸氢钠，阳极液为含镍50g/L的硫酸镍溶液，并通过加入稀硫酸进行控制酸度为50g/L。
B、将浆化好的物料输送至常压一段浸出槽，加入NiCO3将pH值中和至5.0，然后加热到70～80℃，通氧气并搅拌2小时，得到浸出液；其中，每小时氧气通入量为10～20L/m3溶液；
C、对浸出液进行氧化除杂，具体是加入氧化剂并搅拌1～2小时，除去锰、钴等元素。除杂过程温度控制在80～90℃，除杂后用0.1moL/L氢氧化钠溶液调节pH值为5～5.5，然后过滤，得到滤液，按照现有方法生产电解镍。其中，氧化剂的加入量为含锰氢氧化镍中钴、锰质量和的5.5倍，氧化剂为双氧水。
D、过滤，滤液调酸后按照现有方法生产电解镍。
实施例3
A、在40m3搅拌槽中加入20m3阳极液，含锰氢氧化镍投入6t和还原剂后搅拌20分钟。其中，还原剂为亚硫酸钠，并且每加入1吨含锰氢氧化镍加入还原剂的量为45Kg。其中，阳极液为含镍45g/L的硫酸镍溶液，并通过加入稀硫酸进行控制酸度为40g/L。
B、将浆化好的物料输送至常压一段浸出槽，再加入NiCO3将pH值调节至5.0，然后加热到70℃，通氧气搅拌1.5小时，得到浸出液；其中，每小时氧气通入量为10L/m3溶液；
C、对浸出液进行氧化除杂，具体是加入氧化剂后搅拌2小时，除去钴、锰等杂质；除杂过程温度控制在80℃，除杂后用0.1moL/L氢氧化钠溶液调节pH值为5；然后过滤，将滤液按照现有方法生产电解镍，生产电解镍产生的阳极液用于步骤A)中的浆化。其中，氧化剂的加入量为含锰氢氧化镍中钴、锰质量和的5.5倍，氧化剂为过氯酸钠。
实施例4
A、在40m3搅拌槽中加入20m3阳极液，含锰氢氧化镍投入7t和还原剂后搅拌20分钟。其中，还原剂为亚硫酸钠，并且每加入1吨含锰氢氧化镍加入还原剂的量为50Kg。其中，阳极液为含镍40g/L的硫酸镍溶液，并通过加入稀硫酸进行控制酸度为42g/L。
B、将浆化好的物料输送至常压一段浸出槽，再加入NiCO3将pH值调节至5.0，然后加热到80℃，通氧气搅拌2小时，得到浸出液；其中，每小时氧气通入量为20L/m3溶液；
C、对浸出液进行氧化除杂，具体是加入氧化剂后搅拌1小时，除去钴、锰等杂质；除杂过程温度控制在80℃，除杂后用0.1moL/L氢氧化钠溶液调节pH值为5；然后过滤，将滤液按照现有方法生产电解镍，生产电解镍产生的阳极液用于步骤A)中的浆化。其中，氧化剂的加入量为含锰氢氧化镍中钴、锰质量和的5.5倍，氧化剂为过氯酸钠。
实施例5
A、在40m3搅拌槽中加入22m3阳极液，含锰氢氧化镍投入7t和还原剂后搅拌25分钟。其中，还原剂为亚硫酸钠，并且每加入1吨含锰氢氧化镍加入还原剂的量为48Kg。其中，阳极液为含镍42g/L的硫酸镍溶液，并通过加入稀硫酸进行控制酸度为43g/L。
B、将浆化好的物料输送至常压一段浸出槽，再加入NiCO3将pH值调节至5.0，然后加热到75℃，通氧气搅拌2小时，得到浸出液；其中，每小时氧气通入量为15L/m3溶液；
C、对浸出液进行氧化除杂，具体是加入氧化剂后搅拌1.5小时，除去钴、锰等杂质；除杂过程温度控制在85℃，除杂后用0.1moL/L氢氧化钠溶液调节pH值为5.5；然后过滤，将滤液按照现有方法生产电解镍，生产电解镍产生的阳极液用于步骤A)中的浆化。其中，氧化剂的加入量为含锰氢氧化镍中钴、
锰质量和的5.5倍，氧化剂为双氧水。
