专利名称：含镍蛇纹石活化酸浸制备氢氧化镁纳米粉体的方法
技术领域：
本发明涉及一种含镍蛇纹石活化酸浸制备氢氧化镁纳米粉体的方法,属于粉末冶 金技术领域
二背景技术：
我国蛇纹石资源非常丰富，矿藏数量巨大，质地良好且大部分矿石中含有镍、镁 等有价资源。尽管近些年来蛇纹石矿得到了较好的开发利用，但整体研究水平不高，
尚处于初级阶段。蛇纹石是一种高镁矿物，其主要成分为Mg043.6%， Si0243.3%， H20 13.1%。蛇纹石矿可以作为耐火材料及Mg、 Ni及Pd等有价元素的重要矿物来源， 含镁较高的，提炼金属镁，含钴、镍较高的可提炼钴和镍。四川省是含镍蛇纹石的富 矿地区，蛇纹石中氧化镁的质量分数一般为25-36%、镍质量分数为0.5-1.0%。对其一 般的处理方法是用硫酸分解，不溶物为二氧化硅，镁、镍被硫酸分解成硫酸镁和硫酸 镍，用蛇纹石酸解液提镍，而废液中的镁几乎没有回收。为充分利用镁资源，符剑刚 等(<湿法冶金〉，2008， 27(2) :92-95)以镍蛇纹石矿石为原料，采用硫酸二段逆流浸 出回收Ni、 Mg，其优化工艺条件为矿粉细度150nm，搅拌速度900r/min，硫酸质量 浓度300g/L，浸出温度95t:，浸出时间210min。罗仙平等(〈有色金属冶炼部分〉， 2006(4): 28-30.)采用硫酸浸出-净化沉镍的湿法工艺处理Ni质量分数0.554。/。的蛇纹 石矿，然后提取氧化镁。胡章文等(<合肥工业大学学报自然科学版〉，2003, 26(2) :232-235)以蛇纹石酸浸滤液为原料，硫酸镁质量分数为24.5%-26.5%,采用氨 水沉淀法制备氢氧化镁。曾颖(<矿冶工程〉，2006.26(2):57-60)以蛇纹石为原料，采 用球磨和煅烧工艺对蛇纹石进行预处理，其最佳条件在球磨机中球磨lh后的矿粉， 700'C条件下恒温煅烧lh，然后用3moI/L的H2S04在常温下搅拌lh，固液比为1:15， MgO 的浸出率可达到93%。万勇(<矿物学报〉，2004， 24(4):347-350)以粉碎至一定粒度的 蛇纹石为原料，用少量水润湿，然后加入硫酸，采用微波辐照强化酸浸，在最佳工艺 条件下，MgO的浸出率可达97。/。以上。上述常规硫酸浸出工艺中浸出液酸度大、浸出 成本偏高，净化处理工序中耗大量碱，造成净化、除杂成本增加。
三、 发明内容本发明的目的在于提供一种含镍蛇纹石活化酸浸制备氢氧化镁纳米粉体的方法。 以含镍蛇纹石矿为原料，硫酸为浸出剂，黄钠铁矾法除铁，硫化法除重金属,NaOH溶 液中和沉镍，氧化剂和氨水溶液调节pH值陈化过滤除锰，以氨水或氢氧化钠溶液为 沉淀剂，无水乙醇为稳定剂和脱水剂，在30-55'C的温度下进行超声化学沉淀反应，保 温陈化，离心分离、洗涤，微波干燥后制得粒径为20-50nm，粉体颗粒分布均匀的氢 氧化镁纳米粉体。
本发明按以下步骤完成
1) 取含镍蛇纹石原料在500-800'C条件下加热l-2h进行活化预处理，取出后球磨至 -74pm,然后加入浓度为1.5-5mol/L的硫酸进行常规浸出1.5-3h或微波浸出15-30min, 固液重量比为1:5-15，浸出温度控制在80-10(TC，浸出液pH维持在1.5-1.9，接着加入浓 度为5-8mol/L的Na2CO3溶液至pH为2.0-2.5止过滤除铁，得到除铁后的浸出液；所述含 镍蛇纹石主要成分重量百分比为含镍0.5-1%， MgO 25-36%， Mn 1.5-2.0% ;
2) 将除铁后的浸出液在30-60'C，搅拌条件下，加入浓度为1.5-3mol/L的Na2S溶液 至pH为5.0-5.5，浸出液中的重金属离子形成黑色沉淀，将沉淀过滤得到的净化液再加 入浓度为3-6mol/L的氢氧化钠溶液至pH为7.0-7.4进行沉镍；
