一种红土镍矿酸浸液的处理方法与流程

本发明属于湿法冶金领域，具体来说，本发明涉及一种红土镍矿酸浸液的综合处理方法。

背景技术：

红土镍矿酸浸液中组分复杂，含有镍、钴、锰、镁、铁、铬、铝等成分，难以有效分离。目前，红土镍矿酸浸液在除去铁、铬和铝后，锰大部分通过加入强氧化剂氯气、次氯酸钠、双氧水等(201110008552.8,201510080292.9)予以去除，镁钠分离则通过加入氧化钙或冷冻结晶去除硫酸钠等方式实现(200910113991.3,201310381862.9)，这些方法普遍存在，工艺流程长，氧化剂加入量大，含镁废水处理量大，处理困难，成本高等缺点。因此，现有酸浸液处理方法有待进一步改进。

技术实现要素：

本发明针对现有红土镍矿酸浸液中杂质难以有效分离，废水量大的问题，提供了一种低成本红土镍矿酸浸液的处理方法，该工艺可以有效的除去锰和镁，并可完全利用其中的冶炼废水，回收其中的酸和碱，具有工艺流程简单、清洁环保、资源利用率高等特点。

为达到上述目的，本发明采用了如下的技术方案：

一种红土镍矿酸浸液的处理方法，所述处理方法包括以下步骤：

1)红土镍矿酸浸液去除铁铬铝后的溶液直接进行电解沉积，沉积掉溶液中的绝大部分ni、co和部分mn，并且生成部分二氧化锰沉淀；

2)将步骤1)中电解沉积后得到的镍含量小于0.5g/l溶液，加入碱液混合调节ph值到8.0-8.5，沉淀完全去除溶液中的镍；

3)将步骤2)中的浆料进行固液分离，固相返回除铁、铬、铝阶段，用于红土镍矿酸浸液的中和除铁、铬、铝；

4)将步骤3)中固液分离得到的液相，加入碱，调节ph至11.0-13.0得到浆料；

5)将步骤4)中得到的浆料，进行液固分离，固相用于做镁产品，液相进一步进行双极膜电解，电解得到的盐酸或硫酸返回酸浸系统，得到的氢氧化钠用于中和工序。

优选地，步骤1)所述的电解沉积ph值为2.0-4.5，电流密度为20-400a/m²。

优选地，步骤2)所述的碱液为氧化镁和/或氢氧化钠，混合时间为1-4h，混合温度为室温-70℃。

优选地，步骤4)所述的碱为双极膜电解过程生成的碱，碱浓度为3-10％。

优选地，步骤5)所述的双极膜电解的温度在10-50℃之间，液相中硫酸钠或氯化钠的浓度为1-30％，得到酸浓度为3-15％。

具体地，一种红土镍矿酸浸液的处理方法，该方法包括以下步骤：

1)将除过铁铬铝后的溶液，在ph值为2.0-4.5之间，电流密度为20-400a/m²的条件下直接进行电解沉积，沉积掉溶液中的绝大部分ni、co和部分mn，并且生成部分二氧化锰沉淀；

2)将步骤1)中得到金属镍钴板，经酸溶后，除去其中的少部分杂质，制成镍钴产品。将电沉积后镍含量小于0.5g/l溶液，加入一定量的系统返回的氧化镁或氢氧化钠，或两者的混合物，混合时间为1-4h，混合温度为室温-70℃，调节ph值到8.0-8.5之间，沉淀完全去除溶液中的镍；

3)将步骤2)中的浆料进行固液分离，固相返回除铁铬铝阶段，中和除铁铬铝，其中氧化镁中少量镍和钴在这个过程中可以重新酸溶，返回到酸浸液中，氧化镁中氧化锰可以单独过滤去除，或铁、铬、铝渣一起过滤去除；

4)将步骤3)中得到的含有硫酸镁和硫酸钠，或氯化镁和氯化钠溶液，加入一定量的从双极膜电解过程中得到的氢氧化钠，调节ph至11.0-13.0之间，完全沉淀去除其中的镁，得到纯净的硫酸钠或氯化钠溶液；

