用镍铁合金制备高纯镍盐的方法与流程

本发明涉及有色金属冶金，特别涉及一种用镍铁合金制备高纯镍盐的方法。

背景技术：

1、目前，世界上的镍矿大部分通过火法冶炼转化为镍铁(镍合金)，小部分通过湿法冶金过程转化为镍盐。随着新能源产业的发展，三元锂电池的生产需要大量消耗硫酸镍，故而对镍盐的需求量大幅提升。对此，通过将由火法冶炼生产的镍合金转化为硫酸镍则可确保硫酸镍的充足供应。

2、镍合金普遍具有一定的耐蚀性能，镍合金中的主要杂质为铁，因此镍铁转化为硫酸镍的过程中较为关键的问题除了溶解镍合金外，还要分离铁、镍。对此，公开号为cn106829907b的专利申请公开了一种含镍生铁制备硫酸镍溶液和电池级磷酸铁的方法，文中针对镍合金的溶解采用了混酸以保证铁、镍的充分浸出，但不可否认的是，该体系下不仅对设备材质提出了较高的要求，而且需要将二价铁氧化后再生成磷酸铁，同时后续的处理流程也较为复杂；而公开号为cn101509073a的专利申请为实现镍、钴的高效回收，公开的方法使用了盐酸浸出，再使用硫化物沉淀镍，同样存在含氯体系对设备材质要求高的问题；另外，沉淀所得的硫化镍仍然需要通过采取进一步的浸出过程来制备硫酸镍，该过程不仅增加了制备工序而且也增加了投入成本。cn111498918a公开的方法则通过在浸出过程中就加入中和剂控制ph、控制铁的浸出，如此一来难免会造成中和剂消耗量过大的问题；但若不控制ph又会导致进入萃取段溶液中铁的含量过高，从而影响萃取效果。

3、由此可见，目前现有的镍铁溶解方法主要是在氧化条件下进行酸浸，该过程难免会对设备材质的耐蚀性提出较高要求，且浸出过程无选择性；而对于镍、铁分离的方法，现如今主要包括将铁转化为磷酸铁或通过中和沉淀的方法来除铁，或者使用催化氧化的方法除铁以进行选择性浸出，但上述除铁方法由于对铁的去除效果有限，使得现存的镍、铁分离方法仍然无法获得可直接萃镍的低铁溶液，另外，现存的镍盐提取方法在使用中和沉淀法来分离溶液中的镍、铁时，还存在中和剂消耗量过大等问题。

4、有鉴于此，有必要提供一种改进的采用镍铁合金高效且低成本地制备高纯镍盐的方法，以解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种能够从源头上提高浸出的选择性，并通过将催化氧浸的选择性浸出过程与中和沉淀除铁分开，实现在降低了全流程中和剂消耗的条件下，制备出了完全符合萃取要求的含镍溶液；本发明通过深度除铁、除杂来保证萃取系统稳定运行，从而实现了在成本较低的情况下获得高品质的硫酸镍，该方法还具有浸出速度快、铁分离彻底，对设备腐蚀性小等优势。

2、为实现上述发明目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种用镍铁合金制备高纯镍盐的方法，所述方法包括：

4、向镍铁合金粉末料浆中加入含硫试剂和氧化剂进行催化氧浸处理，得到含有硫酸镍和氧化铁的矿浆；

5、对所述含有硫酸镍和氧化铁的矿浆进行氧化、而后进行中和沉淀除铁，固液分离后得到含硫酸镍溶液和浸出渣；

6、对所述含硫酸镍溶液进行深度除杂后进行萃取纯化；

7、对萃取余液进行蒸发结晶，得到硫酸镍。

8、作为本发明的进一步改进，控制所述催化氧浸处理温度为30～100℃；浸出时间为1～24h；浸出体系的ph为0.5～5.0；浸出体系的液固比为(2～16):1；所述镍铁合金粉末的粒径≤100目。

9、作为本发明的进一步改进，所述含硫试剂为：含二氧化硫气体或；

10、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、硫代硫酸钙、亚硫酸钙、焦亚硫酸钠中的一种或多种与酸的混合液；

11、所述酸包括硫酸、盐酸、硝酸中的一种或多种。

12、作为本发明的进一步改进，所述氧化剂为：氧气或空气。

13、作为本发明的进一步改进，控制所述氧化剂中的氧气添加量为0.2～100l/(min·l液)。

14、作为本发明的进一步改进，当所述含硫试剂为含二氧化硫气体时，控制所述含二氧化硫气体中纯二氧化硫添加量为氧气添加量的1～10％；

15、当所述含硫试剂为亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、硫代硫酸钙、亚硫酸钙、焦亚硫酸钠中的一种或多种与酸的混合液时，控制所述亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、硫代硫酸钙、亚硫酸钙、焦亚硫酸钠中的一种或多种试剂中s元素总摩尔添加量为氧气摩尔添加量的1～10％。

