CN111498918B - 一种镍铁材料的湿法处理工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种镍铁材料的湿法处理工艺。该湿法处理工艺包括对镍铁粉进行氧浸处理，得到含硫酸镍溶液和含氧化铁固相，氧浸处理包括：将硫酸和镍铁粉混合形成待浸出体系，并向待浸出体系中加入氧化剂和强化剂以进行氧化浸出，得到含有硫酸镍和氧化铁的矿浆，强化剂为含SO2基团化合物。在氧浸处理过程中添加了氧化剂和强化剂，氧化剂将镍铁粉中的铁氧化为三氧化二铁进而以沉淀形式从溶液中分离出来，在强化剂的作用下镍和硫酸反应形成硫酸镍。本申请的湿法处理工艺硫酸的消耗量较低，且在反应过程中没有明显的气泡产生，说明过程中无氢气产生，有效地解决了上述安全问题。同时铁以氧化铁的形式沉淀从而与镍实现了分离，该氧化铁可以直接作为铁红产品。

Description

一种镍铁材料的湿法处理工艺
技术领域
本发明涉及镍冶炼领域，具体而言，涉及一种镍铁材料的湿法处理工艺。
背景技术
目前镍铁主要用于不锈钢冶炼，随着三元动力电池的增长，镍在动力电池中的应用呈现爆发趋势，业界逐渐关注大量的镍铁如何通过湿法冶金流程转化为硫酸镍溶液。
实验室常用的镍铁通过加压酸浸形成硫酸镍和硫酸亚铁，但是，该过程中由于置换反应放出大量的氢气，而且高压条件下氢气不能及时释放，一旦氢气的浓度达到极限浓度就会发生爆炸，进而导致安全问题。基于上述问题，导致现有加压酸浸工艺难以在工业中推广应用。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种镍铁材料的湿法处理工艺，以解决现有技术中的镍铁材料加压酸浸存在的安全性问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种镍铁材料的湿法处理工艺，该湿法处理工艺包括对镍铁粉进行氧浸处理，得到含硫酸镍溶液和含氧化铁固相，氧浸处理包括：将硫酸和镍铁粉混合形成待浸出体系，并向待浸出体系中加入氧化剂和强化剂以进行氧化浸出，得到含有硫酸镍和氧化铁的矿浆，强化剂为含SO2基团化合物，待浸出体系的pH在0.5～7.5之间。
进一步地，上述含SO2基团化合物选自硫酸铵、硫酸氢铵、亚硫酸铵、亚硫酸氢氨、过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸铵、硫酸钠、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、焦亚硫酸钠、硫酸氢钠、二氧化硫、硫代硫酸钠、硫代硫酸钙、亚硫酸钙、硫磺中的一种或几种，优选含SO2基团化合物选自亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、焦亚硫酸钠、二氧化硫、硫代硫酸钙、亚硫酸钙中的一种或几种，优选强化剂的用量为镍铁粉质量的1～25％。
进一步地，上述氧浸处理为常压氧浸处理或高压氧浸处理。
进一步地，上述氧化浸出的温度为30～200℃，优选为50～150℃，优选氧化浸出的时间为1～24h，进一步优选为5～12h，优选镍铁粉的粒径小于100目，优选待浸出体系的液固比物2～8:1。
进一步地，上述氧化剂为氧气、压缩空气或富氧空气。
进一步地，上述待浸出体系的pH在2.0～5.0之间。
进一步地，上述待浸出体系的pH在0.5～7.5之间，氧浸处理还包括：采用硫酸酸化矿浆至矿浆的pH值在3.0～4.5，然后进行固液分离，得到含硫酸镍溶液和含氧化铁固相。
进一步地，上述湿法处理工艺还包括对含硫酸镍溶液进行萃取纯化，得到纯化后硫酸镍溶液和杂质硫酸盐溶液。
进一步地，上述萃取纯化采用的萃取剂为p204、p507、C272。