5)将步骤4)中得到的浆料，进行液固分离，固相用于做镁产品，液相进一步进行双极膜电解，分解得到3-15％的酸返回酸浸系统，得到的3-10％的氢氧化钠返回用于中和工序。

本发明将除过铁铬铝后的红土矿酸浸液，直接进行电沉积，得到镍钴中间体，回收其中绝大部分的镍和钴及部分锰，回收的金属镍钴经酸溶后，萃取除杂，进一步用于制造镍钴产品。经初步除去镍钴后的溶液，加入一定量的碱性物，完全沉淀除去其中的镍、钴、锰，再经过滤分离，得到的固相返回用于中和，液相为硫酸钠或氯化钠和含镁溶液，加入氢氧化钠使镁完全沉淀，生成镁产品，硫酸钠或氯化钠经过双极膜电解，生成氢氧化钠和硫酸或盐酸，氢氧化钠返回用于中和，硫酸或盐酸返回酸浸系统。

本发明与现有的红土镍矿酸浸液的处理方法相比较，具有以下优势：

(1)本发明以清洁的电子为还原剂，直接在除过铁、铬、铝后的酸浸液中沉积镍、钴和少量锰，实现镍，钴和大量杂质的分离。

(2)在电沉积过程的同时，大部分锰会氧化成二氧化锰，生成沉淀，实现绝大部分锰与镍、钴的分离，无需引入任何化学氧化剂，成本低廉。

(3)含有少量镍的含镁沉淀物，可返回系统用于酸浸，实现镁的循环利用及镍的综合回收。

(4)钠和镁的混合物可以通过沉淀的方式完全分离，并制成镁产品，分离后的溶液通过双极膜电解的方式生成酸和碱，均可以返回系统，完全实现硫酸钠或氯化钠废水的回用。

(5)本发明工艺简单、流程短，可操作性强，成本低廉等特点，大大降低生产成本，易于实现工业化。

本发明的工艺不仅具有显著的经济效益，而且符合环保要求，是红土镍矿酸浸液的良好处理方法。

附图说明

图1本发明所述处理方法的流程图。

具体实施方式

本说明书中公开得任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或者类似特征中的一个例子而已。所述仅仅是为了帮助理解本发明，不应该视为对本发明的具体限制。

下面以附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例1

如图1所示，一种红土镍矿酸浸液的处理方法，该方法包括以下步骤：将除过铁、铬、铝后的酸浸液，该溶液的主要成分为镍1.58g/l，co0.09g/l，mn1.37g/l，mg75.02g/l。在ph＝4.5的条件下，电流密度为20a/m²的条件下直接进行直流电解至溶液中镍0.2g/l，co0.04g/l，mn0.37g/l，mg74.96g/l，取出电极，极板用于做进一步处理。分离溶液中少量二氧化锰沉淀后，加入二段中和除镍镁沉淀物至ph为8.0，反应时间为4h，反应温度为室温，过滤，滤饼用于中和除铁、铬、铝或二段除镍。滤液加入双极膜电解过程中产生的3％的氢氧化钠，调节反应温度为40℃，中和时间为2h，完全沉淀去除其中镁，用于制作镁产品。滤液为5％的硫酸钠，在电解温度为25℃的条件下，双极膜电解生成4％的硫酸和3％的氢氧化钠，硫酸返回酸浸系统，氢氧化钠返回去中和。

实施例2

如图1所示，一种红土镍矿酸浸液的处理方法，该方法包括以下步骤：将除过铁、铬、铝后的酸浸液，该溶液的主要成分为镍6.50g/l，co0.08g/l，mn2.34g/l，mg35.02g/l。在ph＝3.5的条件下，电流密度为300a/m²的条件下直接进行直流电解至溶液中镍0.5g/l，co0.04g/l，mn0.20g/l，mg34.25g/l，取出电极，极板用于做进一步处理。分离溶液中少量二氧化锰沉淀后，加入二段中和除镍镁沉淀物至ph为8.5，反应时间为4h，反应温度为40℃，过滤，滤饼用于中和除铁、铬、铝或二段除镍。滤液加入双极膜电解过程中产生的4％的氢氧化钠，调节反应温度为30℃，中和时间为1h，完全沉淀去除其中镁，用于制作镁产品。滤液为10％的氯化钠，在电解温度为35℃的条件下，双极膜电解生成5％的盐酸和10％的氢氧化钠，盐酸返回酸浸系统，氢氧化钠返回去中和。

