CN108950244A - 一种从含镍、钴二次资源的浸出液中去除钠离子的方法 - Google Patents

一种从含镍、钴二次资源的浸出液中去除钠离子的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种从含镍、钴二次资源的浸出液中去除钠离子的方法，包括如下步骤：将含镍、钴二次资源的的浸出液进行酸化，并调节所述浸出液的pH值至3～5.5；加热经酸化后的所述浸出液，使所述浸出液的温度至80～95℃后，加入碳酸型稀土沉淀剂，并保持所述浸出液的pH值为3～5.5；在加完碳酸型稀土沉淀剂后，对所述浸出液进行3～6h的机械搅拌，使钠离子进行沉淀反应，使所述浸出液内产生稀土复盐沉淀；通过热过滤去除所述浸出液中的沉淀渣后，即可去除含镍、钴二次资源的浸出液中的钠离子。本发明提供的去除钠离子的方法不但除钠效率好、耗水量少、成本低，而且还避免了在除钠过程中产生危险的气体，进而有利于生产操作。

Description

一种从含镍、钴二次资源的浸出液中去除钠离子的方法
技术领域
本发明属于有色冶金技术领域，具体涉及一种从含镍、钴二次资源的浸出 液中去除钠离子的方法。
背景技术
金属镍(Ni)、钴(Co)作为制备不同含量镍钴合金添加剂及储能电池装 置，在国民经济建设中占有重要地位；其化合物硫酸镍(NiSO4)和硫酸钴(CoSO4) 可用作电镀工业制备镀镍钴合金，是电镀主要的镍盐和钴盐；同时其也可用于 媒染剂、工业催化剂及其他镍盐。
近年来，随着我国进入工业化建设快速发展阶段，对金属镍、钴资源的需 求急剧增加，预测至2030年我国对镍、钴资源的需求分别为142万吨和14万 吨左右。镍钴资源的大量使用，使得二次资源的回收再利用将成为全球镍钴的 主要来源，如镍钴渣，镍钴合金及含镍钴稀土磁性材料，工业催化剂和废镍钴 电池等，镍钴二次资源的循环再利用将产生巨大的经济效益。
目前对于镍钴资源回收工艺步骤主要为“酸溶—萃取除杂—蒸发浓缩—冷 却结晶”。由于二次资源中，原料成分复杂，含有镁、铁、锰、铜、锌、镉、 铬、铅等金属元素，必须对原料进行预处理，通常采用沉淀预处理金属杂质。 通过调节pH值(氢氧化钠)，以及氧化(次氯酸钠)处理，使得不同的金属离 子在不同的pH值下选择沉淀，同时萃取液的皂化等，都会引入大量的钠离子。 虽然，后续加入P204、P205、N902等有机溶剂萃取分离金属杂质，但萃取过 程对钠离子去除率较低，造成钠离子循环积聚于母液中。当钠离子浓度达到一 定程度时，即可与镍、钴以硫酸盐形式共同析出，造成主金属的损失，严重影 响金属镍钴的回收率和结晶晶体质量，成为制约产品主要杂质之一。目前对于 钠离子的去除方法，主要是通过碳酸化沉淀镍、钴分离钠离子，再将沉淀转化 为硫酸镍、钴，此方法需要消耗大量的水与酸碱，成本较高，劳动强度大；专 利公开号为CN1778688A，名称为一种从废镍氢、镍镉电池回收硫酸镍溶液中去 除钠离子的方法，对使用稀土金属进行除钠进行了研究，但在此过程中由于有 氢气的产生将增加生产危险，不利于生产操作。
发明内容
针对上述现有技术存在的不足之处，本发明提供了一种从含镍、钴二次资 源的浸出液中去除钠离子的方法。
为了实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：
一种从含镍、钴二次资源的浸出液中去除钠离子的方法，包括如下步骤：
将含镍、钴二次资源的的浸出液进行酸化，并调节所述浸出液的pH值至 3～5.5；
加热经酸化后的所述浸出液，使所述浸出液的温度至80～95℃后，加入碳 酸型稀土沉淀剂，并保持所述浸出液的pH值为3～5.5；