本发明提供一种从含锰氢氧化镍浸出净化提取镍的方法，尤其是从红土镍矿经高压浸出的含锰的氢氧化镍中浸出提取镍的方法。下面的表1给出了本发明浸出净化的主要经济技术指标：
表1
序号 项目名称 指标 序号 项目名称 指标
1 镍浸出率 99％ 6 液固比 3～4：1
2 浸出液含镍 80g/L 7 浸出时间 1～2小时
3 浸出液pH值 5.0 8 蒸汽消耗 10t/t Ni
4 浸出温度 70～80℃ 9 电耗 2000kwh/t Ni
5 浸出酸度 30～40g/L 10 生产成本 15000元/t Ni
从表1中可以看出，本发明的镍浸出率为99％，浸出液含镍80g/L，并且本发明具有生产成本低，能耗低的优点。
参见图1，具体流程为：(1)阳极液返回浆化过程中，未进行处理，直接进行浆化。(2)沉镍过程，碳酸钠的加入温度为70℃，溶液终点pH值为8.5，经过滤后，碳酸镍返至常压浸出。(3)沉镍后所得过滤物为碳酸镍，用于调节常压浸出pH值。(4)氧化中和除钴锰后过滤所得的渣为钴锰渣，经过酸溶还原浸出后，再经过P204萃取除杂、P507萃取镍钴分离，所得镍溶液用于沉镍，所得钴溶液经过蒸发结晶生产六水氯化钴。

Claims (9)

1.一种含锰氢氧化镍浸出净化生产电解镍的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)按照阳极液与含锰氢氧化镍质量比为(3～4)：1，酸度为45～50g/L且在有还原剂的条件下将含锰氢氧化镍进行浆化；
2)向浆化好的物料中加入NiCO3调节pH值为5～5.5，然后进行常压氧气浸出，得到浸出液；
3)在80～90℃下向浸出液中加入氧化剂搅拌下进行氧化除杂，除杂后调节pH值为5～5.5，然后过滤得到滤液，利用滤液生产电解镍。
2.根据权利要求1所述的一种含锰氢氧化镍浸出净化生产电解镍的方法，其特征在于，所述步骤1)中阳极液为含镍40-50g/L的硫酸镍溶液；酸度是采用稀硫酸进行调节的。
3.根据权利要求1所述的一种含锰氢氧化镍浸出净化生产电解镍的方法，其特征在于，所述步骤1)中还原剂为亚硫酸钠或亚硫酸氢钠，并且向每吨含锰氢氧化镍中加入还原剂的量为40-50Kg；浆化的时间为20-30分钟。
4.根据权利要求1所述的一种含锰氢氧化镍浸出净化生产电解镍的方法，其特征在于，所述步骤1)中浆化是在敞开的搅拌槽中进行。
5.根据权利要求1所述的一种含锰氢氧化镍浸出净化生产电解镍的方法，其特征在于，所述步骤2)中进行常压氧气浸出的条件为：浸出温度70～80℃,浸出时间1～2小时，每小时每立方米浆化好的物料中氧气通入量为10～20L。
6.根据权利要求1所述的一种含锰氢氧化镍浸出净化生产电解镍的方法，其特征在于，所述步骤3)中氧化剂为过硫酸钠、双氧水或氯酸钠，氧化剂的加入量为含锰氢氧化镍中钴、锰质量和的5.5倍。
7.根据权利要求1所述的一种含锰氢氧化镍浸出净化生产电解镍的方法，其特征在于，所述步骤3)中pH值是采用氢氧化钠溶液进行调节的。
8.根据权利要求1所述的一种含锰氢氧化镍浸出净化生产电解镍的方法，其特征在于，所述步骤3)中搅拌的时间为1-2小时。
9.根据权利要求1所述的一种含锰氢氧化镍浸出净化生产电解镍的方法，其特征在于，所述生产电解镍产生的阳极液用于步骤1)中的浆化。
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