实施例3

如图1所示，一种红土镍矿酸浸液的处理方法，该方法包括以下步骤：将除过铁、铬、铝后的酸浸液，该溶液的主要成分为镍4.85g/l，co0.12g/l，mn1.96g/l，mg38.05g/l。在ph＝2.5的条件下，电流密度为400a/m²的条件下直接进行直流电解至溶液中镍0.5g/l，co0.04g/l，mn0.20g/l，mg34.25g/l，取出电极，极板用于做进一步处理。分离溶液中少量二氧化锰沉淀后，加入双极膜电解过程产生的10％的氢氧化钠至ph为8.5，反应时间为4h，反应温度为70℃，过滤，滤饼用于中和除铁、铬、铝或二段除镍。滤液加入双极膜电解过程中产生的8％的氢氧化钠，调节反应温度为50℃，中和时间为30min，完全沉淀去除其中镁，用于制作镁产品。滤液为8％的硫酸钠，在电解温度为40℃的条件下，双极膜电解生成6％的硫酸和8％的氢氧化钠，硫酸返回酸浸系统，氢氧化钠返回去中和。

实施例4

如图1所示，一种红土镍矿酸浸液的处理方法，该方法包括以下步骤：将除过铁、铬、铝后的酸浸液，该溶液的主要成分为镍3.28g/l，co0.07g/l，mn2.05g/l，mg32.12g/l。在ph＝2.0的条件下，电流密度为100a/m²的条件下直接进行直流电解至溶液中镍0.3g/l，co0.02g/l，mn0.38g/l，mg30.25g/l，取出电极，极板用于做进一步处理。分离溶液中少量二氧化锰沉淀后，溶液加入二段中和除镍镁沉淀物和双极膜电解过程产生的5％的氢氧化钠至ph为8.5，反应时间为1h，反应温度为20℃，过滤，滤饼用于中和除铁、铬、铝或二段除镍。滤液加入双极膜电解过程中产生的8％的氢氧化钠，调节反应温度为50℃，中和时间为1h，完全沉淀去除其中镁，用于制作镁产品。滤液为15％的氯化钠，在电解温度为50℃的条件下，双极膜电解生成13％的盐酸和8％的氢氧化钠，盐酸返回酸浸系统，氢氧化钠返回去中和。

实施例5

如图1所示，一种红土镍矿酸浸液的处理方法，该方法包括以下步骤：将除过铁、铬、铝后的酸浸液，该溶液的主要成分为镍12.20g/l，co0.85g/l，mn6.75g/l，mg40.18g/l。在ph＝3.0的条件下，电流密度为100a/m²的条件下直接进行直流电解至溶液中镍0.28g/l，co0.02g/l，mn0.55g/l，mg35.82g/l，取出电极，极板用于做进一步处理。分离溶液中少量二氧化锰沉淀后，溶液先加入二段中和除镍镁沉淀物至7.2，再加入双极膜电解过程产生的5％的氢氧化钠至ph为8.4，反应时间为3h，反应温度为70℃，过滤，滤饼用于中和除铁、铬、铝或二段除镍。滤液加入双极膜电解过程中产生的5％的氢氧化钠，调节反应温度为50℃，中和时间为1h，完全沉淀去除其中镁，用于制作镁产品。滤液为15％的氯化钠，在电解温度为50℃的条件下，双极膜电解生成8％的盐酸和5％的氢氧化钠，盐酸返回酸浸系统，氢氧化钠返回去中和。

本发明的工艺参数(如温度、时间等)区间上下限取值以及区间值都能实现本法，在此不一一列举实施例。

本发明未详细说明的内容均可采用本领域的常规技术知识。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应该理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。