在加完碳酸型稀土沉淀剂后，对所述浸出液进行3～6h的机械搅拌，使钠 离子进行沉淀反应，使所述浸出液内产生稀土复盐沉淀；
通过热过滤去除所述浸出液中的沉淀渣后，即可去除含镍、钴二次资源的 浸出液中的钠离子。
进一步的，所述碳酸型稀土沉淀剂中的稀土元素的摩尔数为所述浸出液中 的钠离子摩尔数的1～4倍。
进一步的，所述碳酸型稀土沉淀剂为碳酸镧和碳酸镧中的一种或两种的组 合。
进一步的，所述浸出液由氢氧化镍钴、镍钴萃余液、磺渣中的一种或几种 通过硫酸浸出制成。
进一步的，在使钠离子进行沉淀反应时，用硫酸调节所述浸出液的pH值 保持在3～5.5之间。
进一步的，对所述浸出液进行3～6h的机械搅拌时，保持所述浸出液的温 度在80～95℃之间。
进一步的，在向所述浸出液加入碳酸型稀土沉淀剂时，是将碳酸型稀土沉 淀剂分3～5次加入到所述浸出液中，并在每次加入碳酸型稀土沉淀剂后，在 其在所述浸出液中分散均匀后，用硫酸调节所述浸出液的pH值在3～5.5之间。
本发明提供的一种从含镍、钴二次资源的浸出液中去除钠离子的方法，通 过在镍、钴浸出液中加入了碳酸型稀土沉淀剂，并使碳酸型稀土沉淀剂在酸性 条件下进行分解，来生成能与钠离子形成难溶的稀土复盐沉淀，进而避免了直 接加入稀土金属与酸生成氢气的危险，保证操作的安全性；加入的碳酸型稀土 沉淀剂本身难溶于水，所生成硫酸稀土复盐沉淀同样也难溶于水，相对可减少 稀土金属在溶液中的残留，降低后续萃取分离稀土金属负荷；并且通过调控反 应温度、浸出液的pH值、以及碳酸型稀土沉淀剂的添加量和反应时间，可将 钠离子进行大量去除，进而可以得到含有钠离子的含量较低的镍、钴溶液；总 之，本发明提供的去除钠离子的方法不但除钠效率好、耗水量少、成本低，而 且还避免了在除钠过程中产生危险的气体，进而有利于生产操作。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、 完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是 全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出 创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种从含镍、钴二次资源的浸出液中去除钠离子的方法，包括如下步骤：
(1)、将含镍、钴二次资源的的浸出液进行酸化，并调节所述浸出液的pH 值至3～5.5；其中，浸出液由氢氧化镍钴、镍钴萃余液、磺渣中的一种或几种 通过硫酸浸出制成；
(2)、加热经酸化后的浸出液，使浸出液的温度至80～95℃后，加入稀土 元素的摩尔数是浸出液中的钠离子摩尔数1～4倍的碳酸型稀土沉淀剂，并保 持浸出液的pH值为3～5.5；
(3)、在加完碳酸型稀土沉淀剂后，保持浸出液的温度在80～95℃之间， 并对浸出液进行3～6h的机械搅拌，使钠离子进行沉淀反应，使浸出液内产生 稀土复盐沉淀，并在产生沉淀时，用硫酸调节浸出液的pH值保持在3～5.5之 间；
(4)、通过热过滤去除所述浸出液中的沉淀渣后，即可去除含镍、钴二 次资源的浸出液中的钠离子。
作为一优实施方式，碳酸型稀土沉淀剂为碳酸镧和碳酸镧中的一种或两种 的组合。
作为一优实施方式，在向浸出液加入碳酸型稀土沉淀剂时，是将碳酸型稀 土沉淀剂分3～5次加入到浸出液中，并在每次加入碳酸型稀土沉淀剂后，在 其在浸出液中分散均匀后，用硫酸调节浸出液的pH值在3～5.5之间。
在向浸出液加入碳酸型稀土沉淀剂时，碳酸型稀土沉淀剂在pH值为3～ 5.5发生如下反应：
RE2(cO3)3+H+＝RE3++CO2↑+H2O