进一步地，上述湿法处理工艺还包括：对含氧化铁固相进行洗涤过滤，得到氧化铁滤饼和洗液；将洗液与含硫酸镍溶液混合。
应用本发明的技术方案，本申请在氧浸处理过程中添加了氧化剂和强化剂，氧化剂将镍铁粉中的铁氧化为三氧化二铁进而以沉淀形式从溶液中分离出来，在强化剂的作用下镍和硫酸反应形成硫酸镍。本申请的湿法处理工艺硫酸的消耗量较低，且在反应过程中没有明显的气泡产生，说明过程中无氢气产生，因此有效地解决了上述安全问题，保证了本申请的湿法处理工艺在工业中的安全应用。同时铁以氧化铁的形式沉淀从而与镍实现了分离，该氧化铁可以直接作为铁红产品。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本发明。
如本申请背景技术所分析的，现有技术中的加压酸浸镍铁形成硫酸镍和硫酸亚铁，但是，该过程中由于置换反应放出大量的氢气，而且高压条件下氢气不能及时释放，一旦氢气的浓度达到极限浓度就会发生爆炸，进而导致安全问题。基于上述问题，导致现有加压酸浸工艺难以在工业中推广应用。为了解决该问题，本申请提供了一种镍铁材料的湿法处理工艺。该湿法处理工艺包括对镍铁粉进行氧浸处理，得到含硫酸镍溶液和含氧化铁固相，氧浸处理包括：将硫酸和镍铁粉混合形成待浸出体系，并向待浸出体系中加入氧化剂和强化剂以进行氧化浸出，得到含有硫酸镍和氧化铁的矿浆，强化剂为含SO2基团化合物，待浸出体系的pH在0.5～7.5之间。
本申请在氧浸处理过程中添加了氧化剂和强化剂，氧化剂将镍铁粉中的铁氧化为三氧化二铁进而以沉淀形式从溶液中分离出来，在强化剂的作用下镍和硫酸反应形成硫酸镍。本申请的湿法处理工艺硫酸的消耗量较低，且在反应过程中没有明显的气泡产生，说明过程中无氢气产生，因此有效地解决了上述安全问题，保证了本申请的湿法处理工艺在工业中的安全应用。同时铁以氧化铁的形式沉淀从而与镍实现了分离，该氧化铁可以直接作为铁红产品。
上述强化剂在待浸出体系中的作用原理，推测如下，当溶液中同时存在SO2和氧化剂且有Fe可起催化作用存在的离子时，会发生如下反应(1)～(5)(以存在Fe离子为例)，生成具有较强氧化性的基团SO5· -。
Figure BDA0002519227740000031
Figure BDA0002519227740000032
Figure BDA0002519227740000033
Figure BDA0002519227740000034
Figure BDA0002519227740000035
由于SO5·-具有较强的氧化性，可将一些金属Fe、Mn、Co从0价氧化为高价，当控制pH在铁的沉淀pH范围中，而镍以离子存在的情况下，金属铁会被直接氧化成为铁红或者水合铁红的形式，金属镍会被直接氧化到离子状态，可参考如下化学反应：
Figure BDA0002519227740000036
Figure BDA0002519227740000037
基于前述强化剂的作用原理，为了进一步提高催化效率，优选上述含SO2基团化合物选自硫酸铵、硫酸氢铵、亚硫酸铵、亚硫酸氢氨、过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸铵、硫酸钠、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、焦亚硫酸钠、硫酸氢钠、二氧化硫、硫代硫酸钠、硫代硫酸钙、亚硫酸钙、硫磺中的一种或几种，优选含SO2基团化合物选自亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、焦亚硫酸钠、二氧化硫、硫代硫酸钙、亚硫酸钙中的一种或几种。为了提高强化剂的利用率，优选强化剂的用量为镍铁粉质量的1～25％。
