CN109338104A

CN109338104A - 一种从镍矿中高效提取镍钴的方法

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Publication number: CN109338104A
Application number: CN201811368537.8A
Authority: CN
Inventors: 庞振业; 姚夏妍; 余江鸿; 鲁兴武; 李彦龙; 程亮; 李俞良; 李守荣; 张恩玉
Original assignee: Northwest Research Institute of Mining and Metallurgy
Current assignee: Northwest Research Institute of Mining and Metallurgy
Priority date: 2018-11-16
Filing date: 2018-11-16
Publication date: 2019-02-15

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

一种从镍矿中高效提取镍钴的方法

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：

（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

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：

（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。