红土镍矿湿法冶炼中沉淀镍钴的方法与流程

文档序号：13027100阅读：1648来源：国知局

本发明涉及湿法冶金技术领域，具体而言，涉及一种红土镍矿湿法冶炼中沉淀镍钴的方法。

背景技术：

目前，红土镍矿湿法冶炼中对于镍钴的沉淀通常包括如下步骤：先对红土镍矿进行酸浸；然后以氢氧化钠作为沉淀剂对酸浸液中的镍钴进行沉淀，形成镍钴沉淀液；再对镍钴沉淀液进行浓密处理，得到氢氧化镍钴沉淀(氢氧化镍和氢氧化钴)。

然而，采用氢氧化钠作为沉淀剂时，一方面成本较高，另一方面由于其碱性强，工业实际操作过程中加料很容易形成局部过碱，从而导致沉淀粒度小，沉降能差，使浓密分离过程中分离速度较慢，浓密底流浓度较低，不利于后期分离。此外，采用氢氧化钠作为沉淀剂，得到的氢氧化镍钴滤饼含水量高，不利于后续处理。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种红土镍矿湿法冶炼中沉淀镍钴的方法，以解决现有技术中在对红土镍矿湿法冶炼中镍钴进行沉淀时存在的成本高、沉淀效果差及滤饼含水量过高的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种红土镍矿湿法冶炼中沉淀镍钴的方法，其包括以下步骤：步骤一，将红土镍矿进行酸浸，得到含镍钴酸浸液，且含镍钴酸浸液中含有镁离子；步骤二，将含镍钴酸浸液进行沉淀反应，且在沉淀反应过程中持续添加新鲜的含镍钴酸浸液和沉淀剂，得到镍钴沉淀液；步骤三，将镍钴沉淀液进行浓密分离，得到沉镍钴底流，并将沉镍钴底流分为第一部分和第二部分；步骤四，将第一部分沉镍钴底流与石灰乳混合形成混合矿浆，并将混合矿浆返回至步骤二中作为至少部分沉淀剂；将第二部分沉镍钴底流进行钙镍分离，得到氢氧化镍钴。

进一步地，石灰乳中氢氧根离子与第一部分沉镍钴底流中镁离子的摩尔比为2～4:1。

进一步地，石灰乳的浓度为5～20wt％。

进一步地，将第一部分沉镍钴底流与石灰乳混合的过程中，混合时间为1～10min。

进一步地，步骤四中，在将混合矿浆返回至步骤二中作为至少部分沉淀剂的过程中，以氢氧化镍钴计的晶种比为2～7:1，优选为3～5:1。

进一步地，沉淀反应过程中，反应温度为40～70℃，反应时间为1.0～5.0h。

进一步地，将红土镍矿进行酸浸的步骤之后，步骤一中还包括对含镍钴酸浸液进行除铁铝的步骤。

进一步地，步骤四中，将第二部分沉镍钴底流进行钙镍分离的步骤包括：采用分级设备对第二部分沉镍钴底流进行分级处理，得到含钙浆液及氢氧化镍钴浆液；对氢氧化镍钴浆液进行过滤，得到氢氧化镍钴。

进一步地，步骤一中，采用硫酸对红土镍矿进行酸浸；优选步骤四中，得到含钙浆液之后，还包括对含钙浆液进行过滤以得到石膏的步骤。

进一步地，分级设备为振动筛、水力旋流器、摇床或水力分离柱。

应用本发明的技术方案，提供了一种红土镍矿湿法冶炼中沉淀镍钴的方法。该方法包括以下步骤：步骤一，将红土镍矿进行酸浸，得到含镍钴酸浸液，且含镍钴酸浸液中含有镁离子；步骤二，将含镍钴酸浸液进行沉淀反应，且在沉淀反应过程中持续添加新鲜的含镍钴酸浸液和沉淀剂，得到镍钴沉淀液；步骤三，将镍钴沉淀液进行浓密分离，得到沉镍钴底流；并将沉镍钴底流分为第一部分和第二部分；步骤四，将第一部分沉镍钴底流与石灰乳混合形成混合矿浆，并将混合矿浆返回至步骤二中作为至少部分沉淀剂；将第二部分沉镍钴底流进行钙镍分离，得到氢氧化镍钴。