由于本申请的湿法处理工艺过程中并不会产生氢气，因此无论应用在常压氧浸处理还是高压氧浸处理中，均可实现安全实施，因此本申请的氧浸处理为常压氧浸处理或高压氧浸处理。
本申请的氧化浸出的温度可以以现有技术中常用温度为参考，为了提高氧化和浸出效率，优选上述氧化浸出的温度为30～200℃，优选为50～150℃。为了提高镍的浸出率，优选氧化浸出的时间为1～24h，进一步优选为5～12h。为了提高硫酸的利用率，优选镍铁粉的粒径小于100目，优选待浸出体系的液固比物2～8:1
氧化剂的作用主要是将铁氧化为三价铁，现有技术中能够实现上述氧化效果的氧化剂均可考虑应用于本申请中，为了降低成本并提高氧化效率，优选上述氧化剂为氧气、压缩空气或富氧空气。
本申请所处理的镍铁材料可以为镍铁回收材料或者红土镍矿处理得到的镍铁材料，其中在含有镍铁的同时还会含有其他组分，因此在添加硫酸后，随着反应的进行，待浸出体系的pH值也会实时变化，甚至会超出酸性条件，在碱性条件下，部分硫酸镍可能会转变为氢氧化镍而沉淀，为了保证尽可能多的镍浸出至溶液中，优选待浸出体系的pH在2.0～5.0之间。该pH值可以通过一次性添加足够的硫酸或者补加硫酸来实现。
在一种实施例中，上述待浸出体系的pH在0.5～7.5之间，该氧浸处理还包括：采用硫酸酸化矿浆至矿浆的pH值在3.0～4.5，然后进行固液分离，得到含硫酸镍溶液和含氧化铁固相。在氧化浸出完成后，向矿浆中加入硫酸调整矿浆的pH值在3.0～4.5，使氢氧化镍以硫酸镍溶出。
为了进一步提高硫酸镍的纯度，优选上述湿法处理工艺还包括对含硫酸镍溶液进行萃取纯化，得到纯化后硫酸镍溶液和杂质硫酸盐溶液。进一步优选上述萃取纯化采用的萃取剂为p204、p507、C272。
此外，优选上述湿法处理工艺还包括：对含氧化铁固相进行洗涤过滤，得到氧化铁滤饼和洗液；将洗液与含硫酸镍溶液混合。以将含铁固相中夹带的硫酸镍进行回收。
以下将结合实施例和对比例，进一步说明本申请的有益效果。
实施例1
采用325目规格的镍铁粉，其中镍含量为9％，铁含量为90％。将175g浓硫酸、水和1kg镍铁粉混合形成液固比8：1的待浸出体系，采用常压氧浸处理，氧化浸出温度为70℃，氧化浸出时间为15h，氧化浸出过程中控制待浸出体系的pH值控制在2.0～5.0之间，通入93vol％的富氧空气作为氧化剂，加入亚硫酸钠作为强化剂，亚硫酸钠为镍铁粉总质量的2％，氧化浸出的同时进行搅拌，在氧浸处理过程中没有检测到氢气，氧浸处理完毕后，进行过滤，得到粗硫酸镍溶液和含有氧化铁的固相，对含有氧化铁的固相进行洗涤，得到洗涤后液，将洗涤后液并入粗硫酸镍溶液中。滤饼干燥后称重为1420g，并检测其中的铁含量为60％，其可以按赤铁矿粉进行出售，也可以按铁红进行出售。采用p204对粗硫酸镍溶液进行萃取除杂，O/A比为1:1，萃取后获得的纯净硫酸镍溶液去蒸发结晶，得到422g硫酸镍结晶，镍的回收率约为93％。负载有机相反萃获得杂质硫酸盐溶液，进行石灰中和处理。
实施例2
采用325目规格的镍铁粉，其中镍含量为9％，铁含量为90％。将175g浓硫酸、水和1kg镍铁粉混合形成液固比2：1的待浸出体系，采用高压氧浸处理，压力为1.8MPa，氧化浸出温度为200℃，氧化浸出时间为15h，氧化浸出过程中控制待浸出体系的pH值控制在2.0～5.0之间，通入93vol％的富氧空气作为氧化剂，加入亚硫酸钠作为强化剂，亚硫酸钠为镍铁粉总质量的2％，氧化浸出的同时进行搅拌，在氧浸处理过程中没有检测到氢气，氧浸处理完毕后，进行过滤，得到粗硫酸镍溶液和含有氧化铁的固相，对含有氧化铁的固相进行洗涤，得到洗涤后液，将洗涤后液并入粗硫酸镍溶液中。滤饼干燥后称重为1310g，并检测其中的铁含量为67％，其可以按赤铁矿粉进行出售，也可以按铁红进行出售。采用p204对粗硫酸镍溶液进行萃取除杂，O/A比为1:1，萃取后获得的纯净硫酸镍溶液去蒸发结晶，得到440g硫酸镍结晶，镍的回收率约为97％。负载有机相反萃获得杂质硫酸盐溶液，进行石灰中和处理。
