本发明属于有色金属生产领域，涉及镍钴精炼，镍钴提纯过程中除铁的方法。
背景技术：
fe常以杂质的形式存在于co、cu、ni、zn矿中，浸出时随有价金属一同进入溶液中，当用电积或者沉淀的工艺从浸出液中回收有价金属产品时，都必须要先进行相应的净化除铁处理。在电积钴工艺中，浸出溶液中的fe含量达到2-5g/l，电积液中fe含量一般应控制50mg/l以下，要生产高质量的钴盐产品，则必须严格将fe的含量控制在10mg/l以下。目前国内外镍、钴溶液除铁的方法主要有三种，黄钠铁矾除铁、针铁矿除铁、萃取法除铁。针铁矿除优点：除铁后溶液含铁量小于0.05g/l，效果较好，缺点：除铁温度在80-90℃之间，能耗高，反应时间长，铁渣量大，金属直收率低。萃取法除铁，为精细除铁，除铁后液含铁量小于0.01g/l，缺点：效率低，成本高。黄钠铁矾除铁除铁工艺采用5级连续沉淀法，第一级利用蒸汽将溶液加热到85-90℃，缓慢加入氯酸钠将溶液中二价铁离子氧化成三价铁离子，在第二至第五级加入碳酸钠，将ph值分别调至2.0、2.5、3.0、3.5，溶液的反应时间约为10小时，除铁后铁离子总浓度小于0.05g/l，该方法除铁能耗高、废水排放量大、流程长、除铁成本高。
技术实现要素：
本发明为了提高镍钴溶液除铁效率，缩短反应时间，降低反应温度，降低成本的目的，提供一种镍钴溶液利用二氧化硫、空气混合气快速除铁的方法。
本发明采用的技术方案是：一种镍钴溶液利用二氧化硫、空气混合气快速除铁的方法，其过程条件为：
1）配制质量分数为10-20%的ca(oh)2浆液；2）将待处理的镍钴溶液加入到反应器中，向反应器通入压缩空气，时间约为5-10分钟，置换出溶液中co2气体；3）反应器内溶液采用直汽加热，温度控制在25-40℃之间；4）向反应器内溶液加ca(oh)2浆液使溶液ph值调整到0.5-1.5；向反应器内溶液通入二氧化硫与空气混合气体，反应40-45分钟；再加ca(oh)2浆液，将反应器内溶液ph值调整到1.5-3.0，反应40-45分钟；再加ca(oh)2浆液，将反应器内溶液ph值调整到3.0-4.5，反应1.5-2小时；5）反应结束，关闭二氧化硫气体阀门，通入压缩空气排出二氧化硫气体，将反应后溶液用周转泵转移到压滤机过滤，滤液取样分析合格后进入下一道工序，滤渣堆存待处理。滤渣进行洗涤，洗液用于溶解原料，洗干净的滤渣进行堆存然后销售。
进一步的技术方案：反应器内溶液采用直汽加热，加热增加的体积量用于弥补因通入混合气体蒸发而损失的体积量，由于加热温度较低，蒸汽消耗量少，溶液体积膨胀小，后序工序工作量轻，废水排放大幅降低。
进一步的技术方案：二氧化硫与空气采用三级混合，首先在总集管中初步混合，然后进入旋流器进一步混合，最后在多级弯管中充分混合，二氧化硫与空气的混合率达到98%以上。
优选的是：二氧化硫与空气混合后最终的比值在0.8-10:100之间，在此比例条件内，中和剂、二氧化硫消耗适中，除铁效率高。
优选的是：反应器内每立方溶液通入的二氧化硫、空气混合气的量为20m3/h以上，除铁效率较高。
优选的是：反应最初开始时需返回一部分铁渣作为晶种，之后晶种的形成与外排形成自循环，即反应完成之后，反应器中的溶液不全部移出，留下10%溶液，利用溶液中的铁渣作为晶种，加快下一次反应。
由于金属氧化所需电位、氧化后的沉淀率、所产渣的稳定性都与ph值有密切关系，随ph值升高，氧化所需电位降低，沉淀率提高，渣型越稳定，渣含钴量升高。因此要提高除铁效率需尽可能地提高ph值，但降低渣含钴需降低ph值。同时，ph值过高时，溶解的二氧化硫增多，部分二氧化硫将会起到还原作用，将fe3+还原成fe2+，同样造成fe2+氧化速率下降。为解决这些技术矛盾，本发明创造性的运用三个阶段ph值调整控制，ph值在0.5～3.0有利于fe2+的氧化，ph值4.5有利于mn2+的氧化。ph值高于4.5，co的沉淀量会有明显升高，损失量大。
