一种从红土镍矿中绿色低成本提取镍钴的方法与流程

本发明涉及湿法冶金，尤其是涉及一种从红土镍矿中绿色低成本提取镍钴的方法。

背景技术：

1、在人类重视生态的低碳时代，锂电新能源汽车、氢能源汽车越来越成为新能源汽车的主要发展方向。作为典型的过渡金属元素，镍钴因其独特、丰富的d带电子结构在三元锂电池正极材料和氢燃料电池催化剂等领域有着广阔的应用前景。然而，镍钴资源紧缺，未来社会对于镍钴资源的需求将会更大。

2、目前褐铁矿型红土镍矿中镍品位一般在1.1％-1.3％，其中含有大量的fe、al、ca、cu、mn、sc、cr、zn和si等杂质元素。在新能源汽车行业迅猛发展的今天，在保障优质的镍钴原料供应的同时，如何低成本、绿色地制备得到高纯的镍钴原料，是亟待解决的问题。

3、从低品位的红土镍矿中提取镍钴必须依赖湿法冶金技术。对萃取法而言，由于某些萃取剂在特定的体系中对镍钴的选择性较好，同时配合其他萃取剂以及一些工序，可以实现高纯镍钴原料的提取。因此，国内外目前通过高压浸出－二段中和除铁铝－二段沉mhp－酸浸－p204萃杂－p507萃钴-p507捞镁-c272深度除杂-制备高纯硫酸镍钴这一系列工艺从获得电池级的镍钴原料。然而，该工艺流程繁琐、各种辅料消耗量大，沉淀mhp时需要消耗大量液碱，镍钴的分散损失率高且综合回收成本高。不可忽视的是，萃取剂在使用过程中因为水溶性导致萃余液和产品中的油分值时常会超标，因此最终的镍钴产品和萃余液需要经过各种除油工序、同时这也导致生产时需要定期采购、补充萃取剂。受除油技术的影响，外排的萃余液中的溶解油难以除干净，这给废水处理端和环境都带来了负担。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服上述技术不足，提供一种从红土镍矿中绿色低成本提取镍钴的方法，解决现有技术中采用萃取法制备电池级硫酸镍钴工艺流程繁琐、试剂消耗量大、成本高和对环境污染的技术问题。

2、为达到上述技术目的，本发明提供的技术方案是：

3、第一方面，本发明提供一种从红土镍矿中绿色低成本提取镍钴的方法，包括以下步骤：(1)除铁预处理：在红土镍矿高压浸出液中加入除铁剂，将铁浓度降低至0.2g/l以下，得到红土镍矿料液；(2)镍吸附：利用第一树脂吸附工艺将所述红土镍矿料液中的镍进行吸附富集，得到镍吸附树脂以及镍吸附尾液；镍吸附树脂经过解吸得到粗镍溶液；(3)钴吸附：镍吸附尾液经过第二树脂吸附工艺进行钴吸附富集，解吸得到钴溶液；铜吸附：粗镍溶液经过第三树脂吸附工艺进行除铜，得到提纯的镍溶液。

4、与现有技术相比，本发明的有益效果包括：

5、本发明工艺绿色、环保、流程简短，不仅解决了目前萃取法制备电池级硫酸镍钴给环境造成的压力，而且大大缩短了当前硫酸镍钴的制备流程、节省了大量试剂的消耗、降低了镍钴的综合回收成本。本发明工艺经过除铁预处理、镍钴吸附工艺以及净化除铜尾序的配合，可以得到高纯的电池级硫酸镍钴，其中除铜工序放在镍提纯富集之后，可以大大减少树脂除铜净化硫酸镍溶液时的水量，提高生产效率。

技术特征：

1.一种从红土镍矿中绿色低成本提取镍钴的方法，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的从红土镍矿中绿色低成本提取镍钴的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述除铁剂包括氧化钙、氢氧化钙、碳酸镍和碳酸钴中的一种或多种。

3.根据权利要求1或2所述的从红土镍矿中绿色低成本提取镍钴的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述除铁剂还起到ph调节作用，控制红土镍矿料液的ph值在3～6。

4.根据权利要求1所述的从红土镍矿中绿色低成本提取镍钴的方法，其特征在于，步骤(2)中，采用2-5级串联树脂柱进行镍吸附。

5.根据权利要求1或4所述的从红土镍矿中绿色低成本提取镍钴的方法，其特征在于，步骤(2)中，采用lsc-495树脂进行镍吸附。

6.根据权利要求1所述的从红土镍矿中绿色低成本提取镍钴的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述第一树脂吸附工艺具体包括：