实施例3
采用325目规格的镍铁粉，其中镍含量为9％，铁含量为90％。将175g浓硫酸、水和1kg镍铁粉混合形成液固比5：1的待浸出体系，采用常压氧浸处理，氧化浸出温度为30℃，氧化浸出时间为24h，氧化浸出过程中控制待浸出体系的pH值控制在2.0～5.0之间，通入93vol％的富氧空气作为氧化剂，加入亚硫酸钠作为强化剂，亚硫酸钠为镍铁粉总质量的2％，氧化浸出的同时进行搅拌，在氧浸处理过程中没有检测到氢气，氧浸处理完毕后，进行过滤，得到粗硫酸镍溶液和含有氧化铁的固相，对含有氧化铁的固相进行洗涤，得到洗涤后液，将洗涤后液并入粗硫酸镍溶液中。滤饼干燥后称重为1020g，并检测其中的铁含量为50％，其可以按赤铁矿粉进行出售，也可以按铁红进行出售，由于浸出时温度低，铁氧化率不够，很多铁以离子形式进入到了溶液中，所以得到的滤饼较少，且由于温度低水合铁红多，铁含量偏低。采用p204对粗硫酸镍溶液进行萃取除杂，O/A比为1:1，萃取后获得的纯净硫酸镍溶液去蒸发结晶，得到385g硫酸镍结晶，镍的回收率约为85％。负载有机相反萃获得杂质硫酸盐溶液，进行石灰中和处理。
实施例4
采用325目规格的镍铁粉，其中镍含量为9％，铁含量为90％。将175g浓硫酸、水和1kg镍铁粉混合形成液固比8：1的待浸出体系，采用常压氧浸处理，氧化浸出温度为50℃，氧化浸出时间为12h，氧化浸出过程中控制待浸出体系的pH值控制在2.0～5.0之间，通入93vol％的富氧空气作为氧化剂，加入亚硫酸钠作为强化剂，亚硫酸钠为镍铁粉总质量的2％，氧化浸出的同时进行搅拌，在氧浸处理过程中没有检测到氢气，氧浸处理完毕后，进行过滤，得到粗硫酸镍溶液和含有氧化铁的固相，对含有氧化铁的固相进行洗涤，得到洗涤后液，将洗涤后液并入粗硫酸镍溶液中。滤饼干燥后称重为1350g，并检测其中的铁含量为55％，其可以按赤铁矿粉进行出售，也可以按铁红进行出售。采用p204对粗硫酸镍溶液进行萃取除杂，O/A比为1:1，萃取后获得的纯净硫酸镍溶液去蒸发结晶，得到408g硫酸镍结晶，镍的回收率约为90％。负载有机相反萃获得杂质硫酸盐溶液，进行石灰中和处理。
实施例5
采用325目规格的镍铁粉，其中镍含量为9％，铁含量为90％。将175g硫酸和1kg镍铁粉混合形成液固比8：1的待浸出体系，采用高压氧浸处理，压力为1.5MPa，氧化浸出温度为150℃，氧化浸出时间为5h，氧化浸出过程中控制待浸出体系的pH值控制在2.0～4.5之间，通入93vol％的富氧空气作为氧化剂，加入亚硫酸钠作为强化剂，亚硫酸钠为镍铁粉总质量的2％，氧化浸出的同时进行搅拌，在氧浸处理过程中没有检测到氢气，氧浸处理完毕后，进行过滤，得到粗硫酸镍溶液和含有氧化铁的固相，对含有氧化铁的固相进行洗涤，得到洗涤后液，将洗涤后液并入粗硫酸镍溶液中。滤饼干燥后称重为1320g，并检测其中的铁含量为65％，其可以按赤铁矿粉进行出售，也可以按铁红进行出售。采用p204对粗硫酸镍溶液进行萃取除杂，O/A比为1:1，萃取后获得的纯净硫酸镍溶液去蒸发结晶，得到431g硫酸镍结晶，镍的回收率约为95％。负载有机相反萃获得杂质硫酸盐溶液，进行石灰中和处理。
实施例6