3) 将沉镍后的净化液在30-8(TC，搅拌条件下加入氧化剂和浓度为5-8mol/L氨水 调节pH值为7.5-9，陈化30-60min后过滤除锰，得到硫酸镁精液，将该硫酸镁精液浓縮 至1.5-2.5mol/L;所述氧化剂为空气、NaClO、 Mn02、 H202或KMn04;
4) 将浓縮后的硫酸镁精液置于超声恒温水浴中搅拌，控制温度30-8(TC，滴加浓度 为5-8mo1 /L的氨水溶液或浓度为5-7mo1 /L的氢氧化钠溶液至pH值为9.5-12.4，保温陈化 30-60min，然后离心分离并反复洗涤沉淀，直到用0.2mo1/L的BaCl2溶液检验洗涤液中 无S042—为止，将沉淀用无水乙醇洗涤沉淀2-3次，得到氢氧化镁沉淀。
5) 将氢氧化镁沉淀放入微波炉中干燥，控制温度为80-100'C，时间3-5min， 取出碾磨，得到粒径为20-50nm的氢氧化镁纳米粉体。
与公知技术相比本发明具有的优点及积极效果
1) 采用超声化学沉淀一微波干燥联合法来制备氢氧化镁纳米粉体，通过超声波、 微波等技术的有效集成来强化共沉淀化学反应或传递过程，把单个的工艺技术有机地 结合起来，制得的产品质量好，易于实现工业化生产；
2) 无需添加有机试剂和分散剂，利用超声波具有超声空化所产生的反应环境，来 控制氢氧化镁纳米粉体的团聚，使沉淀反应温度降低，反应时间縮短。縮短了氢氧化 镁纳米粉体的制备周期；3)微波干燥粉体结构疏松、易磨、颗粒小、加热速度快。
四
图l是本发明的工艺流程图。
五具体实施例方式
实施例l:取含镍0.5-1%、 Mg0 25%、 Mnl.72。/。的蛇纹石矿在550。C条件下加热1.5h 进行活化预处理，取出后球磨至-74pm，然后加3.0mol/L的硫酸在微波中浸出30min， 固液比为1:8，浸出温度100'C，搅拌速度为900r/min，浸出液pH值为1.8，随后加入浓 度为7.2mol/L的Na2C03溶液至pH为2止过滤除铁，沉矾后的浸出液在4(TC，加人浓度 2.5mol/L的Na2S溶液至pH为5.2止，这时浸出液中的重金属离子形成黑色沉淀，将沉淀 过滤得到的净化液在3(TC ，在搅拌速度不变的条件下加人浓度为5.0mol/L的氢氧化钠溶 液至pH为7.3进行沉镍，将沉镍后的净化液在5(TC，滴加浓度为7.2mol/L氨水溶液调节 pH值为8，陈化30min后过滤除锰，得到硫酸镁精液，将该精液浓缩至2.0mol/L，然后 取IOOO ml精液置于超声恒温水浴中搅拌，控制温度7(TC,滴加浓度为6.0mo1 /L的氨水溶 液至pH值为10.5,保温陈化30min，然后以4000r/min速度离心分离并反复洗涤沉淀， 直到用0,2mo1 /L的BaCl2溶液检验洗涤液中无S(V一为止，将沉淀用无水乙醇洗涤沉 淀2次，并放入微波炉(微波功率750W、频率2450MHz)中干燥，控制温度为 IO(TC,时间5min，取出碾磨，得到平均粒径为20nm的氢氧化镁纳米粉体。
实施例2:取含镍1%、 Mg0 28%、 Mnl.52y。