一种从红土镍矿酸浸液中分离铁和镍的方法
【专利摘要】本发明涉及一种从红土镍矿酸浸液中分离铁和镍的方法，该方法是将磨细后的红土镍矿用硫酸浸出，浸出结束后进行固液分离，得到含镍铁的浸出液；向含镍铁的浸出液中加入络合剂，充分混合，混合后将其倒入以离子交换膜为分离介质的电解槽中的阳极室，通入直流电，在电场作用下，利用离子交换膜对阴阳离子的选择透过性，即阳离子交换膜只允许溶液中阳离子透过，阴离子交换膜只允许溶液中阴离子透过，使浸出液中的镍离子迁移到阴极室并在阴极沉积，而呈络阴离子的铁留在阳极室，实现红土镍矿浸出液中铁、镍的分离。该方法以离子交换膜作为介质分离红土镍矿浸出液中的铁和镍，具有操作简便，工艺参数易控制的特点，不仅能提高镍铁分离效率，还能提高镍的回收率。
【专利说明】
一种从红土镍矿酸浸液中分离铁和镍的方法
技术领域
[0001 ]本发明涉及一种从红土镍矿酸浸液中分离铁和镍的方法，属于有色金属湿法冶金技术领域。
【背景技术】
[0002]目前镍主要从硫化镍矿中提取，随着硫化镍矿资源的日趋枯竭，镍行业将镍的开发从硫化镍矿转向了储量丰富的红土镍矿。从红土镍矿中提取镍的方法主要有火法冶炼和湿法冶炼，其中，火法冶炼适用于含镁较高、含铁较低的硅镁镍矿，但是，火法冶炼工艺能耗高、污染大，对其它有价金属回收率低。湿法冶炼工艺适用于含铁较高、含镁较低的褐铁矿型红土镍矿。
[0003]目前，湿法冶炼工艺从红土镍矿中提取镍的常用方法有:高温还原焙烧一常压氨浸;硫酸加压酸浸和硫酸常压酸浸三种。还原焙烧一氨浸是湿法处理红土镍矿工艺中最早应用的方法，但是该方法还原气氛不易控制，镍浸出率波动较大，镍的损失达到20%?25%，且能耗较高，导致此法的应用受到限制。
[0004]硫酸加压酸浸方法的设备投资大，维护费用高，设备容易结垢，且生产过程控制要求高。硫酸常压酸浸处理红土镍矿避免了高压操作和高压设备及其维护费用，因而越来越受到人们的关注，成为湿法处理红土镍矿工艺研究的热门课题。
[0005]目前，硫酸常压酸浸处理红土镍矿的一般工艺过程为:将矿石磨细分级处理并制成一定浓度的矿浆，然后加入硫酸，通过控制一定的温度使矿石中的镍浸出。但是，由于红土镍矿中铁的含量较高，浸出时，铁会随镍浸出进入浸出液，对后续镍的提纯和富集产生不利影响，如果要制得纯净的镍产品，则必须对浸出液再进行镍铁分离，在工业实践中，浸出液中的铁的去除通常采用化学沉淀法，使浸出液中的铁沉淀，过滤后，得到含镍浸出液。但是，采用化学沉淀法时，沉铁渣量大，过滤性能差、固液分离操作繁琐，且随铁渣损失的镍量较多。鉴于化学沉淀法沉铁的弊端，湿法冶金工作者尝试采用溶剂萃取法去除红土镍矿硫酸浸出液中的铁，萃取法除铁的研究有了较大的进展，但该法只适合于酸度较低且铁含量较低的浸出液体系。
[0006]离子交换膜是一种对离子具有选择透过性的膜，膜中含有可在水溶液中解离的离子，膜中的解离离子，既可以与膜外电性相同的带电离子进行交换，又能进行电流传导。阳离子交换膜只允许溶液中阳离子透过，阴离子交换膜只允许溶液中阴离子透过。基于上述性质，离子交换膜可以应用于有色冶金、医药、化工、食品以及工业废水等处理领域。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于针对现有技术存在的问题，提供一种从红土镍矿酸浸液中分离铁和镍的方法，该方法以离子交换膜作为介质分离红土镍矿浸出液中的铁和镍，具有操作简便，工艺参数易控制的特点，不仅能提高镍铁分离效率，还能提高镍的回收率。
[0008]为达到上述目的，本发明的构思是: 一种从红土镍矿酸浸液中分离铁和镍的方法，该方法将磨细后的红土镍矿用硫酸浸出，浸出结束后进行固液分离，得到含镍铁的浸出液；向含镍铁的浸出液中加入络合剂，充分混合，混合后将其倒入以离子交换膜为分离介质隔开的电解槽中的阳极室，阴极加入镍和柠檬酸钠的混合溶液;通入直流电，在电场作用下，利用离子交换膜对阴阳离子的选择透过性，即阳离子交换膜只允许溶液中阳离子透过，阴离子交换膜只允许溶液中阴离子透过，使浸出液中的镍离子迀移到阴极室并在阴极沉积，而呈络阴离子的铁留在阳极室，实现红土镍矿浸出液中铁、镍的分离。
[0009]根据上述发明构思，本发明采用下述技术方案:
一种从红土镍矿酸浸液中分离铁和镍的方法，其特征在于该方法包含以下步骤:
(1).按硫酸:红土镍矿=1.3:1的质量比，将磨细至0.061?0.200mm的红土镍矿与硫酸混合进行搅拌浸出，浸出条件为常压，温度80°C，浸出时间120min，浸出后进行固液分离，得到含镍铁离子的浸出液；
(2).向上述步骤(I)得到的镍和铁质量浓度比为1:10的浸出液中加入络合剂，其中络合剂与铁的摩尔比为2:1，调节浸出液的pH值为5.0?6.5;