采用325目规格的镍铁粉，其中镍含量为9％，铁含量为90％。将175g浓硫酸、水和1kg镍铁粉混合形成液固比5：1的待浸出体系，采用高压氧浸处理，压力为1.5MPa，氧化浸出温度为150℃，氧化浸出时间为1h，氧化浸出过程中控制待浸出体系的pH值控制在3.0～4.5之间，通入93vol％的富氧空气作为氧化剂，加入亚硫酸钠作为强化剂，亚硫酸钠总量为镍铁粉总质量的2％，氧化浸出的同时进行搅拌，在氧浸处理过程中没有检测到氢气，氧浸处理完毕后，进行过滤，得到粗硫酸镍溶液和含有氧化铁的固相，对含有氧化铁的固相进行洗涤，得到洗涤后液，将洗涤后液并入粗硫酸镍溶液中。滤饼干燥后称重为1210g，并检测其中的铁含量为65％，由于氧化浸出时间短，铁氧化率不足，渣少一些，其可以按赤铁矿粉进行出售，也可以按铁红进行出售。采用p204对粗硫酸镍溶液进行萃取除杂，O/A比为1:1，萃取后获得的纯净硫酸镍溶液去蒸发结晶，得到326g硫酸镍结晶，镍的回收率约为72％。负载有机相反萃获得杂质硫酸盐溶液，进行石灰中和处理。
实施例7
采用325目规格的镍铁粉，其中镍含量为9％，铁含量为90％。将175g浓硫酸、水和1kg镍铁粉混合形成液固比8：1的待浸出体系，采用常压氧浸处理，氧化浸出温度为70℃，氧化浸出时间为15h，氧化浸出过程中控制待浸出体系的pH值控制在5.0～7.5之间，通入93vol％的富氧空气作为氧化剂，加入亚硫酸钠作为强化剂，亚硫酸钠为镍铁粉总质量的2％，氧化浸出的同时进行搅拌，在氧浸处理过程中没有检测到氢气，氧浸处理完毕后，向所得矿浆中加入硫酸调节其pH值在3.0～4.5之间，然后进行过滤，得到粗硫酸镍溶液和含有氧化铁的固相，对含有氧化铁的固相进行洗涤，得到洗涤后液，将洗涤后液并入粗硫酸镍溶液中。滤饼干燥后称重为1420g，并检测其中的铁含量为60％，其可以按赤铁矿粉进行出售，也可以按铁红进行出售。采用p204对粗硫酸镍溶液进行萃取除杂，O/A比为1:1，萃取后获得的纯净硫酸镍溶液去蒸发结晶，得到367g硫酸镍结晶，镍的回收率约为81％。负载有机相反萃获得杂质硫酸盐溶液，进行石灰中和处理。
实施例8
采用325目规格的镍铁粉，其中镍含量为9％，铁含量为90％。将175g浓硫酸、水和1kg镍铁粉混合形成液固比8：1的待浸出体系，采用常压氧浸处理，氧化浸出温度为70℃，氧化浸出时间为15h，氧化浸出过程中控制待浸出体系的pH值控制在0.5～2.5之间，通入93vol％的富氧空气作为氧化剂，加入亚硫酸钠作为强化剂，亚硫酸钠为镍铁粉总质量的2％，氧化浸出的同时进行搅拌，在氧浸处理过程中没有检测到氢气，氧浸处理完毕后，进行过滤，得到粗硫酸镍溶液和含有氧化铁的固相，对含有氧化铁的固相进行洗涤，得到洗涤后液，将洗涤后液并入粗硫酸镍溶液中。滤饼干燥后称重为1310g，并检测其中的铁含量为60％，由于氧化浸出时pH偏低，铁进入溶液多些，渣少，其可以按赤铁矿粉进行出售，也可以按铁红进行出售。采用p204对粗硫酸镍溶液进行萃取除杂，O/A比为1:1，萃取后获得的纯净硫酸镍溶液去蒸发结晶，得到395g硫酸镍结晶，镍的回收率约为87％。负载有机相反萃获得杂质硫酸盐溶液，进行石灰中和处理。
实施例9
采用325目规格的镍铁粉，其中镍含量为9％，铁含量为90％。将175g浓硫酸、水和1kg镍铁粉混合形成液固比8：1的待浸出体系，采用常压氧浸处理，氧化浸出温度为70℃，氧化浸出时间为15h，氧化浸出过程中控制待浸出体系的pH值控制在2.0～5.0之间，通入93vol％的富氧空气作为氧化剂，加入亚硫酸钠作为强化剂，亚硫酸钠为镍铁粉总质量的25％，氧化浸出的同时进行搅拌，在氧浸处理过程中没有检测到氢气，氧浸处理完毕后，进行过滤，得到粗硫酸镍溶液和含有氧化铁的固相，对含有氧化铁的固相进行洗涤，得到洗涤后液，将洗涤后液并入粗硫酸镍溶液中。滤饼干燥后称重为1460g，并检测其中的铁含量为60％，其可以按赤铁矿粉进行出售，也可以按铁红进行出售。采用p204对粗硫酸镍溶液进行萃取除杂，O/A比为1:1，萃取后获得的纯净硫酸镍溶液去蒸发结晶，得到417g硫酸镍结晶，镍的回收率约为92％。负载有机相反萃获得杂质硫酸盐溶液，进行石灰中和处理。
