CN109457112B - 红土镍矿浸出液的处理方法 - Google Patents
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Abstract
一种红土镍矿酸浸液的处理方法,包括以下步骤:在常温下对所述红土镍矿酸浸液进行中和处理,将pH值调整至1.5~2.5,待中和处理完成后进行固液分离得到铁渣和滤液;向滤液中加入氧化剂,在二价铁全部氧化为三价铁后,在常温下对被氧化的滤液进行中和处理,将pH值调整至2.5~4,待中和处理完成后进行固液分离得到铁渣和滤液。本发明提高了除铁效果,降低了除铁过程中镍的损失。
Description
技术领域
本发明涉及有色金属冶金技术领域,具体涉及一种红土镍矿浸出液的处理方法。
背景技术
镍的矿物资源主要有硫化镍矿和氧化镍矿,而赋存于氧化镍矿床中的镍占镍总储量的65~70%。红土镍矿传统的湿法工艺主要为高压硫酸酸浸工艺,此工艺反应釜易结垢,导致传热效率降低,阻塞管道;同时操作条件相对苛刻(操作温度~250℃,操作压力4~5MPa),导致现有工厂运行并不稳定。同时,高压酸浸产生反应和中和过程中产生大量含硫铁渣,尤其是中和过程产生黄钠(钾)铁矾,其中含有10~15%的硫酸根,难以回收利用。
盐酸浸出红土镍矿的反应条件温和、设备投资小、技术风险小、矿种普适性更强,具有良好的优势。但是目前盐酸浸出工艺存在的主要问题是浸出液铁含量高,浸出液难以处理。根据文献记载,褐铁型红土镍矿盐酸浸出液中总铁含量达到100~120g/L,蛇纹石型红土镍矿浸出液中总铁含量约为20~40g/L,而且酸浸液含有大量的二价铁,难于处理。对于铁含量比较高的酸浸液,除铁工艺不合理会导致导致渣中镍的带损量大,降低镍回收率。
综上所述,目前针对高浓度铁含量的红土镍矿的盐酸浸出液的处理工艺还存在诸多问题需要解决。
发明内容
有鉴于此,本发明的主要目的在于提供一种红土镍矿浸出液的处理方法,以期至少部分地解决上述提及的技术问题中的至少之一。
为实现上述目的,本发明提供了一种红土镍矿酸浸液的处理方法,包括以下步骤:
(1)在常温下对所述红土镍矿酸浸液进行中和处理,将pH值调整至1.5~2.5,待中和处理完成后进行固液分离得到铁渣和滤液;
(2)向步骤(1)所得滤液中加入氧化剂,在二价铁全部氧化为三价铁后,对被氧化的滤液进行中和处理,将pH值调整至2.5~4,待中和处理完成后进行固液分离得到铁渣和滤液。
基于上述技术方案,本发明的有益效果在于:
(1)本发明以高浓度铁含量的盐酸红土镍矿浸出液为原料,进行分步中和处理,达到合适的pH值后再氧化除铁,一方面可以降低铁渣中的镍含量,另一方面可以提高氧化效率,利于高效除铁;
(2)除铁后溶液中铁含量小于0.2g/L,铁渣中的镍含量小于0.1%,制备的氧化铁红产品的氧化铁含量大于95%;
(3)作为优选,将氧化前的中和处理分成至少两步进行,有利于降低铁渣中的镍含量,更优选地将氧化前的中和处理分成两步,既有利于降低铁渣中的镍含量,又能减少除铁溶液中镍的损失;
(4)本发明的适用范围广,可用于处理褐铁型、蛇纹石型和过渡性等各种类型的红土镍矿的盐酸浸出液,实现浸出液中铁的回收利用,不仅具有显著的经济效益,而且符合环保要求,具有良好的工业化应用前景;
(5)本发明在常温下进行中和,无需蒸汽加热,能耗低;工艺简单、可操作性强,易于实现工业化生产。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,以下结合具体实施例,对本发明作进一步的详细说明。
