高镁低镍硫化矿生物浸出过程中综合回收镍镁的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及有色金属生物浸出技术，具体涉及一种高镁低镍硫化矿生物浸出过程中综合回收镍和镁的方法。
【背景技术】
[0002]镍是国民经济建设的重要原材料之一，随着国民经济的发展，镍的需求量不断增力口，镍矿开采的矿石品位也不断下降，对一些低品位、难处理镍矿用传统选冶工艺无法经济地处理回收。而微生物浸出技术对传统冶金方法无法利用的低品位矿、废石、多金属共生矿的处理有独特之处，并具有工艺投资低、成本低、收率高、对环境污染少、操作简单等优点，因此，微生物浸出技术在镍矿的处理上具有广泛的应用价值，目前针对低品位铜矿石采用生物堆浸-萃取-电积工艺取得了较好的回收效果。目前，高镁低镍硫化矿生物浸出过程中，由于浸出液中镁离子和镍离子的浓度比100 > Mg/Ni > 5的条件下，采用传统的分步沉淀或是直接萃取分离工艺均无法有效分离镍和镁，同时溶液中的高浓度镁离子一方面会对生物堆浸中细菌的活性有较强的抑制作用，另一方面无法经济回收，造成资源浪费。因此针对镍离子含量低、镁离子含量高的生物浸出液，需在萃取前解决降低镁离子同时富集镍离子的问题，同时针对高镁低镍硫化矿生物浸出液中，低浓度镍与高浓度镁萃取分离难、无法综合回收等问题，有必要开发一种高镁低镍硫化矿生物浸出过程中综合回收镍、镁的方法，为生物浸出液中有价金属分离提取，综合回收提供一条新途径。
【发明内容】
[0003]本发明针对高镁低镍硫化矿微生物浸出过程中酸耗高，浸出液中镍离子含量低、镁离子含量高，使用直接萃取镍、镁分离效果差的特点，提出综合回收镍、镁的方法，特别是一种在生物浸出液中镁离子和镍离子浓度比100 > Mg/Ni > 5的条件下，通过提高镍镁浓度比以及各工艺参数的合理匹配，可有效分离镍、镁，实现生物浸出液中镍和镁的回收方法。
[0004]为实现上述目的，本发明采取以下设计方案:
[0005]一种高镁低镍硫化矿生物浸出过程中综合回收镍镁方法，该方法包括以下步骤:
[0006](I)将高镁低镍硫化矿生物堆浸获得的浸出液通过离子交换树脂柱，镍离子被离子交换树脂吸附，富镁溶液流出；其中，该浸出液中Mg与Ni的质量浓度比为100 > Mg/Ni> 5，ρΗ2.0 ?2.5，Mg > 15g/L，铁浓度 30mg/L 以下；
[0007](2)使用5?20g/L硫酸解吸离子交换树脂中残余的镁离子，该溶液与富镁溶液合并；
[0008](3)使用50?150g/L硫酸解吸离子交换树脂中的镍离子，镍离子解吸溶液返回堆场，用于调节堆场pH;
[0009](4)当堆场的浸出液Mg与Ni的质量浓度比< 5、pH2.0?2.5、铁浓度30mg/L以下时，使用VersaticlO作为萃取剂萃取镍；萃余液与富镁溶液合并；
[0010](5)步骤(4)获得的负载有机相反萃，得到富镍溶液。
[0011]如上所述的方法，优选地，所述步骤(I)中的离子交换树脂为具有分离镍、镁离子性能的大孔内酯类强酸性阳离子交换树脂。
[0012]如上所述的方法，优选地，所述大孔内酯类强酸性阳离子交换树脂为CN27型树脂或WP-1型树脂。
[0013]如上所述的方法，优选地，所述步骤(5)中的反萃试剂为100?150g/L硫酸。
[0014]如上所述的方法,优选地,所述高镁低镍硫化矿为镍品位0.15?0.3wt%,镁品位15%?25wt%,铁品位低于5wt%的硫化矿。