实施例10
采用325目规格的镍铁粉，其中镍含量为9％，铁含量为90％。将175g浓硫酸、水和1kg镍铁粉混合形成液固比8：1的待浸出体系，采用常压氧浸处理，氧化浸出温度为70℃，氧化浸出时间为15h，氧化浸出过程中控制待浸出体系的pH值控制在2.0～5.0之间，通入93vol％的富氧空气作为氧化剂，加入亚硫酸钠和硫代硫酸钙作为强化剂，亚硫酸钠与硫代硫酸钙质量比例为5:5，亚硫酸钠与硫代硫酸钙总量为镍铁粉总质量的10％，氧化浸出的同时进行搅拌，在氧浸处理过程中没有检测到氢气，氧浸处理完毕后，进行过滤，得到粗硫酸镍溶液和含有氧化铁的固相，对含有氧化铁的固相进行洗涤，得到洗涤后液，将洗涤后液并入粗硫酸镍溶液中。滤饼干燥后称重为1435g，并检测其中的铁含量为60％，其可以按赤铁矿粉进行出售，也可以按铁红进行出售。采用p204对粗硫酸镍溶液进行萃取除杂，O/A比为1:1，萃取后获得的纯净硫酸镍溶液去蒸发结晶，得到405g硫酸镍结晶，镍的回收率约为90％。负载有机相反萃获得杂质硫酸盐溶液，进行石灰中和处理。
实施例11
采用325目规格的镍铁粉，其中镍含量为9％，铁含量为90％。将175g浓硫酸、水和1kg镍铁粉混合形成液固比8：1的待浸出体系，采用常压氧浸处理，氧化浸出温度为70℃，氧化浸出时间为15h，氧化浸出过程中控制待浸出体系的pH值控制在2.0～5.0之间，通入93vol％的富氧空气作为氧化剂，加入硫酸铵作为强化剂，硫酸铵为镍铁粉总质量的2％，氧化浸出的同时进行搅拌，氧浸处理完毕后，进行过滤，得到粗硫酸镍溶液和含有氧化铁的固相，对含有氧化铁的固相进行洗涤，得到洗涤后液，将洗涤后液并入粗硫酸镍溶液中。滤饼干燥后称重为1380g，并检测其中的铁含量为60％，其可以按赤铁矿粉进行出售，也可以按铁红进行出售。采用p204对粗硫酸镍溶液进行萃取除杂，O/A比为1:1，萃取后获得的纯净硫酸镍溶液去蒸发结晶，得到385g硫酸镍结晶，镍的回收率约为85％。负载有机相反萃获得杂质硫酸盐溶液，进行石灰中和处理。
实施例12
采用325目规格的镍铁粉，其中镍含量为9％，铁含量为90％。将175g浓硫酸、水和1kg镍铁粉混合形成液固比8：1的待浸出体系，采用常压氧浸处理，氧化浸出温度为70℃，氧化浸出时间为15h，氧化浸出过程中控制待浸出体系的pH值控制在3.0～4.5之间，通入93vol％的富氧空气作为氧化剂，通入二氧化硫作为强化剂，二氧化硫为镍铁粉总质量的2％，氧化浸出的同时进行搅拌，在氧浸处理过程中没有检测到氢气，氧浸处理完毕后，进行过滤，得到粗硫酸镍溶液和含有氧化铁的固相，对含有氧化铁的固相进行洗涤，得到洗涤后液，将洗涤后液并入粗硫酸镍溶液中。滤饼干燥后称重为1450g，并检测其中的铁含量为60％，其可以按赤铁矿粉进行出售，也可以按铁红进行出售。采用p204对粗硫酸镍溶液进行萃取除杂，O/A比为1:1，萃取后获得的纯净硫酸镍溶液去蒸发结晶，得到408g硫酸镍结晶，镍的回收率约为90％。负载有机相反萃获得杂质硫酸盐溶液，进行石灰中和处理。
对比例1
采用325目规格的镍铁粉，其中镍含量为9％，铁含量为90％。将1810g浓硫酸、水和1kg镍铁粉混合形成液固比8：1的待浸出体系，采用常压氧浸处理，氧化浸出温度为70℃，氧化浸出时间为15h，氧化浸出过程中控制待浸出体系的pH值控制在2.0～5.0之间，通入93vol％的富氧空气作为氧化剂，氧化浸出的同时进行搅拌，在氧浸处理过程中液面有明显的气泡，氧浸处理完毕后，进行过滤，得到粗硫酸镍溶液和含有氧化铁的固相，对含有氧化铁的固相进行洗涤，得到洗涤后液，将洗涤后液并入粗硫酸镍溶液中。滤饼干燥后称重为1870g，并检测其中的氧化铁含量为48％，其可以按赤铁矿粉进行出售，也可以按铁红进行出售。采用p204对粗硫酸镍溶液进行萃取除杂，O/A比为1:1，萃取后获得的纯净硫酸镍溶液去蒸发结晶，得到422g硫酸镍结晶，镍的回收率约为93％。负载有机相反萃获得杂质硫酸盐溶液，进行石灰中和处理。
