CN109338104A - 一种从镍矿中高效提取镍钴的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于镍矿中提取镍钴的技术领域,公开了一种从镍矿中高效提取镍钴的方法。以解决现有技术镍矿处理工艺镍、钴浸出中存在的问题,该方法包括取镍矿焙烧预处理、将磨细后的镍矿与盐酸混合后加入反应釜中,并将反应釜放置于磁场强度为0.5T‑2T的平行磁场中,之后开始搅拌浸出,本发明可以最大限度地活化体系,改变水分子结构,降低溶液黏度,突破限制镍、钴浸出的扩散瓶颈。本发明的磁场可以提高离子的分离性能,改善过滤过程,缩短浸出时间。本发明可以增强镍钴的提取效率,镍的浸出率为92%‑98.5%,钴的浸出率为85.4%‑92%,提高了浸出剂的利用效率,降低生产成本,不会造成二次污染。
Description
技术领域
本发明涉及从镍矿中提取镍钴的技术领域,具体涉及一种从镍矿中高效提取镍钴的方法。
背景技术
镍属铁磁性金属具有良好的机械强度、延展性和高化学稳定性,不仅用于不锈钢的生产,而且已经成为高温合金、催化剂、二次电池和燃料电池等的关键材料。在地壳中镍的平均质量分数为0.01%,目前可开发的镍矿资源主要有硫化镍矿和红土镍矿。由于硫化矿提取工艺成熟,60%的镍产品都来源于硫化矿。随着世界不锈钢工业的迅速发展,镍的需求量不断增加,且易开发的硫化镍矿资源变得日趋枯竭,迫使储量占全球镍资源72%的红土镍矿的开发利用成为了当今镍冶金的研究热点。红土镍矿典型的处理工艺有火法和湿法两种。由于火法冶炼工艺具有能耗高、投资大、生产成本高、环境污染严重以及对红土镍矿品位要求高等缺点,极大地限制了该工艺的发展。湿法工艺主要有还原焙烧--氨浸、加压酸浸和常压酸浸,但湿法的浸出率始终达不到要求。同时,文献[赵艳,彭犇,郭敏,张梅.红土镍矿微波水热法浸提镍钴[J].北京科技大学学报,2012,34(06):632-638.]指出扩散过程是镍、钴浸出过程的主要限制环节。现有技术无法解决上述技术问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术镍矿处理工艺镍、钴浸出中存在的问题,提供了一种镍钴浸出时间较短、提取效率较高、生产成本较低的从镍矿中高效提取镍钴的方法。
为了达到上述目的,本发明采用以下技术方案:
一种从镍矿中高效提取镍钴的方法,包括以下步骤:
(1)取镍矿放入自制气氛炉中进行焙烧预处理,预处理温度设定在300℃-350℃,预处理时间为2h-3h,处理完后取出镍矿进行自然冷却,冷却后用球磨机磨细镍矿;
(2)将磨细后的镍矿与4 mol·L-1-5 mol·L-1的盐酸按照质量体积比为1g:6mL -7mL的比例混合后加入反应釜中,反应釜的温度控制在50℃-60℃;
(3)将反应釜放置于磁场强度为0.5T-2T的平行磁场中,之后开始搅拌浸出,搅拌方向要保证使正离子产生向上的洛仑磁力,搅拌浸出时间为0.5 h -3h;
(4)浸出结束后,对浸出溶液采用真空抽滤机进行固液分离,得到浸出渣及浸出液,将浸出渣置于真空干燥箱进行干燥,研磨之后贮存备用,将浸出液倒入量筒后进行取样分析。
进一步地,搅拌速度为300 r/min-400r/min。
进一步地,平行磁场为永磁体磁场,永磁体磁场的N-S两极相对且磁感线与地面相互平行。