[0015]本发明的高镁低镍硫化矿生物浸出过程中综合回收镍镁方法与常规的分步沉淀以及直接萃取工艺相比，有益效果在于，针对浸出液中100 > Mg/Ni > 5 (浓度比)，pH2.0?2.5，Mg > 15g/L，传统工艺均无法分别得到较纯净的富镍和富镁溶液，综合回收镍镁难度极大。而本发明的方法通过降低镁离子富集镍离子实现镍和镁的分离，进而达到综合回收镍和镁的目的，在此过程中，同时保证了生物浸出体系的PH稳定，还可降低成本、减少萃取级数以及减少镍镁互含造成的损失，从而提高镍镁萃取分离效率，具有一定的经济效益和环境效益。采用本发明的方法，镍和镁从生物浸出液中的总回收率均可达到85%以上。
【附图说明】
[0016]图1为本发明一种优选实施方式的工艺流程框图。
【具体实施方式】
[0017]本发明的一种优选实施方式如图1所示，I为生物堆浸工序:该工序产生的浸出液 100 > Mg/Ni > 5 (质量浓度比)，ρΗ2.0 ?2.5，Mg > 15g/L，铁浓度 30mg/L 以下；2 为离子交换吸附工序:镍离子被吸附，富镁溶液流出；3为低浓度硫酸解吸工序:硫酸浓度为5?20g/L解吸，流出液并入富镁溶液；4为高浓度硫酸解吸工序，硫酸浓度为50?150g/L，流出液为镍的富集溶液，返回至工序I ;5为镍萃取工序:当堆场的浸出液Mg/Ni < 5(浓度比)，pH2.0?2.5，铁浓度30mg/L以下时，使用VersaticlO作为萃取剂萃取镍，萃余液与富镁溶液合并；6为反萃工序:负载有机相反萃，得到富镍溶液，实现镍和镁的分离。
[0018]以下通过具体实施例对本发明作进一步说明。
[0019]实施例1
[0020]某镍矿石属于高镁低镍硫化矿石(产自老挝，镁含量23wt%，镍含量0.2wt%，铁含量4wt% )，经生物堆浸调控pH2.0?2.5，得到的生物浸出液中镍离子为300mg/L，而镁离子达到15g/L，Mg/Ni=50，总铁离子浓度25mg/L，浸出液中较高的镁镍浓度比会严重影响镍的萃取分离效率。
[0021]步骤(I)，取高镁低镍硫化矿生物堆浸产生的浸出液，Mg/Ni=50(质量浓度比)，pH2.5，Mg2+15g/L,总铁浓度 25mg/L ；
[0022]步骤(2)，浸出液通过离子交换树脂柱CN27，镍离子被吸附，镍离子吸附率达到99%以上，富镁溶液流出，该溶液Mg2+浓度llg/L ;
[0023]步骤(3)，使用10g/L硫酸解吸离子交换树脂中残余的镁离子，该溶液与富镁溶液合并；
[0024]步骤(4)，使用144g/L硫酸解吸离子交换树脂中的镍离子，流出液为镍的富集溶液，镍离子富集比>6，镍离子解吸溶液返回堆场，用于调节堆场pH;
[0025]步骤(5)，堆场的浸出液Mg/Ni < 5 (质量浓度比)，ρΗ2.5，总铁浓度30mg/L以下时，VersaticlO作为萃取剂萃取镍,萃余液与富镁溶液合并；合并后的富镁溶液可直接加热结晶，获得较纯净的硫酸镁化合物；
[0026]步骤(6)，负载有机相用浓度为150g/L的硫酸反萃，得到富镍溶液；该溶液可直接电积得到阴极镍或者用于制备各种镍的化合物产品。
[0027]经上述步骤，镍从生物浸出液到富镍溶液的总回收率为88%，镁的总回收率为86%。
[0028]实施例2
[0029]某镍矿石属于高镁低镍硫化矿石(产自金川尾矿，镁含量15wt%，镍含量
0.3wt %，铁含量5wt % )，经生物堆浸调控pH2.0?2.5，得到的生物浸出液中镍离子为200mg/L,而镁离子达到15g/L, Mg/Ni=75,总铁离子浓度27mg/L,浸出液中较高的镁镍浓度比会严重影响镍的萃取分离效率。
[0030]步骤(I)，取高镁低镍硫化矿生物堆浸产生的浸出液，Mg/Ni=75(质量浓度比)，ρΗ2.5，Mg2+15g/L,总铁浓度 27mg/L ；