(3).将上述步骤(2)得到的浸出液置于由阳离子交换膜隔开的电解槽中的阳极室，向阴极室加入由硫酸镍与柠檬酸钠摩尔比为I: I的混合液，控制混合液PH值为5.5?6.0;
(4).以不锈钢为阴极，石墨为阳极，通入直流电，在电解槽中进行电解，上述浸出液中的镍离子迀移到阴极室，而浸出液中的铁离子与络合剂形成的铁络阴离子留在阳极室，实现红土镍矿浸出液中铁、镍的分离，在阴极电沉积得到镍；
(5).当停止通电，取出上述电解分离后的阳极室中铁络阴离子溶液，调节其pH值至1.0?4.0，将其置于离子交换膜隔开的电解槽中的阴极室，向阳极室加入硫酸钠溶液，通入直流电，以不锈钢为阴极，石墨为阳极，在电解槽中进行电解，阴极得到铁，阴极室络合剂溶液可重新用作浸出液中铁的络合。
[0010]上述步骤(2)所述的络合剂为乙二胺四乙酸二钠、柠檬酸钠或磺基水杨酸钠中的任一种。
[0011]本发明具有的特点和优点:本发明的方法以离子交换膜作为介质分离红土镍矿浸出液中的铁镍，使浸出液中的铁镍分离和镍的电解提取一步完成，缩短了从浸出液提取镍的工艺流程;该方法不仅能使红土镍矿中镍铁分离，还能使络合剂可以再生循环使用，降低分离成本；该方法在镍铁分离及镍电解提取时，阴极加入柠檬酸钠可提高阴极电沉积镍的质量，提高镍的回收率。
【附图说明】
[0012]图1是本发明所用的离子交换膜电解槽的结构示意图，图中:I是阳极；2是阴极;3是阳极室；4是阴极室；5是离子交换膜。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图对本发明的实施例进一步说明。
[0014]实施例1
按硫酸:红土镍矿=1.3:1的质量比，将磨细至0.061?0.200mm的红土镍矿与硫酸混合进行搅拌浸出，常压，加温至80°C，浸出时间120min，浸出后进行固液分离，得到含镍铁离子的浸出液;再向浸出液中加入络合剂，用稀氢氧化钠溶液调节浸出液的的PH值为5.0，配成含铁20g/L、含镍2g/L的溶液;将上述330mL溶液加入到阳极室中；向阴极室加入330mL混合溶液，所述的混合溶液由浓度为105g/L的硫酸镍和浓度为176g/L的柠檬酸钠组成，其pH为5.5;以不锈钢为阴极，石墨为阳极，通入直流电，在电解槽中进行电解，控制阴极电流密度17A/V，槽电压4.4V，电解13小时，上述溶液中的镍离子迀移到阴极室，并在阴极电沉积得到0.59g镍，而浸出液中的铁离子与络合剂形成的铁络阴离子留在阳极室;停止通电，取出上述电解分离后的阳极室中铁络阴离子溶液，调节其PH至1.0，将其置于电解槽中的阴极室，向阳极室加入浓度为50g/L的硫酸钠溶液，通入直流电，以不锈钢板为阴极，石墨为阳极，在电解槽中进行电解，控制温度25 0C，阴极电流密度ΙΟΑ/dm2，槽电压5.5V，电解时间2小时，在阴极电沉积得到3.2g的铁，阴极络合剂溶液可重新用作浸出液中铁的络合。
【主权项】
1.一种从红土镍矿酸浸液中分离铁和镍的方法，其特征在于，该方法包含以下步骤: 按硫酸:红土镍矿=1.3:1的质量比，将磨细至0.061?0.200mm的红土镍矿与硫酸混合进行搅拌浸出，常压，加温至80°C，浸出时间120min，浸出后进行固液分离，得到含镍铁尚子的浸出液； 向上述步骤(I)得到的镍和铁质量浓度比为1:10的浸出液中加入络合剂，其中络合剂与铁的摩尔比为2:1，调节浸出液的pH值为5.0?6.5; 将上述步骤(2)得到的浸出液置于由阳离子交换膜隔开的电解槽中的阳极室，向阴极室加入由硫酸镍与柠檬酸钠摩尔比为I: I的混合液，控制混合液pH值为5.5?6.0; (4).以不锈钢为阴极，石墨为阳极，通入直流电，在电解槽中进行电解，上述浸出液中的镍离子迀移到阴极室，而浸出液中的铁离子与络合剂形成的铁络阴离子留在阳极室，实现红土镍矿浸出液中铁、镍的分离，在阴极电沉积得到镍； 当停止通电，取出上述电解分离后的阳极室中铁络阴离子溶液，调节其pH值至1.0?4.0，将其置于离子交换膜隔开的电解槽中的阴极室，向阳极室加入硫酸钠溶液，通入直流电，以不锈钢为阴极，石墨为阳极，在电解槽中进行电解，阴极得到铁，阴极室络合剂溶液可重新用作浸出液中铁的络合。2.根据权利要求1所述的一种从红土镍矿酸浸液中分离铁和镍的方法，其特征在于，上述步骤(2)所述的络合剂为乙二胺四乙酸二钠、柠檬酸或磺基水杨酸钠中的任一种。
【文档编号】C25C1/06GK105887136SQ201610254127
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年4月23日
【发明人】谈定生, 万石保, 秦岩, 丁伟中, 郭曙强
【申请人】上海大学