本发明相对于现有技术,具有以下有益效果:本发明通过将磨细虎的镍矿与盐酸按照一定比例加入反应釜中,并将反应釜放置于平行磁场中,采用磁场协同强化盐酸浸出,通过调节磁处理的参数使其增强镍钴的提取效率,使得产生的洛仑磁力既能从渣中分离离子,又能通过在垂直磁感线中搅拌溶液达到活化体系的作用。本发明可以最大限度地活化体系,改变水分子结构,降低溶液黏度,突破限制镍、钴浸出的扩散瓶颈。本发明的磁场可以提高离子的分离性能,改善过滤过程,缩短浸出时间。本发明可以增强镍钴的提取效率,镍的浸出率为92%-98.5%,钴的浸出率为85.4%-92%,提高了浸出剂的利用效率,降低生产成本,不会造成二次污染。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
一种从镍矿中高效提取镍钴的方法,包括以下步骤:
(1)常压下,取镍矿放入自制气氛炉中进行焙烧预处理,预处理温度设定在300℃,预处理时间为3h,之后取出镍矿并进行自然冷却,之后用球磨机磨细镍矿。
(2)将磨细后的镍矿取出5g,其中镍矿中含镍5%,含钴为2%,然后与30mL盐酸混合,盐酸浓度为5 mol·L-1,混合后加入反应釜中,反应釜的温度控制在60℃。
(3)常压下,将反应釜放置于磁场强度为0.5T的平行磁场中,平行磁场为永磁体磁场,永磁体磁场的N-S两极相对且磁感线与地面相互平行。之后开始搅拌浸出,搅拌速度为300r/min,搅拌方向要保证使正离子产生向上的洛仑磁力,搅拌浸出时间为3h。
(4)浸出结束后,对浸出溶液采用真空抽滤机进行固液分离,得到浸出渣及浸出液。将浸出渣置于真空干燥箱进行干燥,研磨之后贮存备用,将浸出液倒入量筒测量总体积为28mL,取样分析镍浓度8.2g/L,钴浓度为3.05g/L,利用X=VC/MW求得镍的浸出率为92%,钴的浸出率为85.4%。其中式中:X 为镍矿中 Ni 或 Co 的浸出率;V 为镍矿酸浸后溶液的体积,mL;C 为镍矿酸浸后溶液用电感偶合等离子体原子发射光谱方法测得的Ni 或 Co 的质量浓度,g•mL-1 ;M为镍矿的质量,g;W 为镍矿中 Ni 或 Co的质量。
实施例2
一种从镍矿中高效提取镍钴的方法,包括以下步骤:
(1)常压下,取镍矿放入自制气氛炉中进行焙烧预处理,预处理温度设定在325℃,预处理温度为2.5h,处理完后取出镍矿进行自然冷却,冷却后用球磨机磨细镍矿。
(2)将磨细后的镍矿取出5g,其中镍矿中含镍5%,含钴为2%,然后与32.5mL盐酸混合,且盐酸的浓度为4.5 mol·L-1,混合后加入反应釜中,反应釜的温度控制在55℃。
(3)常压下,将反应釜放置于磁场强度为1T的平行磁场中,平行磁场为永磁体磁场,永磁体磁场的N-S两极相对且磁感线与地面相互平行。之后开始搅拌浸出,搅拌方向要保证使正离子产生向上的洛仑磁力,搅拌浸出时间为2h。搅拌速度为350r/min。
(4)浸出结束后,对浸出溶液采用真空抽滤机进行固液分离,得到浸出渣及浸出液。将浸出液倒入量筒测量总体积为29mL,取样分析镍浓度为8.2g/L,钴浓度为3.1g/L,利用X=VC/MW求得镍的浸出率为95.3%,钴的浸出率为88.5%。X 为镍矿中 Ni 或 Co 的浸出率;V 为镍矿酸浸后溶液的体积,mL;C 为镍矿酸浸后溶液用电感偶合等离子体原子发射光谱方法测得的Ni 或 Co 的质量浓度,g•mL-1 ;M为镍矿的质量,g;W 为镍矿中 Ni 或 Co的质量。
实施例3
一种从镍矿中高效提取镍钴的方法,包括以下步骤:
(1)常压下,取镍矿放入自制气氛炉中进行焙烧预处理,预处理温度设定在350℃,预处理温度为2h,处理完后取出镍矿进行自然冷却,冷却后用球磨机磨细镍矿。