本发明采用高浓度铁含量的盐酸红土镍矿浸出液为原料,无需蒸汽加热,直接在常温下加入氧化铁红晶种,进行分步中和除铁,在达到合适的pH值后再进行氧化、中和,除铁效果良好,除铁渣煅烧后可制备氧化铁红产品。
具体地,本发明提供了一种红土镍矿酸浸液的处理方法,包括以下步骤:
(1)在常温下对红土镍矿酸浸液进行中和处理,将pH值调整至1.5~2.5,待中和处理完成后进行固液分离得到铁渣B和滤液B;
(2)向步骤(1)所得滤液B中加入氧化剂,在二价铁全部氧化为三价铁后,在常温下对被氧化的滤液B进行中和处理,将pH值调整至2.5~4,
待中和处理完成后进行固液分离得到铁渣C和滤液C。
其中,红土镍矿酸浸液中总铁含量为30~160g/L,适用于多种类型如褐铁型、蛇纹石型和过渡型的红土镍矿的酸浸液的处理。
其中,步骤(1)的中和处理分成至少两步进行,逐步地将pH值调整至1.5~2.5,以利于减少分离的铁渣中的镍含量,可以理解,随着分步步数的增加,由于处理操作而造成的镍损失也会增加,因此,作为优选,可分成两步进行,具体包括以下子步骤:
(1a)在常温下向红土镍矿酸浸液中加入氧化铁红晶种,并缓慢加入中和剂,作为优选,中和剂的加入速度为0.01L/min~1L/min,将pH值调整至1.0~1.5,待反应完成后通过固液分离得到铁渣A和滤液A;
(1b)在常温下向子步骤(1a)所得滤液加入氧化铁红晶种,并缓慢加入中和剂,作为优选,中和剂的加入速度为0.01L/min~0.5L/min,将pH值调整至1.5~2.5,待反应完成后通过固液分离得到铁渣B和滤液B。
其中,步骤(2)中,向被氧化的滤液B中加入氧化铁红晶种,并缓慢加入中和剂,作为优选,中和剂的加入速度为0.01L/min~0.1L/min。
其中,中和剂为氧化镁、氢氧化镁、氢氧化钠、氧化钙和氢氧化钙中的一种或多种;氧化铁红晶种的加入量为待处理液中按氧化铁计算的总铁含量(即包括二价铁和三价铁在内的全部铁含量)的0.1~2.0倍,待处理液为红土镍矿酸浸液或滤液。
其中,步骤(2)中氧化剂为过氧化氢、过氧化钠、次氯酸钠、空气、氧气和臭氧中的一种或多种。
其中,在步骤(2)之后还包括步骤(3),将步骤(1)和步骤(2)所得铁渣混合后进行煅烧得到氧化铁红产品,以及将步骤(2)所得滤液进行除杂萃取制备氢氧化镍钴产品。
具体地,煅烧条件为首先在200~400℃煅烧0.5~4.0h,然后在400~800℃煅烧0.5~4.0h,煅烧设备例如为推舟炉、隧道窑或者回转窑;
其中,在步骤(1)和步骤(2)的中和处理过程中加入氧化铁红晶种,氧化铁红晶种为市售或煅烧得到的氧化铁红、或步骤(1)和/或步骤(2)得到的铁渣。
以下列举具体实施例对本发明的技术方案作进一步详细说明:
实施例1
常温下,将含铁60g/L红土镍矿的酸性浸出液送入中和槽中,加入市售氧化铁红晶种,晶种比例为0.5,以0.6L/min的速度加入中和剂,中和pH至1.2;浆料固液分离,得到铁渣A和滤液A;滤液A继续加入市售氧化铁红晶种,晶种比例为1.3,以0.2L/min速度加入中和剂,中和pH至1.7;反应后的浆料固液分离,得到铁渣B和滤液B;滤液B通入空气进行氧化,将溶液中的二价铁全部氧化为三价铁,加入本实施例得到的铁渣A作为晶种,晶种比例为1.8,以0.06L/min速度加入中和剂,中和pH至3.0;反应后的浆料固液分离,得到铁渣C和滤液C;滤液C中铁含量为0.19g/L,经除杂萃取后可制备氢氧化镍钴产品;铁渣A、铁渣B和铁渣C混合后置于推舟炉中,在200℃煅烧3.0h,800℃煅烧1.0h得到氧化铁红产品:氧化铁含量96.5%。中和过程中镍的损失率为0.15%。