的蛇纹石矿在55(TC条件下加热1.5h 进行活化预处理，取出后球磨至-74nm，然后按固液比为l:7加入3.5mol/L的硫酸常规 浸出2小时，浸出温度控制在IO(TC，搅拌速度为卯0r/min，浸出液的pH值在1.8， 随后加入浓度为7.5mol/L的Na2C03溶液溶液至pH为2止过滤除铁；除铁后的浸出液 在45°C ， 900r/min搅拌条件下，加入浓度2.5mol/L的Na2S溶液至pH为5.1止，这时 浸出液中的重金属离子形成黑色沉淀，将沉淀过滤得到的净化液在35"C，在搅拌速度 不变的条件下加入浓度为5.5mol/L的氢氧化钠溶液至pH为7.2进行沉镍，将沉镍后 的净化液在50'C，滴加浓度为7.2mol/L氨水溶液调节pH值为8.5，陈化30min后过 滤除锰，制得硫酸镁精液，将该精液浓縮至2.0mol/L，然后取1500 ml溶液置于超声 恒温水浴中搅拌，控制温度50'C，滴加浓度为7.2mol/L的氨水溶液至pH值为11.5，保 温陈化30min，然后以4000r/min速度离心分离并反复洗涤沉淀，直到用0.2mol/L的 BaCl2溶液检验洗涤液中无SO^一为止，将沉淀用无水乙醇洗涤沉淀3次，并放入微 波炉(微波功率750W、频率2450MHz)中干燥，控制温度为IO(TC,时间5min， 取出碾磨得到平均粒径为18nm的氢氧化镁纳米粉体。
权利要求
1、一种含镍蛇纹石活化酸浸制备氢氧化镁纳米粉体的方法，其特征在于其按以下步骤完成，1)取含镍蛇纹石原料在500-800℃条件下加热1-2h进行活化预处理，取出后球磨至-74μm，然后加入浓度为1.5-5mol/L的硫酸进行常规浸出1.5-3h或微波浸出15-30min，固液重量比为1∶5-15，浸出温度控制在80-100℃，浸出液pH维持在1.5-1.9，接着加入浓度为5-8mol/L的Na2CO3溶液至pH为2.0-2.5止过滤除铁，得到除铁后的浸出液；2)将除铁后的浸出液在30-60℃，搅拌条件下，加入浓度为1.5-3mol/L的Na2S溶液至pH为5.0-5.5，浸出液中的重金属离子形成黑色沉淀，将沉淀过滤得到的净化液再加入浓度为3-6mol/L的氢氧化钠溶液至pH为7.0-7.4进行沉镍；3)将沉镍后的净化液在30-80℃，搅拌条件下加入氧化剂和浓度为5-8mol/L氨水调节pH值为7.5-9，陈化30-60min后过滤除锰，得到硫酸镁精液，将该硫酸镁精液浓缩至1.5-2.5mol/L；4)将浓缩后的硫酸镁精液置于超声恒温水浴中搅拌，控制温度30-80℃，滴加浓度为5-8mol/L的氨水溶液或浓度为5-7mol/L的氢氧化钠溶液至pH值为9.5-12.4，保温陈化30-60min，然后离心分离并反复洗涤沉淀，直到用0.2mol/L的BaCl2溶液检验洗涤液中无SO42-为止，将沉淀用无水乙醇洗涤沉淀2-3次，得到氢氧化镁沉淀。5)将氢氧化镁沉淀放入微波炉中干燥，控制温度为80-100℃，时间3-5min，取出碾磨，得到氢氧化镁纳米粉体。
2、 根据权利要求1所述的含镍蛇纹石活化酸浸制备氢氧化镁纳米粉体的方法， 其特征在于所述氧化剂为空气、NaClO、 Mn02、 11202或041104。
3 、根据权利要求1所述的含镍蛇纹石活化酸浸制备氢氧化镁纳米粉体的方法， 其特征在于所述含镍蛇纹石主要成分重量百分比为含镍0.5-1%， MgO 25-36%， Mn 1.5-2.0% 。
全文摘要
本发明涉及一种含镍蛇纹石活化酸浸制备氢氧化镁纳米粉体的方法。以含镍蛇纹石矿为原料，硫酸为浸出剂，黄钠铁矾法除铁，硫化法除重金属，NaOH溶液中和沉镍，氧化剂和氨水溶液调节pH值陈化过滤除锰，以氨水或氢氧化钠溶液为沉淀剂，无水乙醇为稳定剂和脱水剂，在30-55℃的温度下进行超声化学沉淀反应，保温陈化，离心分离、洗涤，微波干燥后制得粒径为20-50nm粉体颗粒分布均匀的氢氧化镁纳米粉体。
文档编号C01F5/20GK101456565SQ20091009402
公开日2009年6月17日 申请日期2009年1月9日 优先权日2009年1月9日
发明者严玉环, 严继康, 云 姚, 宁 宋, 杜景红, 陈为亮 申请人:昆明理工大学