一种锰钴镍废渣中提取钴和镍的方法
【专利摘要】本发明公开了一种锰钴镍废渣中提取钴和镍的方法，依次包括如下步骤：a)将锰钴镍渣按1:2～5的固液比加水调浆，在搅拌下加热鼓泡，得到钴镍泡沫渣和锰铁沉渣；b)将所述钴镍泡沫渣加热酸洗、并过滤后得到钴镍滤饼；c)将所述钴镍滤饼采用浓硫酸熟化浸出后得到钴镍溶液；d)对所述钴镍溶液进行除杂，除去铜、铁、钙、镁、锰和锌杂质，使溶液中杂质质量浓度均降到0.01g/L以下；e)对所述除杂后的钴镍溶液采用P507萃取剂萃取分离出硫酸镍溶液和钴负载有机相；f）对所述镍溶液进行冷却结晶，回收硫酸镍产品；将负载钴的有机相用硫酸反萃取，得到硫酸钴溶液。本发明方法使用的生产条件相对简单，能够高效分组，且钴和镍的回收率高。
【专利说明】一种锰钴镍废渣中提取钴和镍的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种重金属的提取方法，特别涉及一种锰钴镍废渣中提取钴和镍的方法。
【背景技术】
[0002]钴镍是我国短缺的重要有色金属资源，我国南方，尤其是广西的锰矿中大多含有钴镍。
[0003]在采用湿法冶炼的方法生产电解金属锰，电解二氧化锰，硫酸锰等产品时，锰矿中的钴镍，就会与锰一起进入到第一步的浸出溶液中。在锰矿的浸出过程中，控制浸出终点为pH5~5.4时，可以将绝大部分的Fe等杂质元素除掉，然而Co、Ni仍然全部留在溶液中，必须加以回收。目前从锰矿的浸出液中深度净化Co、Ni等杂质元素的方法是采用一种叫SDD的螯合剂，它能与Co、Ni等许多金属元素螯合，可以将溶液中的Co、Ni除到< 0.1ppm,Fe=0.5ppm,但是净化洛中的主体还是猛铁，Co、Ni含量仍然较低,N1:1~3%,Co ( lwt%,钴镍只有锰铁的约10%，但是相对于自然界的钴镍矿来说，它已经是较富的钴镍矿了，尤其是我国非常缺乏钴镍资源，所以回收这种被富集了的钴镍，具有重大意义。目前，对于锰钴镍废渣的提取的方法主要是火法和湿法，由于火法需要高温处理废渣，需要大量的热，客观条件比较复杂，因此湿法提钴镍受到广泛重视。湿法提钴镍一般认为采用碱液浸出能获得高的浸出率，但大多需要还原等预处理和高温加压设备，使用酸浸出可比较容易获得较高的浸出率，但选择性较差， 废渣中溶解性成分较多不利于后续处理。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是提供一种锰钴镍废渣中提取钴和镍的方法，生产条件相对简单，能够高效分组，且钴和镍的回收率高，能够解决电解锰生产过程中产生的废渣中含有价元素镍钴未能利用所造成资源浪费和污染环境的问题。
[0005]本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种锰钴镍废渣中提取钴和镍的方法，依次包括如下步骤:a)将锰钴镍渣按1:2~5的固液比加水调浆，在搅拌下加热鼓泡，得到钴镍泡沫渣和锰铁沉渣；b)将所述钴镍泡沫渣加热酸洗、并过滤后得到钴镍滤饼；c)将所述钴镍滤饼采用浓硫酸熟化浸出后得到钴镍溶液；d)对所述钴镍溶液进行除杂，除去铜、铁、钙、镁、锰和锌杂质，使溶液中杂质质量浓度均降到0.01g/L以下；e)对所述除杂后的钴镍溶液采用P507萃取剂萃取分离出硫酸镍溶液和钴负载有机相；f)对所述镍溶液进行冷却结晶，回收硫酸镍产品；将负载钴的有机相用硫酸反萃取，得到硫酸钴溶液。
[0006]上述的一种锰钴镍废渣中提取钴和镍的方法，其中，所述步骤b)具体过程如下:将所述钴镍泡沫渣加热至80~85°C，用0.5~2mol/L H2SO4洗涤，控制PH值在1.5~2.5范围，当PH值达到2.5在10~15min不再升高时，即为洗涤终点，过滤后得到钴镍滤饼。
[0007]上述的一种锰钴镍废渣中提取钴和镍的方法，其中，所述步骤c)具体过程如下:按钴镍滤饼(干基重量):浓硫酸(体积)=1:0.5~1.5加入浓硫酸熟化，控制温度150~180°C，时间I~2.5小时，然后再加钴镍滤饼重量2~3倍的水，浸出I小时左右，得到钴镍溶液。