(n＝0，2，8)式中：RE表式稀土元素。
本发明在镍钴浸出液中加入了碳酸型稀土沉淀剂，其在酸性条件下分解， 生成能与钠离子形成难溶的稀土复盐沉淀，不但能够避免直接加入稀土金属与 酸生成氢气的危险，保证操作的安全性，而且加入的碳酸型稀土沉淀剂本身难 溶于水，所生成硫酸稀土复盐沉淀同样也难溶于水，因此，通过本发明提供的 去除钠离子的方法可以相对减少稀土金属在溶液中的残留，降低后续萃取分离 稀土金属负荷，进而减少对稀土金属进行分离时所需的耗水量。
实施例1
一种从含镍、钴二次资源的浸出液中去除钠离子的方法，包括如下步骤：
(1)、取由氢氧化镍钴通过硫酸浸出制成的镍、钴浸出液500ml后，向浸 出液中加入硫酸进行酸化，并调节浸出液的pH值为4；其中，浸出液中含钠离 子浓度为20.4g/L，镍离子浓度为99.8g/L，钴离子浓度4.0g/L；
(2)、加热经酸化后的浸出液，使浸出液的温度至80℃后，将400g碳酸 镧分5次加入到浸出液中，并在每次加入碳酸镧后，在其在浸出液中分散均匀 后，用硫酸调节浸出液的pH值为4；
(3)、在加完碳酸镧后，保持浸出液的温度在80℃，并对浸出液进行4h 的机械搅拌，使钠离子进行沉淀反应，使浸出液内产生稀土复盐沉淀，并在产 生沉淀时，用硫酸调节浸出液的pH值保持为4；
(4)、通过热过滤去除所述浸出液中的沉淀渣后，即可去除含镍、钴二 次资源的浸出液中的钠离子，其中，滤液中的钠离子浓度为28mg/L。
实施例2
一种从含镍、钴二次资源的浸出液中去除钠离子的方法，包括如下步骤：
(1)、取由镍钴萃余液通过硫酸浸出制成的镍、钴浸出液500ml后，向 浸出液中加入硫酸进行酸化，并调节浸出液的pH值为3；其中，浸出液中含钠 离子浓度为12.6g/L，镍离子浓度为99.8g/L，钴离子浓度3.0g/L；
(2)、加热经酸化后的浸出液，使浸出液的温度至90℃后，将200g碳酸 镧分3次加入到浸出液中，并在每次加入碳酸镧后，在其在浸出液中分散均匀 后，用硫酸调节浸出液的pH值为3；
(3)、在加完碳酸镧后，保持浸出液的温度在90℃，并对浸出液进行5h 的机械搅拌，使钠离子进行沉淀反应，使浸出液内产生稀土复盐沉淀，并在产 生沉淀时，用硫酸调节浸出液的pH值保持为3；
(4)、通过热过滤去除所述浸出液中的沉淀渣后，即可去除含镍、钴二 次资源的浸出液中的钠离子，其中，滤液中的钠离子浓度为72mg/L。
实施列3
一种从含镍、钴二次资源的浸出液中去除钠离子的方法，包括如下步骤：
(1)、取由磺渣通过硫酸浸出制成的镍、钴浸出液500ml后，向浸出液中 加入硫酸进行酸化，并调节浸出液的pH值为4；其中，浸出液中含钠离子浓度 为12.6g/L，镍离子浓度为99.8g/L，钴离子浓度3.0g/L；
(2)、加热经酸化后的浸出液，使浸出液的温度至80℃后，将200g碳酸 铈分4次加入到浸出液中，并在每次加入碳酸镧后，在其在浸出液中分散均匀 后，用硫酸调节浸出液的pH值为4；
(3)、在加完碳酸铈后，保持浸出液的温度在90℃，并对浸出液进行6h 的机械搅拌，使钠离子进行沉淀反应，使浸出液内产生稀土复盐沉淀，并在产 生沉淀时，用硫酸调节浸出液的pH值保持为4；
(4)、通过热过滤去除所述浸出液中的沉淀渣后，即可去除含镍、钴二 次资源的浸出液中的钠离子，其中，滤液中的钠离子浓度为64mg/L。
实施例4
一种从含镍、钴二次资源的浸出液中去除钠离子的方法，包括如下步骤：
(1)、取由氢氧化镍钴通过硫酸浸出制成的镍、钴浸出液500ml后，向浸 出液中加入硫酸进行酸化，并调节浸出液的pH值为5.5；其中，浸出液中含钠 离子浓度为2g/L，镍离子浓度为49.9g/L，钴离子浓度2.0g/L；
