一种高钙镁含量的红土镍矿料液的处理方法及应用与流程

本发明涉及湿法冶金，尤其涉及一种高钙镁含量的红土镍矿料液的处理方法及应用。

背景技术：

1、在能源和环保的双重压力下，新能源汽车行业发展迅猛、其产业化进程不断加快。然而，随着硫化镍矿不断枯竭，当前及未来的电池级原料供给远远无法满足新能源汽车强大的市场需求。如何通过湿法冶金技术直接处理红土镍矿进行杂质的深度分离回收，得到电池级镍钴原料的同时降低车用电池的生产成本成为新能源企业长久发展所面临的挑战。

2、红土镍矿在高压酸浸过程中，大量的镁和钙也被浸出到了红土镍矿浸出液中，形成高钙镁含量的红土镍矿料液，不利于镍钴的回收。相关技术中，从高钙镁含量的红土镍矿料液中提取电池级镍钴的湿法工艺主要包括沉淀法和萃取法。由于钙和镁水解的ph比镍钴高，因此采用沉淀法提纯镍钴时，一般加入氟化钠或者氟化铵等氟化物通过与镁和钙形成不溶性的沉淀而将钙镁除去；然而，该工艺不仅需要消耗大量价格较贵的氟化物、经济成本高，而且容易引入了氟离子以及镍钴的氟化物，损失大量镍钴的同时，所获得的镍钴产品中还伴随着钙镁和氟离子的夹带。相关技术在工业化萃取工艺当中，首先用p204将高钙镁含量的红土镍矿料液中的钙去除，然后经过p507萃钴、p507捞镁、c272深度除杂，最后通过专门的镍钴富集线将镍和钴富集到目标浓度电池级镍钴原料。该工艺流程繁琐、成本高，同时镍钴的分散损失率高。而且相关工艺还会存在钙和少部分镁元素水解形成第三相并不断富集在萃取有机相中，使得萃取槽无法正常运行，同时严重影响镍钴的提取率和最终产品的纯度。而在低钙镁含量的料液中进行分离钙镁则不会遇到上述问题。

3、因此，对于高钙镁含量的红土镍矿料液的处理方法不同于低钙镁含量的红土镍矿料液的处理方法的设计思路，有必要设计一种短流程、低成本、镍钴提纯效果好的高钙镁含量的红土镍矿料液的处理方法。

技术实现思路

1、有鉴于此，本申请提供一种高钙镁含量的红土镍矿料液的处理方法及应用，镍钴提纯效果好。

2、为达到上述技术目的，本申请采用以下技术方案：

3、第一方面，本申请提供一种高钙镁含量的红土镍矿料液的处理方法，包括以下步骤：

4、s1.将2-己基十一酸和第一萃取剂配置成协同萃取剂，在协同萃取剂中加入稀释剂稀释后再利用液碱进行皂化，得到萃取有机相，所述第一萃取剂为hbl110萃取剂或hbl116萃取剂；

5、s2.将萃取有机相与高钙镁含量的红土镍矿料液混合，进行镍钴共萃，得到第一负载有机相及萃余液；高钙镁含量的红土镍矿料液中，钙离子含量为0.5～1g/l，镁离子含量为4-7g/l，镍离子的含量为2.5～4g/l、钴离子含量为0.2～0.5g/l；

6、s3.利用洗涤液洗涤第一负载有机相，得到第二负载有机相及洗水，将洗水回流至高钙镁含量的红土镍矿料液中；

7、s4.在第二负载有机相中加入反萃液，进行反萃，得到镍钴盐溶液及反萃后的有机相，所述镍钴盐溶液经过结晶得到镍钴盐；

8、s5.将反萃后的有机相进行皂化处理，得到再生萃取有机相。

9、优选的，2-己基十一酸和第一萃取剂的体积比为：1:3～15。

10、优选的，步骤s1中，稀释剂包括煤油、260号溶剂油或escaid 110溶剂油中的一种或几种，所述皂化剂包括氢氧化钠、氢氧化镍、氨水中的一种或几种。

11、优选的，步骤s1中，协同萃取剂的稀释率为10-50％，皂化率为20-70％，皂化级数为1-2级。

12、优选的，步骤s2中，萃取有机相与高钙镁含量的红土镍矿料液的体积比为1：0.5-7，镍钴共萃的萃取级数为1-13级。

13、优选的，步骤s3中，洗涤液的浓度为0.05-0.5mol/l，第一负载有机相与洗涤液的体积比为1:0.1-0.5，洗涤级数为1-10级；所述洗涤液包括硫酸溶液、盐酸溶液、硝酸溶液、磷酸溶液、醋酸溶液、柠檬酸溶液中的一种或几种。