上述的除铁工艺，除铁后所得渣为硫酸钙及铁渣的混合物，由于硫酸钙的晶体结构为棒状，在渣中形成架桥结构，故该种渣过滤性能良好；本发明可将二价铁氧化成三价铁并形成铁渣除去，也可将大部分二价锰氧化成高价锰形成锰的氧化物而除去。
本发明的优点是：（1）反应温度低，由于原料溶解热一般无需加热，显著节约能耗；
（2）除铁时间在3个小时左右，相比其他方式除铁反应时间缩短一半；除铁时间短，快速除铁后，溶液总铁含量小于0.01g/l，除铁率达到98.5%；
（3）反应过程中无需添加氧化剂，成本低，不引入其他杂质；
（4）能稳定保证除铁后液含fe低于0.01g/l，同时还能将65%锰出去，节约生产成本，减少下游工序劳动量；
（5）渣量少，渣含金属量少。
具体实施方式
实施例1
（1）向溶碱槽内注入清水，加入氢氧化钙配成10%的浆液；
（2）向废气吸收塔下部储槽加入稀碱液，稀碱液高度为储槽高的60%；
（3）向反应器加入除铁前液，体积约35m3；
（4）向反应器中通入压缩空气约10分钟，排出溶液中co2气体；
（5）除铁前液取样检测：co、fe、ca；
（6）缓慢开启蒸汽阀门，将溶液加热至至30-40℃；
（7）向反应器溶液中缓慢加入ca(oh)2浆液，将溶液ph值调至1.0-1.5，此时打开二氧化硫与空气阀门，按二氧化硫与空气3:100的比例向反应器溶液中通入混合气体，通气总量20m3/h∙m3，溶液反应40分钟，再将溶液ph值调整到2.0-3.0，反应40分钟，再将溶液ph值调整到3.5-4.5，反应1.5小时，此时关闭二氧化硫气体阀门，停止通入二氧化硫气体。二氧化硫气体与空气压力应均大于2kg/cm2，便于加入到容器中去。
（8）继续通入压缩空气约10分钟，排出溶液残留的二氧化硫；
（9）反应完成之后，取25升溶液进行沉淀澄清，取部分澄清液使用滤纸进行过滤，过滤后的溶液作为样液送检，检验溶液除铁是否合格。将沉淀作为渣样进行洗涤，然后送检，检验铁渣含钴量；
（10）反应溶液取样之后送至压滤机进行压滤，滤液在储液罐中暂时储存，合格后进入下一道工序。压滤机中滤渣用压缩空气吹干，然后拆卸装袋，送至洗涤工序进行洗涤，洗液用于溶解原料，洗干净的滤渣进行堆存然后外售。
实施例2
（1）向溶碱槽内注入清水，加入氢氧化钙配成20%的浆液；
（2）向废气吸收塔下部储槽加入稀碱液，稀碱液高度为储槽高的60%；
（3）向反应器加入除铁前液，体积约35m3；
（4）向反应器中通入压缩空气约5分钟，排出溶液中co2气体；
（5）除铁前液取样检测：co、fe、ca；
（6）缓慢开启蒸汽阀门，将溶液加热至至25-30℃；
（7）向反应器溶液中缓慢加入ca(oh)2浆液，将溶液ph值调至0.5-1.0，此时打开二氧化硫与空气阀门，按二氧化硫与空气1:100的比例向反应器溶液中通入混合气体，通气总量20m3/h∙m3，溶液反应45分钟，再将溶液ph值调整到1.5-2.5，反应45分钟，再将溶液ph值调整到3.0-4.0，反应2小时，此时关闭二氧化硫气体阀门，停止通入二氧化硫气体。二氧化硫气体与空气压力应均大于2kg/cm2，便于加入到容器中去。
（8）继续通入压缩空气约10分钟，排出溶液残留的二氧化硫；
（9）反应完成之后，取25升溶液进行沉淀澄清，取部分澄清液使用滤纸进行过滤，过滤后的溶液作为样液送检，检验溶液除铁是否合格。将沉淀作为渣样进行洗涤，然后送检，检验铁渣含钴量；
（10）反应溶液取样之后送至压滤机进行压滤，滤液在储液罐中暂时储存，合格后进入下一道工序。压滤机中滤渣用压缩空气吹干，然后拆卸装袋，送至洗涤工序进行洗涤，洗液用于溶解原料，洗干净的滤渣进行堆存然后外售。