[0008]上述的一种锰钴镍废渣中提取钴和镍的方法，其中，所述步骤d)的除杂包括如下步骤:dl)所述钴镍溶液采用黄钠铁钒法除铁；d2)所述钴镍溶液加入NaF除去钙或/和镁；d3)所述钴镍溶液加入P204萃取剂进一步除去铜、铁、锰或/和锌杂质。
[0009]上述的一种锰钴镍废渣中提取钴和镍的方法，其中，所述步骤dl)中钴镍溶液用黄钠铁钒法除铁的工艺条件为:控制钴镍溶液温度92°C，时间4-6h，除铁前溶液pH=2.0，除铁后溶液pH=2.5~3.0，除铁后铁离子质量浓度〈100mg/L，n (NaClO3) /n (Fe2+) =0.5，n (Na2CO3) /n (Fe2+) =2.0。
[0010]上述的一种锰钴镍废渣中提取钴和镍的方法，其中，所述步骤d2)中在所述钴镍溶液加入NaF除去钙和镁时，钴镍溶液PH值控制在5~5.5，反应温度控制在95~100°C。 [0011]上述的一种锰钴镍废渣中提取钴和镍的方法，其中，所述P204萃取剂的体积分数为15%，相比Vo: Va为1: 2，萃取前先将所述P204萃取剂用NaOH溶液进行皂化，萃取在20°C下进行，水相溶液PH值控制在3左右，有机相与水相的体积比为1:1。
[0012]上述的一种锰钴镍废渣中提取钴和镍的方法，其中，用500g/L的NaOH溶液按75%的皂化度对有机相P204进行皂化。
[0013]上述的一种锰钴镍废渣中提取钴和镍的方法，其中，对萃取后的有机相用水洗涤，洗涤液与萃余液一并返回用于步骤e)中的P507萃取分离硫酸镍溶液和钴负载有机相。
[0014]上述的一种锰钴镍废渣中提取钴和镍的方法，其中，所述P507萃取剂的体积分数为25%，相比Vo: Va为1:1，控制溶液PH值在4左右，萃取前先将所述P507用NaOH溶液进行皂化，皂化率为65%。
[0015]本发明对比现有技术有如下的有益效果:本发明提供的一种锰钴镍废渣中提取钴和镍的方法，经过高效分组、酸洗锰铁、浓硫酸熟化浸出、深度净化除杂、萃取提取钴镍几大步骤；相比现有技术具有如下优势:1、采用浓硫酸熟化浸出法提取钴镍，生产条件相对简单，试验试剂很普遍在工业生产中也容易实现；2、高效分组，化工试剂消耗少:由于分离出来的泡沫渣只占锰钴镍渣总量的约三分之一，而95%以上的Co、Ni却在该泡沫渣中，只需要少量的强酸浸出该泡沫渣中的Co、Ni即可，这样可节省很多化工试剂材料；3.钴镍回收率高:本发明采用分组酸浸，得到高Co、Ni低Mn、Fe的溶液，比总体浸出得到高Mn、Fe低Co、Ni的溶液，前者钴镍回收率比后者要高；4.锰钴镍渣中，钴镍锰都可得到回收:酸洗钴镍渣时，稀酸只溶解锰铁，微量溶解镍，却不溶解钴，保证钴不受损失，镍微量损失，进一步洗出锰和铁。钴镍在泡沫渣中得到回收，而锰铁主要集中在沉渣中，沉渣中的锰很容易用稀硫酸浸出，铁比锰较难浸出，所以锰也可得到回收。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为本发明实施例中的锰钴镍废渣中提取钴的工艺流程图；
[0017]图2为本发明实施例中使用NaF除杂过程中的反应时间、NaF用量与溶液pH的关系不意图；
[0018]图3为本发明实施例中使用NaF除杂过程中镍、钴损失率与溶液pH的关系示意图；[0019]图4为本发明实施例中使用NaF除杂过程中氟化钠用量与钙镁净化效果之间的关系不意图；
[0020]图5为本发明实施例中采用P507萃取分离过程中镍钴萃取率与pH的关系示意图；
[0021]图6为本发明实施例中采用P507萃取分离过程中P507皂化率对镍钴萃取的影响；
[0022]图7为本发明实施例中采用P507萃取分离过程中镍钴萃取率与相比VO =Va的关系不意图。
【具体实施方式】
[0023]图1为本发明实施例中的锰钴镍废渣中提取镍的工艺流程图。
