含鎳殘積礦的處理方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種含鎳殘積礦的處理方法，該方法包括下列步驟：（1）將所述含鎳殘積礦分為鎂質(zhì)礦和鐵質(zhì)礦；（2）利用硫酸對所述鐵質(zhì)礦進行浸出處理，以便獲得含有硫酸鐵的浸出液，其中，所述含有硫酸鐵的浸出液中游離酸的含量為40～45g/l；（3）利用所述鎂質(zhì)礦對所述含有硫酸鐵的浸出液進行第一中和處理，以便將所述浸出液中游離酸的含量降至5g/l，并且得到中和后液和含有二氧化硅的浸出渣；（4）利用氫氧化鎂對步驟（3）中得到的中和后液進行第二中和處理，將pH維持在1.0～1.5，以便獲得沉鐵精礦和除鐵后液；（5）利用氫氧化鎂對步驟（4）中得到的除鐵后液進行第三中和處理，以便將所述除鐵后液的pH維持在7.0-7.5，獲得氫氧化鎳鈷沉淀和硫酸鎂溶液。
【專利說明】含鎳殘積礦的處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及冶金領(lǐng)域，具體涉及含鎳殘積礦的處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]根據(jù)氧化鎳礦地質(zhì)成因，通常礦層從上到下分為褐鐵礦層、過渡層和腐泥土層。其中褐鐵礦層一般含鐵高、含鎂低，適合采用高壓浸出技；過渡層中鎳和鎂含量均有所上升，適合使用還原焙燒氨浸工藝；下部腐泥土層中雖然含鎳比較高，但含鎂也很高，一般使用火法工藝冶煉鎳鐵或鎳锍。
[0003]氧化鎳礦過渡層礦物雖然可使用還原焙燒技術(shù)處理，如古巴尼加羅廠。但該工藝鎳鈷回收率較低，分別為70%及50%左右。近來廣泛采用硫酸浸出(一段酸浸，二段使用一段酸浸的殘酸以及形成鐵礬時釋放的酸繼續(xù)浸出)的工藝，但礦石中有價組分如鐵難以回收，試劑消耗多，過程生成大量目前只能堆存在渣庫中殘渣，不僅占有大量土地，同時也存在環(huán)境隱患。采用黃鈉鐵礬法除鐵以及氫氧化鈉沉淀鎳鈷會造成大量鈉離子進入溶液，造成鎂回收率低。
[0004]國內(nèi)含鎳殘積礦(鐵質(zhì)礦)硫酸浸出工藝，是在95°C浸出后，用鎂質(zhì)礦中和浸出漿液并加入Na+離子沉礬，雖然利用了鐵質(zhì)礦浸出液中的殘酸和成礬時析出的酸將鎂質(zhì)礦中有價組分部分浸出。但是，生成的渣渣性差，含硫高不適合作為建材使用。后續(xù)浸出液凈化除鐵、鋁使用石灰漿為中和劑，產(chǎn)出大量石膏，增加系統(tǒng)渣量，也增加有價組分的損失。
[0005]因而，目前處 理含鎳殘積礦的方法仍有待改進。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決上述技術(shù)問題之一或至少提供一種有用的商業(yè)選擇。為此，本發(fā)明的目的在于提出既可以有效處理含鎳殘積礦，又可以合理利用含鎳殘積礦，增加企業(yè)收入的同時，又可以減少對環(huán)境污染的含鎳殘積礦處理方法。
[0007]由此，本發(fā)明提出了一種含鎳殘積礦的處理方法。根據(jù)本發(fā)明的實施例，該方法包括下列步驟:(I)將所述含鎳殘積礦分為鎂質(zhì)礦和鐵質(zhì)礦；
[0008](2)在85~98攝氏度的溫度下，利用硫酸對所述鐵質(zhì)礦進行浸出處理，以便獲得含有硫酸鐵的浸出液，其中，所述含有硫酸鐵的浸出液中游離酸的含量為40~45g/l ；
[0009](3)在85~98攝氏度的溫度下，利用所述鎂質(zhì)礦對所述含有硫酸鐵的浸出液進行第一中和處理，以便將所述浸出液中游離酸的含量降至5g/l，并且得到中和后液和含有二氧化硅的浸出渣；
[0010](4)利用氫氧化鎂對步驟(3)中得到的中和后液進行第二中和處理，將pH維持在
1.0~1.5，以便獲得沉鐵精礦和除鐵后液；
[0011](5)利用氫氧化鎂對步驟(4)中得到的除鐵后液進行第三中和處理，以便將所述除鐵后液的PH維持在7.0-7.5，獲得氫氧化鎳鈷沉淀和硫酸鎂溶液；
[0012](6)將所述硫酸鎂溶液進行蒸發(fā)結(jié)晶處理，以便獲得硫酸鎂晶體和蒸發(fā)母液；[0013](7)利用含有鈣離子的堿性溶液對所述蒸發(fā)母液進行第四中和處理，以便獲得氫氧化鎂沉淀和沉鎂后液，其中，將所得到的氫氧化鎂沉淀返回至步驟(3)、(4)和(5)分別進行所述第一中和處理、第二中和處理和第三中和處理；