上述各实施例在实施过程中，没有检测到生成氢气或者仅有少量氢气产生。
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：
本申请在氧浸处理过程中添加了氧化剂和强化剂，氧化剂将镍铁粉中的铁氧化为三氧化二铁进而以沉淀形式从溶液中分离出来，在强化剂的作用下镍和硫酸反应形成硫酸镍。本申请的湿法处理工艺硫酸的消耗量较低，且在反应过程中没有明显的气泡产生，说明过程中无氢气产生，因此有效地解决了上述安全问题，保证了本申请的湿法处理工艺在工业中的安全应用。同时铁以氧化铁的形式沉淀从而与镍实现了分离，该氧化铁可以直接作为铁红产品。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种镍铁材料的湿法处理工艺，其特征在于，所述湿法处理工艺包括对镍铁粉进行氧浸处理，得到含硫酸镍溶液和含氧化铁固相，所述氧浸处理包括：
将硫酸和所述镍铁粉混合形成待浸出体系，并向所述待浸出体系中加入氧化剂和强化剂以进行氧化浸出，得到含有硫酸镍和氧化铁的矿浆，所述强化剂为含SO2基团化合物，所述待浸出体系的pH在0.5～7.5之间，
所述含SO2基团化合物选自硫酸铵、硫酸氢铵、亚硫酸铵、亚硫酸氢氨、过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸铵、硫酸钠、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、焦亚硫酸钠、硫酸氢钠、二氧化硫、硫代硫酸钠、硫代硫酸钙、亚硫酸钙、硫磺中的一种或几种，
所述氧化浸出的温度为30～200℃，所述氧化浸出的时间为1～24h，所述镍铁粉的粒径小于100目，所述待浸出体系的液固比物2～8:1。
2.根据权利要求1所述的湿法处理工艺，其特征在于，所述含SO2基团化合物选自亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、焦亚硫酸钠、二氧化硫、硫代硫酸钙、亚硫酸钙中的一种或几种。
3.根据权利要求1或2所述的湿法处理工艺，其特征在于，所述强化剂的用量为镍铁粉质量的1～25％。
4.根据权利要求1所述的湿法处理工艺，其特征在于，所述氧浸处理为常压氧浸处理或高压氧浸处理。
5.根据权利要求1所述的湿法处理工艺，其特征在于，所述氧化剂为氧气、压缩空气或富氧空气。
6.根据权利要求1所述的湿法处理工艺，其特征在于，所述待浸出体系的pH在2.0～5.0之间。
7.根据权利要求1所述的湿法处理工艺，其特征在于，所述待浸出体系的pH在0.5～7.5之间，所述氧浸处理还包括：
采用硫酸酸化所述矿浆至所述矿浆的pH值在3.0～4.5，然后进行固液分离，得到含硫酸镍溶液和含氧化铁固相。
8.根据权利要求1所述的湿法处理工艺，其特征在于，所述湿法处理工艺还包括对所述含硫酸镍溶液进行萃取纯化，得到纯化后硫酸镍溶液和杂质硫酸盐溶液。
9.根据权利要求8所述的湿法处理工艺，其特征在于，所述萃取纯化采用的萃取剂为p204、p507、C272。
10.根据权利要求1所述的湿法处理工艺，其特征在于，所述湿法处理工艺还包括：
对所述含氧化铁固相进行洗涤过滤，得到氧化铁滤饼和洗液；
将所述洗液与所述含硫酸镍溶液混合。
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