[0024]请参见图1，本发明提供的锰钴镍废渣中提取钴和镍的方法，包括如下步骤:
[0025]步骤SI，将锰钴镍渣按1:2~5的固液比加水调浆，在搅拌下加热鼓泡，得到钴镍泡沫渣和锰铁沉渣；锰钴镍渣鼓泡分组后的试验结果见下表:
[0026]
【权利要求】
1.一种锰钴镍废渣中提取钴和镍的方法，其特征在于依次包括如下步骤: a)将锰钴镍渣按1:2~5的固液比加水调浆，在搅拌下加热鼓泡，得到钴镍泡沫渣和锰铁沉渣； b)将所述钴镍泡沫渣加热酸洗、并过滤后得到钴镍滤饼； c)将所述钴镍滤饼采用浓硫酸熟化浸出后得到钴镍溶液； d)对所述钴镍溶液进行除杂，除去铜、铁、钙、镁、锰和锌杂质，使溶液中杂质质量浓度均降到0.01g/L以下； e)对所述除杂后的钴镍溶液采用P507萃取剂萃取分离出硫酸镍溶液和钴负载有机相； f)对所述镍溶液进行冷却结晶，回收硫酸镍产品；将负载钴的有机相用硫酸反萃取，得到硫酸钴溶液。
2.根据权利要求1所述的一种锰钴镍废渣中提取钴和镍的方法，其特征在于，所述步骤b)具体过程如下:将所述钴镍泡沫渣加热至80~85°C，用0.5~2mol/L H2SO4洗涤，控制PH值在1.5~2.5范围，当PH值达到2.5在10~15min不再升高时，即为洗涤终点，过滤后得到钴镍滤饼。
3.根据权利要求1所述的一种锰钴镍废渣中提取钴和镍的方法，其特征在于，所述步骤c)具体过程如下:按钴镍滤饼(干基重量):浓硫酸(体积)=1:0.5~1.5加入浓硫酸熟化，控制温度150~180°C，时间I~2.5小时，然后再加钴镍滤饼重量2~3倍的水，浸出I小时左右，得到钴镍溶液。`
4.根据权利要求1所述的一种锰钴镍废渣中提取钴和镍的方法，其特征在于，所述步骤d)的除杂包括如下步骤:dl)所述钴镍溶液采用黄钠铁钒法除铁；d2)所述钴镍溶液加入NaF除去钙或/和镁；d3)所述钴镍溶液加入P204萃取剂进一步除去铜、铁、锰或/和锌杂质。
5.根据权利要求4所述的一种锰钴镍废渣中提取钴和镍的方法，其特征在于，所述步骤dl)中钴镍溶液用黄钠铁钒法除铁的工艺条件为:控制钴镍溶液温度92°C，时间4-6h,除铁前溶液pH=2.0，除铁后溶液pH=2.5~3.0，除铁后铁离子质量浓度<100mg/L, n (NaClO3) /n (Fe2+) =0.5，n (Na2CO3) /n (Fe2+) =2.0。
6.根据权利要求4所述的一种锰钴镍废渣中提取钴和镍的方法，其特征在于，所述步骤d2)中在所述钴镍溶液加入NaF除去钙和镁时，钴镍溶液PH值控制在5~5.5，反应温度控制在95~100°C。
7.根据权利要求4所述的一种锰钴镍废渣中提取钴和镍的方法，其特征在于，所述P204萃取剂的体积分数为15%，相比Vo: Va为1: 2，萃取前先将所述P204萃取剂用NaOH溶液进行皂化，萃取在20°C下进行，水相溶液PH值控制在3左右，有机相与水相的体积比为 1:1。
8.根据权利要求7所述的一种锰钴镍废渣中提取钴和镍的方法，其特征在于，用500g/L的NaOH溶液按75%的皂化度对有机相P204进行皂化。
9.根据权利要求7所述的一种锰钴镍废渣中提取钴和镍的方法，其特征在于，对萃取后的有机相用水洗涤，洗涤液与萃余液一并返回用于步骤e)中的P507萃取分离硫酸镍溶液和钴负载有机相。
10.根据权利要求1所述的一种锰钴镍废渣中提取钴和镍的方法，其特征在于，所述P507萃取剂的体积分数为25%，相比Vo: Va为1:1，控制溶液PH值在4左右，萃取前先将所述P507用NaOH溶液进行皂化，皂化率为65%。
【文档编号】C22B7/00GK103773961SQ201410031711
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2014年1月23日 优先权日:2014年1月23日
【发明者】陈奇志, 万维华, 李学锋, 高峰, 周克盛, 陆超 申请人:广西有色金属集团汇元锰业有限公司