7.根据权利要求6所述的从红土镍矿中绿色低成本提取镍钴的方法，其特征在于，第一树脂吸附工艺还包括树脂再生：解吸后的镍吸附树脂再次经过纯水洗涤步骤后直接进行下一轮镍吸附；树脂洗涤中，纯水的流速为1～4bv/h，洗涤时间为1～3h。

8.根据权利要求1或6所述的从红土镍矿中绿色低成本提取镍钴的方法，其特征在于，镍吸附过程中，镍吸附尾液中镍浓度＞3mg/l时，停止进红土镍矿料液。

9.根据权利要求6所述的从红土镍矿中绿色低成本提取镍钴的方法，其特征在于，用酸溶液a解吸镍吸附树脂；酸溶液a包括质量浓度5～20％的硫酸溶液、盐酸溶液、硝酸溶液和醋酸溶液中的一种或多种；酸溶液a的流速为1～5bv/h。

10.根据权利要求1所述的从红土镍矿中绿色低成本提取镍钴的方法，其特征在于，步骤(3)中，采用lsc-930树脂进行钴吸附。

11.根据权利要求1或10所述的从红土镍矿中绿色低成本提取镍钴的方法，其特征在于，步骤(3)中，采用1-2级树脂柱串联树脂柱进行钴吸附。

12.根据权利要求1所述的从红土镍矿中绿色低成本提取镍钴的方法，其特征在于，步骤(3)中，所述第二树脂吸附工艺具体包括：

13.根据权利要求12所述的从红土镍矿中绿色低成本提取镍钴的方法，其特征在于，第二树脂吸附工艺还包括树脂再生：用5～36％盐酸将解吸后的钴吸附树脂浸泡2～12h，使树脂上残留的金属完全得到解吸，然后用纯水将树脂洗涤至洗液ph在6-7之间后进行下一轮钴吸附；树脂洗涤中，纯水的流速为1～4bv/h，洗涤时间为1～3h。

14.根据权利要求1或12所述的从红土镍矿中绿色低成本提取镍钴的方法，其特征在于，钴吸附过程中，钴吸附尾液中钴浓度＞3mg/l时，停止进镍吸附尾液。

15.根据权利要求12所述的从红土镍矿中绿色低成本提取镍钴的方法，其特征在于，树脂洗涤中，钴溶液的流速为1～4bv/h，洗涤时间为1～3h。

16.根据权利要求12所述的从红土镍矿中绿色低成本提取镍钴的方法，其特征在于，用酸溶液b解吸镍吸附树脂；酸溶液b包括质量浓度5～20％的硫酸溶液、盐酸溶液、硝酸溶液和醋酸溶液中的一种或多种；酸溶液b的流速为1～3bv/h。

17.根据权利要求1所述的从红土镍矿中绿色低成本提取镍钴的方法，其特征在于，第三树脂吸附工艺中，采用单根树脂柱进行铜吸附，铜吸附树脂包括lsc-495、lsc-930、kf320或hp606。

18.根据权利要求1所述的从红土镍矿中绿色低成本提取镍钴的方法，其特征在于，第三树脂吸附工艺中，硫酸镍溶液以流速3～15bv/h过柱进行铜吸附，待铜吸附尾液中铜浓度超标后停止进粗镍溶液。

19.根据权利要求18所述的从红土镍矿中绿色低成本提取镍钴的方法，其特征在于，第三树脂吸附工艺中，铜吸附结束后，采用酸溶液c解吸树脂；所述酸溶液c包括质量浓度5～15％的硫酸溶液、盐酸溶液、硝酸溶液、磷酸溶液和醋酸溶液中的一种或多种；酸溶液c的流速为1～4bv/h。

技术总结
本发明涉及一种从红土镍矿中绿色低成本提取镍钴的方法，包括以下步骤：(1)除铁预处理：在红土镍矿高压浸出液中加入除铁剂，将铁浓度降低至0.2g/L以下，得到红土镍矿料液；(2)镍吸附：利用第一树脂吸附工艺将所述红土镍矿料液中的镍进行吸附富集，得到镍吸附树脂以及镍吸附尾液；镍吸附树脂经过解吸得到粗镍溶液；(3)钴吸附：镍吸附尾液经过第二树脂吸附工艺进行钴吸附富集，解吸得到钴溶液；(4)铜吸附：粗镍溶液经过第三树脂吸附工艺进行除铜，得到提纯的镍溶液。本发明工艺绿色、环保、流程简短，节省了大量试剂的消耗、降低了镍钴的综合回收成本，可以大大减少树脂除铜净化硫酸镍溶液时的水量，提高生产效率。

技术研发人员：许开华,万文静,张坤,彭亚光,金国泉,刘文泽,许鹏云
受保护的技术使用者：青美邦新能源材料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15