实施例2
常温下,将含铁140g/L红土镍矿的酸性浸出液送入中和槽中,加入实施例1得到铁渣B作为晶种,晶种比例为0.5,以0.3L/min的速度加入中和剂,中和pH至1.4;浆料固液分离,得到铁渣A和滤液A;滤液A继续加入实施例1得到的氧化铁红产品作为晶种,晶种比例为1.3,以0.1L/min速度加入中和剂,中和pH至2.0;反应后的浆料固液分离,得到铁渣B和滤液B;滤液B加入过氧化钠进行氧化,将溶液中的二价铁全部氧化为三价铁,加入市售氧化铁红晶种,晶种比例为1.0,以0.08L/min速度加入中和剂,中和pH至3.5;反应后的浆料固液分离,得到铁渣C和滤液C;滤液C中铁含量为0.15g/L,经除杂萃取后可制备氢氧化镍钴产品;铁渣A、铁渣B和铁渣C混合后置于推舟炉中,在300℃煅烧2.0h,600℃煅烧3.0h得到氧化铁红产品:氧化铁含量95.8%。中和过程中镍的损失率为0.38%。
实施例3
常温下,将含铁90g/L红土镍矿的酸性浸出液送入中和槽中,加入实施例2得到的氧化铁红产品作为晶种,晶种比例为1.0,以0.9L/min的速度加入中和剂,中和pH至1.1;浆料固液分离,得到铁渣A和滤液A;滤液A继续加入实施例1得到的铁渣C为晶种,晶种比例为0.9,以0.4L/min速度加入中和剂,中和pH至2.3;反应后的浆料固液分离,得到铁渣B和滤液B;滤液B通入空气进行氧化,将溶液中的二价铁全部氧化为三价铁,加入实施例1得到的铁渣A,晶种比例为1.6,以0.02L/min速度加入中和剂,中和pH至3.9;反应后的浆料固液分离,得到铁渣C和滤液C;滤液C中铁含量为0.05g/L,经除杂萃取后可制备氢氧化镍钴产品;铁渣A、铁渣B和铁渣C混合后置于推舟炉中,在250℃煅烧2.0h,500℃煅烧4.0h得到氧化铁红产品:氧化铁含量97.4%。中和过程中镍的损失率为0.24%。
实施例4
常温下,将含铁90g/L红土镍矿的酸性浸出液送入中和槽中,加入实施例2得到的氧化铁红产品作为晶种,晶种比例为1.0,以0.9L/min的速度加入中和剂,中和pH2.3;反应后的浆料固液分离,得到铁渣B和滤液B;滤液B通入空气进行氧化,将溶液中的二价铁全部氧化为三价铁,加入实施例1得到的铁渣A,晶种比例为1.6,以0.02L/min速度加入中和剂,中和pH至3.9;反应后的浆料固液分离,得到铁渣C和滤液C;滤液C中铁含量为0.05g/L,经除杂萃取后可制备氢氧化镍钴产品;铁渣B和铁渣C混合后置于推舟炉中,在250℃煅烧2.0h,500℃煅烧4.0h得到氧化铁红产品:氧化铁含量92.1%。中和过程中镍的损失率为5.15%。
对比例1
常温下,将含铁90g/L红土镍矿的酸性浸出液送入中和槽中,滤液通入空气进行氧化,将溶液中的二价铁全部氧化为三价铁,加入实施例2得到的氧化铁红产品作为晶种,晶种比例为1.0,以0.9L/min的速度加入中和剂,中和pH2.3,反应后的浆料固液分离,得到铁渣B和滤液B;滤液B加入实施例1得到的铁渣A,晶种比例为1.6,以0.02L/min速度加入中和剂,中和pH至3.9;反应后的浆料固液分离,得到铁渣C和滤液C;滤液C中铁含量为0.05g/L,经除杂萃取后可制备氢氧化镍钴产品;铁渣B和铁渣C混合后置于推舟炉中,在250℃煅烧2.0h,500℃煅烧4.0h得到氧化铁红产品:氧化铁含量88.9%。中和过程中镍的损失率为9.38%。