[0031]步骤(2)，浸出液通过离子交换树脂柱WP-1，镍离子被吸附，镍离子吸附率达到98%以上，富镁溶液流出，该溶液Mg2+浓度12g/L ；
[0032]步骤(3)，使用20g/L硫酸解吸离子交换树脂中残余的镁离子，该溶液与富镁溶液合并；
[0033]步骤(4)，使用150g/L硫酸解吸离子交换树脂中的镍离子，流出液为镍的富集溶液，镍离子富集比>8，镍离子解吸溶液返回堆场，用于调节堆场pH;
[0034]步骤(5)，当堆场的浸出液Mg/Ni < 5 (质量浓度比)，ρΗ2.5，总铁浓度25mg/L以下时，VersaticlO作为萃取剂萃取镍,萃余液与富镁溶液合并；合并后的富镁溶液可直接加热结晶，获得较纯净的硫酸镁化合物；
[0035]步骤(6)，负载有机相用浓度为100g/L的硫酸反萃，得到富镍溶液；该溶液可直接电积得到阴极镍或者用于制备各种镍的化合物产品。
[0036]经上述步骤，镍从生物浸出液到富镍溶液的总回收率为86%，镁的总回收率为85%。
【主权项】
1.一种高镁低镍硫化矿生物浸出过程中综合回收镍镁方法，其特征在于，该方法包括以下步骤: (1)将高镁低镍硫化矿生物堆浸获得的浸出液通过离子交换树脂柱，镍离子被离子交换树脂吸附，富镁溶液流出；其中，该浸出液中Mg与Ni的质量浓度比为100 > Mg/Ni > 5，ρΗ2.0 ?2.5，Mg > 15g/L，铁浓度 30mg/L 以下； (2)使用5?20g/L硫酸解吸离子交换树脂中残余的镁离子，该溶液与富镁溶液合并； (3)使用50?150g/L硫酸解吸离子交换树脂中的镍离子，镍离子解吸溶液返回堆场，用于调节堆场pH; (4)当堆场的浸出液Mg与Ni的质量浓度比<5、pH2.0?2.5、铁浓度30mg/L以下时，使用VersaticlO作为萃取剂萃取镍；萃余液与富镁溶液合并； (5)步骤(4)获得的负载有机相反萃，得到富镍溶液。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(I)中的离子交换树脂为具有分离镍、镁离子性能的大孔内酯类强酸性阳离子交换树脂。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述大孔内酯类强酸性阳离子交换树脂为CN27型树脂或WP-1型树脂。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(5)中的反萃试剂为100?150g/L硫酸。
5.如权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，所述高镁低镍硫化矿为镍品位.0.15?0.3wt%,镁品位15%?25wt%,铁品位低于5wt%的硫化矿。
【专利摘要】一种高镁低镍硫化矿生物浸出过程中综合回收镍镁方法，将高镁低镍硫化矿生物浸出液通过离子交换树脂柱吸附镍离子，富镁溶液流出；用低酸度硫酸解吸离子交换树脂中残余的镁离子，用高酸度硫酸解吸离子交换树脂中的镍离子，镍离子解吸溶液返回堆场；当堆场的浸出液Mg与Ni的质量浓度比＜5时，使用Versatic10萃取镍，有机相反萃，得到富镍溶液。该方法通过提高镍镁浓度比以及各工艺参数的合理匹配，有效分离镍、镁，实现生物浸出液中镍和镁的回收方法。
【IPC分类】C22B26-22, C22B3-18, C22B3-24, C22B3-26, C22B23-00
【公开号】CN104745813
【申请号】CN201310751528
【发明人】刘学, 武彪, 谢刚, 温建康, 陈勃伟
【申请人】北京有色金属研究总院
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2013年12月31日