一种低成本冶炼氢氧化镍钴中间品的方法与流程

本发明涉及湿法冶金，尤其涉及一种低成本冶炼氢氧化镍钴中间品的方法。

背景技术：

1、镍中间品包括镍锍(又名冰镍，根据镍含量不同可分为低冰镍和高冰镍)、硫化镍钴(msp)和氢氧化镍钴中间品(mhp)，氢氧化镍钴中间品(mhp),粗制，绿灰色粉末，灰绿色粉末，溶于水。用于生产硫酸镍、精致氢氧化镍钴中间品、镍板等产品，主要是红土镍矿的下游产品，镍含量一般为34-38％不等。

2、目前红土镍矿或镍、钴二次资源的处理工艺可以分为三类：干法回收技术、湿法回收技术和生物回收技术。其中生物回收技术尚不成熟，而干法回收技术能耗大，对设备要求较高；湿法回收技术是目前中国主要的处理方法，在含镍、钴、锰的镍钴中间品处理过程中一般采用萃取的方法将镍、钴、锰分离。但是如果能够将镍、钴锰同时萃取，则可大大提高电池材料中金属的回收效率，并使得回收得到的电池材料直接再循环使用。

3、申请号是201910107684.8的中国发明专利申请公开了一种从镍、钴、锰混合物中分步浸出镍、钴的方法。该方法具体包括：将镍、钴、锰混合物用硫酸浸出，加入氧化剂，抑制混合物中锰的浸出；过滤获得锰渣，以及含镍、钴和杂质金属离子的滤液；滤液中加入除杂萃取剂，对含镍、钴以及杂质金属离子的液相进行除杂，杂质金属离子进入除杂萃取剂，得到成分为硫酸镍、钴的萃余液；对过滤得到的锰渣在加入还原剂的条件下，再次用硫酸充分浸出，得到硫酸镍、钴、锰的混合溶液。对混合溶液中的镍、钴进行萃取，得到含镍、钴的萃取液和成分为硫酸锰的萃余液。该方案实现了镍钴全萃、锰不萃的目标，但大量使用了氧化剂来抑制锰的浸出，制备了镍钴混合溶液和硫酸锰溶液，萃取流程长，液碱消耗量较大，不是低成本冶炼氢氧化镍钴中间品的最佳方案。

4、申请号是202310623907.2的中国发明专利申请公开了一种氢氧化镍钴中间品酸溶处理工艺。该方法具体包括：将氢氧化镍钴中间品放入蒸馏水中搅拌，并研磨处理1-2h，形成浆料，然后加入蒸馏水扩溶打浆，过滤后得到洁净的氢氧化镍钴中间品；将氢氧化镍钴中间品加入蒸馏水恒温搅拌形成初步浆料；然后初步浆料与浓硫酸同时加入反应釜，均速搅拌得到酸化液；将酸化液过滤得到酸溶液和酸溶渣，将酸溶渣水洗后得到低镍钴高锰材料，酸溶液经过滤除杂得到低杂质镍钴溶液，经萃取得到钴液和镍液。该方案没有提出低镍钴高锰材料的解决方案。

5、本发明即是针对现有技术的不足而研究提出的。

技术实现思路

1、本发明的目的是克服上述现有技术的缺点，提供了一种低成本冶炼氢氧化镍钴中间品的方法，实现氢氧化镍钴中间品低成本冶炼回收，流程短，为工业化提供一个参考。

2、本发明可以通过以下技术方案来实现：

3、本发明公开了一种低成本冶炼氢氧化镍钴中间品的方法，包含以下步骤：

4、(1)硫酸浸出：将氢氧化镍钴中间品与水按固液质量比为1:(3-5)混合，加入浓硫酸反应1-4h，控制反应终点ph1-3，常温浸出，得到浸出液和浸出渣，钴浸出率≥90％，镍浸出率≥95％，锰浸出率≤30％；