由实施例1~4以及对比例1的实验结果可知,采取分步中和处理的方式,当中和到合适的pH值后再氧化、中和除铁,能够有效降低镍的损失;并且在氧化前分成两步中和处理,可以进一步降低镍的损失。
以上所述的具体实施例,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施例而已,并不用于限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种红土镍矿酸浸液的处理方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)在常温下对所述红土镍矿酸浸液进行中和处理,将pH值调整至1.5~2.5,待中和处理完成后进行固液分离得到铁渣和滤液,所述中和处理分成两步进行,具体包括以下子步骤:
(1a)在常温下向所述红土镍矿酸浸液中加入氧化铁红晶种,并缓慢加入中和剂,将pH值调整至1.0~1.5,待反应完成后通过固液分离得到铁渣和滤液;
(1b)在常温下向子步骤(1a)所得滤液加入氧化铁红晶种,并缓慢加入中和剂,将pH值调整至1.5~2.5,待反应完成后通过固液分离得到铁渣和滤液;
(2)向步骤(1)所得滤液中加入氧化剂,在二价铁全部氧化为三价铁后,在常温下对被氧化的滤液进行中和处理,将pH值调整至2.5~4,待中和处理完成后进行固液分离得到铁渣和滤液。
2.根据权利要求1所述的处理方法,其特征在于,所述红土镍矿酸浸液中总铁含量为30~160g/L。
3.根据权利要求1所述的处理方法,其特征在于:
子步骤(1a)中,中和剂的加入速度为0.01L/min~1L/min;
子步骤(1b)中,中和剂的加入速度为0.01L/min~0.5L/min。
4.根据权利要求1所述的处理方法,其特征在于,步骤(2)中,向被氧化的滤液中加入氧化铁红晶种,并缓慢加入中和剂。
5.根据权利要求4所述的处理方法,其特征在于,步骤(2)中,中和剂的加入速度为0.01L/min~0.1L/min。
6.根据权利要求1、3至5任意一项所述的处理方法,其特征在于:
所述中和剂为氧化镁、氢氧化镁、氢氧化钠、氧化钙和氢氧化钙中的一种或多种;
所述氧化铁红晶种的加入量为待处理液中按氧化铁计算的总铁含量的0.1~2.0倍,所述待处理液为红土镍矿酸浸液或滤液。
7.根据权利要求1所述的处理方法,其特征在于,步骤(2)中所述氧化剂为过氧化氢、过氧化钠、次氯酸钠、空气、氧气和臭氧中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述的处理方法,其特征在于,在步骤(2)之后还包括:
步骤(3),将步骤(1)和步骤(2)所得铁渣混合后进行煅烧得到氧化铁红产品,以及将步骤(2)所得滤液进行除杂萃取制备氢氧化镍钴产品。
9.根据权利要求8所述的处理方法,其特征在于:
所述煅烧条件为首先在200~400℃煅烧0.5~4.0h,然后在400~800℃煅烧0.5~4.0h;
在步骤(1)和步骤(2)的中和处理过程中加入氧化铁红晶种,所述氧化铁红晶种为市售或煅烧得到的氧化铁红产品,或步骤(1)和/或步骤(2)得到的铁渣。
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