本发明提供的上述方法中，在对镍钴沉淀液进行浓密分离得到沉镍钴底流，将部分沉镍钴底流与石灰乳的混合矿浆返回至前序沉淀反应中，作为新鲜含镍钴酸浸液的至少部分沉淀剂参与沉淀反应。红土镍矿的酸浸液中通常都含有镁离子，其中的部分镁离子会跟随浓密分离进入沉镍钴底流中。当部分沉镍钴底流与石灰乳混合后，这些镁离子会与石灰乳反应生成碱性较弱的氢氧化镁，此时返回的混合矿浆中同时存在有氢氧化镁和先前生成的氢氧化镍钴。将其作为至少部分沉淀剂参与新鲜含镍钴酸浸液的沉淀反应时，一方面由于氢氧化镁碱性较弱，能够使新生成的氢氧化镍钴的水合程度降低；另一方面，共同加入的氢氧化镍钴也能够作为晶种，促进新生成的氢氧化镍钴长大，提高氢氧化镍钴粒径。两方面的原因能够显著提高镍钴沉淀液的沉降性能，使其在浓密处理过程中具有较高的分离速度，且沉镍钴底流的浓度较高，有利于后续处理。最后通过钙镍分离可以将沉镍钴底流中的氢氧化镍钴分离出来，得到氢氧化镍钴。与此同时，由于氢氧化镍钴的水合程度降低，也使得最终得到的氢氧化镍钴含水率降低，有利于后续处理，且石灰乳成本较低，能够极大地节约镍钴的沉淀成本。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本发明。

以下结合具体实施例对本申请作进一步详细描述，这些实施例不能理解为限制本申请所要求保护的范围。

正如背景技术部分所描述的，现有技术中在对红土镍矿湿法冶炼中镍钴进行沉淀时存在成本高、沉淀效果差及滤饼含水量过高的问题。

为了解决这一问题，本发明提供了一种红土镍矿湿法冶炼中沉淀镍钴的方法，其包括以下步骤：步骤一，将红土镍矿进行酸浸，得到含镍钴酸浸液，且含镍钴酸浸液中含有镁离子；步骤二，将含镍钴酸浸液进行沉淀反应，且在沉淀反应过程中持续添加新鲜的含镍钴酸浸液和沉淀剂，得到镍钴沉淀液；步骤三，将镍钴沉淀液进行浓密分离，得到沉镍钴底流；并将沉镍钴底流分为第一部分和第二部分；步骤四，将第一部分沉镍钴底流与石灰乳混合形成混合矿浆，并将混合矿浆返回至步骤二中作为至少部分沉淀剂；将第二部分沉镍钴底流进行钙镍分离，得到氢氧化镍钴。

需要说明的是，本发明中的上述方法处理连续进行状态，含镍钴酸浸液不断补充至沉淀反应体系中，后续将浓密处理后的沉镍钴底流中的一部分与石灰乳混合后，形成的混合矿浆也不断作为至少部分的新鲜沉淀剂参与新鲜含镍钴酸浸液的沉淀反应。如前文所述，镁离子在该过程中不断循环，其在沉淀反应中不断形成镁离子，且还有部分镁离子会随着新鲜的含镍钴酸浸液引入反应体系。镁离子中的一部分随着沉镍钴底流又会与石灰乳反应生成氢氧化镁，再次参与新鲜含镍钴酸浸液的沉淀反应。

需要说明的是，上述氢氧化镍钴实际为氢氧化镍和氢氧化钴的统称，镍钴沉淀ph值差不多，一般同时回收，所以业界把这种中间产品叫氢氧化镍钴。

此外，相比于直接在沉淀反应过程中加入石灰乳的方案，本发明中先将部分沉镍钴底流与之混合后共同加入沉淀反应体系。这样一方面能够为氢氧化镁的产生提供充足时间，另一方面利用氢氧化镁和沉镍钴底流中本身携带的氢氧化镍钴共同作为沉淀剂，比直接添加石灰乳具有更好的沉淀效果，氢氧化镍钴的沉淀性能更佳，含水率也更低。而且，本发明中有效利用了红土镍矿酸浸液中本身存在的镁离子，降低了反应成本。