(2)、加热经酸化后的浸出液，使浸出液的温度至95℃后，将40g碳酸铈 和40g碳酸镧分4次加入到浸出液中，并在每次加入碳酸镧后，在其在浸出液 中分散均匀后，用硫酸调节浸出液的pH值为5.5；
(3)、在加完碳酸铈和碳酸镧后，保持浸出液的温度在95℃，并对浸出液 进行6h的机械搅拌，使钠离子进行沉淀反应，使浸出液内产生稀土复盐沉淀， 并在产生沉淀时，用硫酸调节浸出液的pH值保持为4；
(4)、通过热过滤去除所述浸出液中的沉淀渣后，即可去除含镍、钴二 次资源的浸出液中的钠离子，其中，滤液中的钠离子浓度为64mg/L。
本发明通过先将含镍、钴浸出液pH值调至3～5.5，加热浸出液至80～95℃ 搅拌均匀，然后分批次加入轻稀土(La和Ce轻稀土元素)碳酸盐型沉淀剂， 使其在溶液中分散均匀，用硫酸调节pH值保持3～5.5，轻稀土碳酸盐沉淀剂， 在酸性条件下分解，并与溶液中的钠形成硫酸钠稀土复盐沉淀，沉淀完全后， 热过滤，可直接得到钠离子浓度降低至80mg/L以下的浸化液；总之，本发明 除钠效率好，成本低，设备投资少，是一种净化钠离子，提高制备硫酸镍和硫 酸钴产品质量的一种方法。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非 限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理 解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方 案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种从含镍、钴二次资源的浸出液中去除钠离子的方法，其特征在于，包括如下步骤：
将含镍、钴二次资源的的浸出液进行酸化，并调节所述浸出液的pH值至3～5.5；
加热经酸化后的所述浸出液，使所述浸出液的温度至80～95℃后，加入碳酸型稀土沉淀剂，并保持所述浸出液的pH值为3～5.5；
在加完碳酸型稀土沉淀剂后，对所述浸出液进行3～6h的机械搅拌，使钠离子进行沉淀反应，使所述浸出液内产生稀土复盐沉淀；
通过热过滤去除所述浸出液中的沉淀渣后，即可去除含镍、钴二次资源的浸出液中的钠离子。
2.根据权利要求1所述的一种从含镍、钴二次资源的浸出液中去除钠离子的方法，其特征在于，所述碳酸型稀土沉淀剂中的稀土元素的摩尔数为所述浸出液中的钠离子摩尔数的1～4倍。
3.根据权利要求1所述的一种从含镍、钴二次资源的浸出液中去除钠离子的方法，其特征在于，所述碳酸型稀土沉淀剂为碳酸镧和碳酸镧中的一种或两种的组合。
4.根据权利要求1所述的一种从含镍、钴二次资源的浸出液中去除钠离子的方法，其特征在于，所述浸出液由氢氧化镍钴、镍钴萃余液、磺渣中的一种或几种通过硫酸浸出制成。
5.根据权利要求1所述的一种从含镍、钴二次资源的浸出液中去除钠离子的方法，其特征在于，在使钠离子进行沉淀反应时，用硫酸调节所述浸出液的pH值保持在3～5.5之间。
6.根据权利要求1所述的一种从含镍、钴二次资源的浸出液中去除钠离子的方法，其特征在于，对所述浸出液进行3～6h的机械搅拌时，保持所述浸出液的温度在80～95℃之间。
7.根据权利要求1至6任一项所述的一种从含镍、钴二次资源的浸出液中去除钠离子的方法，其特征在于，在向所述浸出液加入碳酸型稀土沉淀剂时，是将碳酸型稀土沉淀剂分3～5次加入到所述浸出液中，并在每次加入碳酸型稀土沉淀剂后，在其在所述浸出液中分散均匀后，用硫酸调节所述浸出液的pH值在3～5.5之间。
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