[0014](8)利用酸對所述氫氧化鎳鈷沉淀進行溶解處理2小時，以便獲得鎳鈷溶液，其中，所述鎳鈷溶液的PH為2.0 ;
[0015](9)利用第一萃取劑對所述鎳鈷溶液進行第一萃取，以便去除錳、鋅、鐵至少一種雜質(zhì)，獲得含有雜質(zhì)的第一有機相和含有鎳、鈷的第一萃余液，其中，所述第一萃取劑為轉(zhuǎn)為 P204-Ni ；
[0016]利用反萃劑，對所述含有雜質(zhì)的第一有機相進行反萃處理，以便獲得P204和含錳、鋅、鐵至少一種雜質(zhì)的溶液；
[0017]利用氫氧化鈉溶液對所述P204進行皂化處理，以便得到P204_Na，利用硫酸鎳溶液對所述P204-Na進行轉(zhuǎn)皂處理，以便獲得P204-Ni，并將所述P204_Ni用于所述第一萃取；
[0018](10)利用第二萃取劑對所述第一萃余液進行第二萃取，以便獲得含鈷的第二有機相和含鎳的第二萃余液，其中，所述第二萃取劑為P507-Ni ；
[0019]對所述含鈷的第二有機相進行反萃處理，以便獲得P507和硫酸鈷溶液，
[0020]利用氫氧化鈉溶液對所述P507進行皂化處理，以便得到P507_Na，利用硫酸鎳溶液對所述P507-Na進行轉(zhuǎn)皂處理，以便獲得P507-Ni，并將所述P507_Ni用于所述第二萃取；
[0021](11)對所述含鎳的第二萃余液進行電積處理，以便分別得到金屬鎳和第一電積母液，并將所述第一電積母液返回至步驟(8)作為酸對所述氫氧化鎳鈷沉淀進行溶解處理；
[0022]( 12)對所述純凈的硫酸鈷溶液進行電積處理，以便分別得到金屬鈷和第二電積母液，并將所述第二電積母液返回至步驟(10)作為反萃劑對所述含鈷的第二有機相進行反萃處理。
[0023]通過該方法，可以有效去除含鎳殘積礦中的含鐵化合物，且可以得到高鐵高硅的濾渣。高鐵高硅濾渣，渣性好，可以廣泛用于制磚，水泥等行業(yè)。另外凈化除鐵后的鎳液可以繼續(xù)回收鎳、鈷等產(chǎn)品。因此，本發(fā)明提出的新的處理殘積鎳礦的方法，不但減少了冶煉金屬產(chǎn)生廢渣對環(huán)境造成二次污染，且大大提高資源有效利用。除鐵過程中采用氫氧化鎂代替氫氧化鈉作為中和除鐵劑，可以有效避免引入鈉離子。同時將含有鈉的有機相用于制備鎳皂可以有效除去鈉離子。
[0024]根據(jù)本發(fā)明的實施例，該方法還可以具有下列附加技術(shù)特征:
[0025]在本發(fā)明的一個實施例中，步驟(1)中的所述鎂質(zhì)礦含有18~20重量％的鎂。由此可以進一步提高利用鎂質(zhì)礦進行第一中和處理的效率，從而進一步提高處理含鎳殘積礦的效率。
[0026]在本發(fā)明的一個實施例中，步驟(11)和步驟(12)中的所述電積處理的電流密度均為180-250A/m2。從而進一步提高處理含鎳殘積礦的效率。
[0027]在本發(fā)明的一個實施例中，在步驟(11)和步驟(12)中的電積處理之前，分別進一步包括:利用活性炭對所述第一電積母液和所述第二電積母液進行脫油處理。由此，可以進一步提高金屬鎳和鈷的沉積效果。[0028]本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結(jié)合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0030]圖1是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的處理含鎳殘積礦的方法的流程示意圖。
[0031]圖2是根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的處理含鎳殘積礦的方法的流程示意圖。
【具體實施方式】
[0032]下面詳細描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。
[0033]在本文中所使用的“第一”、“第二”等類似術(shù)語僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。在本發(fā)明的描述中，“多個”的含義是兩個或兩個以上，除非另有明確具體的限定。