根据本发明上述的分析，石灰乳的加入量可以进行调整。在一种优选的实施方式中，石灰乳中氢氧根离子与第一部分沉镍钴底流中镁离子的摩尔比为2～4:1。该条件下，用于返回的镁离子能够更彻底地转化为氢氧化镁，从而能够进一步提高沉淀反应中的沉淀效果，提高氢氧化镍钴的沉降能力。更优选地，石灰乳的浓度为5～20wt％。该浓度下，能够使石灰乳和镁离子更充分反应，又可以避免引入过多水降低浓密分离的效率。更优选地，将第一部分沉镍钴底流与石灰乳混合的过程中，混合时间为1～10min。这样可以进一步提高镁离子和石灰乳的反应程度，同时保证较高的处理速度。

在一种优选的实施方式中，步骤四中，在将混合矿浆返回至步骤二中作为至少部分沉淀剂的过程中，以氢氧化镍钴计的晶种比为2～7:1，优选为3～5:1。此处所述“晶种比”指的是以氢氧化镍钴计算时，返回的混合矿浆中的氢氧化镍钴和沉淀反应中新生成的氢氧化镍钴之间的重量比。将晶种比控制在该范围内，沉淀反应过程中形成的氢氧化镍钴沉淀的粒径更大，沉降性能更佳。在实际生产过程中，石灰乳加入沉镍钴底流并不是与所有沉镍钴底流混合，而是与部分的沉镍钴底流混合。这一部分底流的体积量根据晶种比设定，如需要5:1的晶种比，则底流固体量就要满足是生成氢氧化镍钴量的5倍，再根据矿浆浓度比重，就可以知道“部分底流”是多少量。该过程中由于在先反应时沉淀剂中氢氧化镁的总量和能够反应生成的氢氧化镍钴具有对应关系，因此底流中镁离子和氢氧化镍钴同样具有对应关系，控制晶种比也相当于控制了第一部分底流中镁离子的含量，保证返回晶种液相中的镁含量不低于需要进行沉淀氢氧化镍钴所需的镁含量，再根据待沉淀的镍钴离子含量确定石灰乳的用量进而将镁离子转化为氢氧化镁返回参与沉淀反应。

更优选地，沉淀反应过程中，反应温度为40～70℃，反应时间为1.0～5.0h。将沉淀反应的温度和时间控制在上述范围内，镍钴离子的沉淀程度更高。

在一种优选的实施方式中，将红土镍矿进行酸浸的步骤之后，步骤一中还包括对含镍钴酸浸液进行除铁铝的步骤。在进行沉淀反应之前，将酸浸液中的铁铝杂质去除，能够进一步提高镍钴的分离纯度。具体的除铁铝的方式可以采用本领域技术人员的常用方式，优选地。采用石灰石对含镍钴酸浸液进行除铁铝过程。

在一种优选的实施方式中，步骤四中，将第二部分沉镍钴底流进行钙镍分离的步骤包括：采用分级设备对第二部分沉镍钴底流进行分级处理，得到含钙浆液及氢氧化镍钴浆液；对氢氧化镍钴浆液进行过滤，得到氢氧化镍钴。更优选地，步骤一中，采用硫酸对红土镍矿进行酸浸；步骤四中，得到含钙浆液之后，还包括对含钙浆液进行过滤以得到石膏的步骤。此时，在沉淀反应过程中，钙离子和酸浸液中的硫酸根离子会反映生成硫酸钙微溶物。由于硫酸钙和氢氧化镍钴的粒度存在显著差异，硫酸钙粒径远大于氢氧化镍钴粒径，因此，硫酸钙沉降速度和氢氧化镍钴沉降速度之间存在明显差异，采用分级设备很容易将其与氢氧化镍钴分离开来，然后各自过滤即可得到石膏和氢氧化镍钴。优选地，分级设备包括但不限于振动筛、水力旋流器、摇床、水力分离柱等分离设备。

以下通过实施例进一步说明本发明的有益效果：

实施例1