(2)将磨细后的镍矿取出5g, 其中镍矿中含镍5%,含钴为2%,然后与35mL盐酸混合,且盐酸的浓度为4mol·L-1,混合后加入反应釜中,反应釜的温度控制在50℃。
(3)常压下,将反应釜放置于磁场强度为2T的平行磁场中,平行磁场为永磁体磁场,永磁体磁场的N-S两极相对且磁感线与地面相互平行。之后开始搅拌浸出,搅拌方向要保证使正离子产生向上的洛仑磁力,搅拌浸出时间为0.5h。搅拌速度为400r/min。
(4)浸出结束后,对浸出溶液采用真空抽滤机进行固液分离,得到浸出渣及浸出液,将浸出液倒入量筒测量总体积为34mL,取样分析镍浓度为7.2g/L,钴浓度为2.7g/L,利用X=VC/MW求得,镍的浸出率为98.5%,钴的浸出率为92%。X 为镍矿中 Ni 或 Co 的浸出率;V 为镍矿酸浸后溶液的体积,mL;C 为镍矿酸浸后溶液用电感偶合等离子体原子发射光谱方法测得的Ni 或 Co 的质量浓度,g•mL-1 ;M为镍矿的质量,g;W 为镍矿中 Ni 或 Co的质量。
实施例4
一种从镍矿中高效提取镍钴的方法,包括以下步骤:
(1)常压下,取镍矿放入自制气氛炉中进行焙烧预处理,预处理温度设定在300℃,预处理时间为3h,之后取出镍矿并进行自然冷却,之后用球磨机磨细镍矿。
(2)将磨细后的镍矿取出5g,其中镍矿中含镍5%,含钴为2%,然后与30mL盐酸混合,盐酸浓度为5 mol·L-1,混合后加入反应釜中,反应釜的温度控制在60℃。
(3)常压下搅拌浸出,搅拌速度为300r/min,浸出时间为3h。
(4)浸出结束后,对浸出溶液采用真空抽滤机进行固液分离,得到浸出渣及浸出液。将浸出渣置于真空干燥箱进行干燥,研磨之后贮存备用,将浸出液倒入量筒测量总体积为30mL,取样分析镍浓度6.8g/L,钴浓度为2.4g/L,利用X=VC/MW求得镍的浸出率为81%,钴的浸出率为73%。其中式中:X 为镍矿中 Ni 或 Co 的浸出率;V 为镍矿酸浸后溶液的体积,mL;C 为镍矿酸浸后溶液用电感偶合等离子体原子发射光谱方法测得的Ni 或 Co 的质量浓度,g•mL-1 ;M为镍矿的质量,g;W 为镍矿中 Ni 或 Co的质量。
Claims (3)
1.一种从镍矿中高效提取镍钴的方法,其特征是,包括以下步骤:
(1)取镍矿放入自制气氛炉中进行焙烧预处理,预处理温度设定在300℃-350℃,预处理时间为2h-3h,处理完后取出镍矿进行自然冷却,冷却后用球磨机磨细镍矿;
(2)将磨细后的镍矿与4 mol·L-1-5 mol·L-1的盐酸按照质量体积比为1g:6mL -7mL的比例混合后加入反应釜中,反应釜的温度控制在50℃-60℃;
(3)将反应釜放置于磁场强度为0.5T-2T的平行磁场中,之后开始搅拌浸出,搅拌方向要保证使正离子产生向上的洛仑磁力,搅拌浸出时间为0.5 h -3h;
(4)浸出结束后,对浸出溶液采用真空抽滤机进行固液分离得到浸出渣及浸出液,将浸出渣置于真空干燥箱进行干燥,研磨之后贮存备用,将浸出液倒入量筒后进行取样分析。
2.根据权利要求1所述的一种从镍矿中高效提取镍钴的方法,其特征是:所述步骤(3)中的搅拌速度为300 r/min-400r/min。
3.根据权利要求1所述的一种从镍矿中高效提取镍钴的方法,其特征是:所述步骤(3)中平行磁场为永磁体磁场,永磁体磁场的N-S两极相对且磁感线与地面相互平行。
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