5、(2)浸出液经过铜萃取，得到硫酸铜溶液，通过铜电积得到阴极铜，铜萃余液经过除杂-萃取-蒸发结晶得到硫酸钴晶体、硫酸镍晶体和硫酸锰晶体；

6、(3)浸出渣与水按固液质量比为1:(3-5)混合，通入so2作为还原剂，控制反应终点ph1-3，温度为50-60℃，反应1-3h，得到低钴低镍高锰溶液，浸出渣中钴含量2％-5％，镍含量3％-10％，锰含量30％-55％；

7、(4)低钴低镍高锰溶液加入氢氧化镍钴中间品，调ph值为3-5，温度50-60℃，反应1-3h，得到除铁铝低钴低镍高锰净化液和铁铝渣，铁铝渣返回硫酸浸出工序；

8、(5)除铁铝低钴低镍高锰净化液通过p204选择性萃取锌，得到除铁铝锌低钴低镍高锰萃余液和硫酸锌反萃液；

9、萃取过程主要反应方程式如下：

10、皂化反应式：hr+naoh＝nar+h2o

11、锰皂化反应式：2nar+mnso4＝mnr2+naso4

12、锌萃取反应式：mnr2+znso4＝znr2+mnso4

13、反萃反应式：mnr2+h2so4＝mnso4+2hr

14、(6)除铁铝低钴低镍高锰净化液加热至80-95℃，控制ph至为3-4，按照ca、mg摩尔数的1.1-1.5倍加入mnf2，反应1-3h，得到除钙镁低钴低镍高锰金属盐溶液；

15、caso4+mnf2＝mnso4+caf2

16、mgso4+mnf2＝mnso4+mgf2

17、(7)除钙镁低钴低镍高锰金属盐溶液通过加入锆基除氟剂，得到纯净的低钴低镍高锰金属盐溶液和除氟渣，除氟渣通过液碱再生；

18、(8)根据三元前驱体的型号，将纯净的低钴低镍高锰金属盐溶液蒸发浓缩，添加硫酸钴晶体、硫酸钴溶液、硫酸锰晶体、硫酸锰溶液、硫酸镍晶体或硫酸镍溶液。

19、本发明与现有的技术相比有如下优点：

20、1、本发明利用氢氧化镍钴中间品中镍大多数以氢氧化物状态存在，钴大多数以氢氧化物状态存在，锰大多数是以锰氧化物的形式存在，且钴氧化物、镍氧化物、锰氧化物不易与稀酸反应的特点，通过二段浸出，实现了镍钴和锰的初步分离；

21、2、本发明通过一段浸出，将大部分na、cu、fe、al、zn、ca、mg、cl-等杂质溶解在一段浸出液中，使得二段还原浸出的溶液杂质含量显著降低，这为化学法除杂提供了可行性。

22、3、本发明实现了二段浸出浸出液中的镍、钴、锰元素，不需要经过萃取，直接用来合成镍钴锰三元前驱体，极大的降低了萃取剂和液碱的消耗，同时减少了设备的投入，减少了废水的处理量和处理成本，流程短、为工业化带来了可行性。

23、4、本发明在除铁铝过程中不需要添加额外的氧化剂，用镍钴中间品替代氧化剂，节约成本。

技术特征：

1.一种低成本冶炼氢氧化镍钴中间品的方法，其特征在于：包含以下步骤：

技术总结
本发明涉及湿法冶金技术领域，尤其涉及一种低成本冶炼氢氧化镍钴中间品的方法，包含以下步骤：(1)硫酸浸出；(2)除杂‑萃取‑蒸发结晶；(3)还原剂还原；(4)除铁铝；(5)P204选择性萃取锌；(6)除钙镁；(7)除氟；(8)配置三元前驱体。本发明在除铁铝过程中不需要添加额外的氧化剂，用镍钴中间品替代氧化剂，节约成本。

技术研发人员：许亮,江晓晖,王益民,成方,廖熠
受保护的技术使用者：赣州腾远钴业新材料股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/12