16、作为本发明的进一步改进，所述对含有硫酸镍和氧化铁的矿浆进行氧化的过程，采用前述的含硫试剂加速氧化过程的进行。

17、作为本发明的进一步改进，所述对含有硫酸镍和氧化铁的矿浆进行氧化、而后进行中和沉淀除铁过程中，控制所述反应时间为0.5～16h，反应温度为0～100℃，ph为3.0～5.5；

18、所述中和剂为碳酸钙、碳酸氢钙、氧化钙、氢氧化钙、氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化镍、碳酸镍、氢氧化钴、碳酸钴、氧化钴中的一种或多种。

19、作为本发明的进一步改进，通过萃取或试剂脱除对所述含硫酸镍溶液进行深度除杂；其中，

20、所用萃取剂为p204；所用脱除试剂为碳酸钙、氧化钙、氢氧化钙、氢氧化钠、碳酸钠、氢氧化镍、碳酸镍、氢氧化钴、碳酸钴、氧化钴中的一种或多种。

21、作为本发明的进一步改进，对深度除杂后的所述含硫酸镍溶液进行萃取纯化时，所采用的萃取剂为p204、p507、c272中的一种或多种。

22、本发明的有益效果是：

23、本发明提供的用镍铁合金制备高纯镍盐的方法，通过向镍铁合金粉末料浆中加入含硫试剂和氧化剂进行催化氧浸处理，得到含有硫酸镍和氧化铁的矿浆；接着对所述含有硫酸镍和氧化铁的矿浆进行氧化后中和沉淀除铁，固液分离后得到含硫酸镍溶液和浸出渣；对所述含硫酸镍溶液进行深度除杂后，经萃取纯化得到硫酸钴；对萃取余液进行蒸发结晶，得到硫酸镍。通过以上方式，本发明提出了一种能够从源头上提高浸出的选择性，并通过将催化氧浸的选择性浸出过程与中和沉淀除铁分开，实现在降低全流程中和剂消耗的条件下，制备出完全符合萃取要求的含镍溶液；本发明通过深度除铁、除杂保证了萃取系统稳定运行，实现了在成本较低的情况下获得高品质的硫酸镍，此外，该方法还具有浸出速度快、铁分离彻底，对设备腐蚀性小等优势。

24、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书以及附图中所指出的结构来实现和获得。

技术特征：

1.一种用镍铁合金制备高纯镍盐的方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的用镍铁合金制备高纯镍盐的方法，其特征在于，

3.根据权利要求1或2所述的用镍铁合金制备高纯镍盐的方法，其特征在于，

4.根据权利要求3所述的用镍铁合金制备高纯镍盐的方法，其特征在于，

5.根据权利要求4所述的用镍铁合金制备高纯镍盐的方法，其特征在于，

6.根据权利要求5所述的用镍铁合金制备高纯镍盐的方法，其特征在于，

7.根据权利要求6所述的用镍铁合金制备高纯镍盐的方法，其特征在于，

8.根据权利要求1所述的用镍铁合金制备高纯镍盐的方法，其特征在于，

9.根据权利要求1所述的用镍铁合金制备高纯镍盐的方法，其特征在于，

10.根据权利要求1所述的用镍铁合金制备高纯镍盐的方法，其特征在于，对深度除杂后的所述含硫酸镍溶液进行萃取纯化时，所采用的萃取剂为p204、p507、c272中的一种或多种。

技术总结
本发明公开一种用镍铁合金制备高纯镍盐的方法，通过向镍铁合金粉末料浆中加入含硫试剂和氧化剂进行催化氧浸处理，得到含有硫酸镍和氧化铁的矿浆；对矿浆进行氧化、而后中和沉淀除铁，固液分离后得到含硫酸镍溶液和浸出渣；对含硫酸镍溶液进行深度除杂后进行萃取纯化；对萃取余液进行蒸发结晶，得到硫酸镍。本发明提出一种能够从源头上提高浸出的选择性，并通过将催化氧浸的选择性浸出过程与中和沉淀除铁分开，实现在降低全流程中和剂消耗的条件下，制备出完全符合萃取要求的含镍溶液；本发明通过深度除铁、除杂保证了萃取系统稳定运行，实现了在低成本的情况下获得高品质的硫酸镍；该方法还具有浸出速度快、铁分离彻底，对设备腐蚀性小等优势。

技术研发人员：丁剑,孙宁磊,殷书岩,刘诚,刘国,王魁珽,李勇
受保护的技术使用者：中国恩菲工程技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13