14、优选的，步骤s4中，反萃液的浓度为0.5-2.5mol/l，第二负载有机相与反萃液的体积比为1:0.05-1，反萃级数为2-8级；所述反萃液包括硫酸溶液、盐酸溶液、硝酸溶液、磷酸溶液、醋酸溶液、柠檬酸溶液中的一种或几种。

15、优选的，步骤s5中，皂化级数为1-2级。

16、第二方面，本申请提供一种镍钴盐晶体。

17、第三方面，本申请提供一种镍钴盐晶体在电池中的应用。

18、本申请的有益效果如下：

19、1.本申请的高钙镁含量的红土镍矿料液的处理方法流程短、成本低、萃取效果好；

20、2.本申请可通过一步共萃工艺将镍钴从高钙镁的红土镍矿料液中获得电池级别的硫酸镍钴产品；

21、3.本申请解决了现有技术中从高钙镁含量的红土镍矿料液中提纯镍钴时工艺流程长及钙镁在萃取时容易水解形成第三相的问题，减少了镍钴提纯时各种化学试剂的大量消耗，提高了镍钴产品的纯度，大大缩减了镍钴回收的综合成本；

22、4.本申请所使用的协同萃取剂体系，水溶性小，对镍钴和钙镁的分离系数大，可以将高钙镁含量的红土镍矿料液中的镍钴完全萃干净，减小了废水处理时的压力，同时所获得的镍钴产品的纯度极高，为三元电池正极材料提供了优质、高性价比的原料保障。

技术特征：

1.一种高钙镁含量的红土镍矿料液的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的高钙镁含量的红土镍矿料液的处理方法，其特征在于，所述2-己基十一酸和第一萃取剂的体积比为：1:3～15。

3.根据权利要求1所述的高钙镁含量的红土镍矿料液的处理方法，其特征在于，步骤s1中，所述稀释剂包括磺化煤油、260号溶剂油或escaid 110溶剂油中的一种或几种，所述皂化剂包括氢氧化钠、氢氧化镍、氨水中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的高钙镁含量的红土镍矿料液的处理方法，其特征在于，步骤s1中，所述协同萃取剂的稀释率为10-50％，皂化率为20-70％，皂化级数为1-2级。

5.根据权利要求1所述的高钙镁含量的红土镍矿料液的处理方法，其特征在于，步骤s2中，所述萃取有机相与高钙镁含量的红土镍矿料液的体积比为1：0.5-7，镍钴共萃的萃取级数为1-13级。

6.根据权利要求1所述的高钙镁含量的红土镍矿料液的处理方法，其特征在于，步骤s3中，所述洗涤液的浓度为0.05-0.5mol/l，所述第一负载有机相与所述洗涤液的体积比为1:0.1-0.5，洗涤级数为1-10级；所述洗涤液包括硫酸溶液、盐酸溶液、硝酸溶液、磷酸溶液、醋酸溶液、柠檬酸溶液中的一种或几种。

7.根据权利要求1所述的高钙镁含量的红土镍矿料液的处理方法，其特征在于，步骤s4中，所述反萃液的浓度为0.5-2.5mol/l，所述第二负载有机相与所述反萃液的体积比为1:0.05-1，反萃级数为2-8级；所述反萃液包括硫酸溶液、盐酸溶液、硝酸溶液、磷酸溶液、醋酸溶液、柠檬酸溶液中的一种或几种。

8.根据权利要求1所述的高钙镁含量的红土镍矿料液的处理方法，其特征在于，步骤s5中，皂化级数为1-2级。

9.一种如权利要求1-8任一项所述的处理方法得到的镍钴盐晶体。

10.一种如权利要求9所述的镍钴盐晶体在电池中的应用。

技术总结
本发明公开一种高钙镁含量的红土镍矿料液的处理方法及应用，包括以下步骤：S1.将2‑己基十一酸和HBL110/HBL116萃取剂配置成萃取有机相；S2.将萃取有机相与高钙镁含量的红土镍矿料液进行镍钴共萃，得到第一负载有机相及萃余液；高钙镁含量的红土镍矿料液中；S3.利用洗涤液洗涤第一负载有机相，得到第二负载有机相及洗水，洗水回流至高钙镁含量的红土镍矿料液中；S4.在第二负载有机相中加入反萃液，进行反萃，得到镍钴盐溶液及反萃后的有机相；S5.将反萃后的有机相进行皂化，得再生萃取有机相；本方案适用于高钙镁环境，可防止钙镁形成第三相，分离和提纯镍钴的效果好。

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