[0034]下面參考圖1對根據(jù)本發(fā)明實施例的處理含鎳殘積礦的方法進行說明。如圖1所示，本發(fā)明的處理含鎳殘積礦的方法可以包括:
[0035]SlOO:將含鎳殘積礦分為鎂質(zhì)礦和鐵質(zhì)礦
[0036]首先將含鎳殘積礦分`為鎂質(zhì)礦和鐵質(zhì)礦。在本文中，所使用的術(shù)語“鎂質(zhì)礦”是指含鎳殘積礦中鎂含量比較高的礦石，通常鎂含量約為16%，在本文中，所使用的術(shù)語“鐵質(zhì)礦”是指含鎳殘積礦中鐵含量比較高的礦石，通常鐵含量為25~30%。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以采用任何已知的方法，對鎂質(zhì)礦和鐵質(zhì)礦進行區(qū)分。例如，根據(jù)本發(fā)明的實施例，可以通過粒度對鎂質(zhì)礦與鐵質(zhì)礦的混合物進行篩分分別得到鎂質(zhì)礦和鐵質(zhì)礦。
[0037]S200:對鐵質(zhì)礦進行硫酸浸出處理
[0038]在對含鎳殘積礦進行硫酸浸出處理之前，需要將含鎳殘積礦分為鎂質(zhì)礦和鐵質(zhì)礦。然后，利用硫酸對鐵質(zhì)礦進行浸出處理，以便獲得含有硫酸鐵的浸出液。根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，該浸出處理可以在85~98攝氏度的溫度下進行。根據(jù)本發(fā)明的實施例，含有硫酸鐵的浸出液中游離酸的含量可以為40~45g/L。
[0039]根據(jù)本發(fā)明的實施例，利于硫酸對鐵質(zhì)礦進行浸出處理的方式并不受特別限制。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以采用任何已知的方法進行硫酸浸出處理。根據(jù)本發(fā)明的實施例，可以在將鐵質(zhì)礦進行硫酸浸出處理之前，預(yù)先將鐵質(zhì)礦進行粉碎，例如可以將鐵質(zhì)礦進行粉碎至粒度不大于75微米(200目)的顆粒占95重量％以上。在將鐵質(zhì)礦粉碎之后，可以將經(jīng)過粉碎的鐵質(zhì)礦與硫酸混合。這里的硫酸的濃度并不受特別限制。根據(jù)本發(fā)明的實施例，可以采用硫酸溶液，例如濃度為93~98%的硫酸溶液。
[0040]在硫酸浸出反應(yīng)中，硫酸會與鐵質(zhì)礦中的金屬元素發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，主要如下:
[0041]Ni CHH2SO4=Ni S04+H20
[0042]2Fe00H+3H2S04=Fe2 (SO4) 3+4H20[0043]由此，在所得到的浸出液中含有上述浸出的金屬離子，其中以硫酸鹽形式存在的鐵離子的含量較高，例如硫酸鐵和硫酸亞鐵。根據(jù)本發(fā)明的實施例，進行硫酸浸出反應(yīng)時，所采用的硫酸溶液和鐵質(zhì)礦的比例并不受特別限制，只要在所得到的含有硫酸鐵的浸出液中游離酸的含量在40~45g/L范圍內(nèi)即可，換句話說，在最終得到的含有硫酸鐵的浸出液中仍然含40~45g/L的未完全反應(yīng)的硫酸，即為硫酸浸出反應(yīng)所加入的硫酸的量是過量的。
[0044]S300:第一中和處理
[0045]在該步驟中，可以在85~98攝氏度的溫度下，利用鎂質(zhì)礦對在前一步驟中所得到的含有硫酸鐵的浸出液進行第一中和處理，以便將浸出液中游離酸的含量降至5g/L，并且得到中和后夜和含有二氧化硅的浸出渣。根據(jù)本發(fā)明實施例，在利用鎂質(zhì)礦在與硫酸鐵的浸出液進行第一中和處理之前，可以預(yù)先將鎂質(zhì)礦進行粉碎，例如可以將鐵質(zhì)礦進行粉碎至粒度不大于75微米(200目)的顆粒占95重量％以上。進行第一中和處理時，所采用硫酸鐵的浸出液與鎂質(zhì)礦的比例并不受特別限制，只要將所得到的含有硫酸鐵的浸出液中游離酸的含量降至5g/L即可，由此可以將pH值調(diào)節(jié)至1.0~2.5之間。根據(jù)本發(fā)明的實施例，鎂質(zhì)礦與硫酸鐵的浸出液加入反應(yīng)器的方式并不受特別限制，根據(jù)本發(fā)明實施例，在進行第一中和處理時，可以將在85~95攝氏度的溫度下進行該中和反應(yīng)，并且根據(jù)本發(fā)明的實施例，加熱的方式并不受特別限制，可采用電加熱、燃燒生熱等方法。根據(jù)本發(fā)明的實施例，在進行第一中和處理時，由于反應(yīng)溫度接近沸點，因而可以確保第一中和處理反應(yīng)中，鎂質(zhì)礦會與含有硫酸鐵浸出液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，主要如下:
[0046]H2S04+Mg0=MgS04+H20
[0047]Fe2 (SO4) 3+3H20=Fe203+3H2S04
[0048]從上述反應(yīng)式，可以看出第一中和處理時，會主要發(fā)生兩種反應(yīng)，一是鎂質(zhì)礦中含鎂化合物與所述含硫酸鐵浸出液中殘余游離酸發(fā)生中和反應(yīng)，根據(jù)本發(fā)明實施例，含鎂化合物可以包括氧化鎂、碳酸鎂和氫氧化`鎂至少之一。二是隨著含硫酸鐵的浸出液中游離酸被中和，當(dāng)所述含硫酸鐵浸出液的PH值調(diào)節(jié)至1.0~2.5時，含硫酸鐵的浸出液中三價鐵離子發(fā)生水解反應(yīng)，生成含鐵氧化物。
[0049]根據(jù)本發(fā)明的實施例，上述反應(yīng)可以在常壓下進行，由此，可以提高該方法的安全性能，降低設(shè)備投入，從而降低了該方法的實施成本。
[0050]根據(jù)本發(fā)明的實施例，用于實施上述中和反應(yīng)的反應(yīng)器的種類并不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可選擇任何已知反應(yīng)器。根據(jù)本發(fā)明實施例，在進行第一中和處理時，可通過機械攪拌方式將鎂質(zhì)礦與含有硫酸鐵的浸出液均勻混合，以便提高提高第一中和處理的效率。根據(jù)本發(fā)明的實施例，攪拌速度可以為200~300rpm,優(yōu)選250rpm。由此,可以進一步提聞中和反應(yīng)的效率，從而進一步提聞對含鎮(zhèn)殘積礦的處理效率。
[0051]S400:第二中和處理
[0052]根據(jù)本發(fā)明實施例，由于在進行第一中和的過程中，含硫酸鐵浸出液中的三價鐵離子會發(fā)生水解反應(yīng)，在三價鐵離子沉淀的同時，生成了硫酸。為使得水解反應(yīng)持續(xù)進行，根據(jù)本發(fā)明實施例，在85~98攝氏度的溫度下，進行了第二中和處理。具體的，在該步驟中，將氫氧化鎂加入到中和后夜中。
[0053]根據(jù)本發(fā)明的實施例，在該第二中和處理中，經(jīng)過第一中和處理的含硫酸鐵的浸出液中的酸會與堿性中和試劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，主要如下:
[0054]or+H+=H2O
[0055]通過該第二中和處理，所述含硫酸鐵的浸出液pH值維持在1.0~2.5之間，從而含硫酸鐵的浸出液中的三價鐵離子不斷發(fā)生水解反應(yīng)，其中第二中和處理時間并不受特別限制，只要含硫酸鐵的浸出液中的85~90%三價鐵離子沉淀即可，例如可以控制反應(yīng)時間為I~4h。
[0056]根據(jù)本發(fā)明的實施例，氫氧化鎂的形式并不受特別限制，即可以是將溶液狀態(tài)的氫氧化鎂加入到經(jīng)過第一中和處理的浸出液中，也可以直接將固體狀態(tài)的氫氧化鎂加入到經(jīng)過第一中和處理的浸出液中。
[0057]根據(jù)本發(fā)明的實施例，在進行第二中和處理時，所采用硫酸鐵的浸出液與氫氧化鎂的比例并不受特別限制，只要將所得到的含有硫酸鐵的浸出液PH值維持在1.0~2.5之間即可。根據(jù)本發(fā)明的實施例，上述第二中和反應(yīng)可以在常壓下進行，由此，可以提高該方法的安全性能，降低設(shè)備投入，從而降低了該方法的實施成本。
[0058]根據(jù)本發(fā)明的實施例，用于實施上述中和反應(yīng)的反應(yīng)器的種類并不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可選擇任何已知反應(yīng)器。根據(jù)本發(fā)明實施例，在進行第二中和處理時，可通過機械攪拌方式將氫氧化鎂與含有硫酸鐵的浸出液均勻混合，以便提高提高第二中和處理的效率。根據(jù)本發(fā)明的實施例，攪拌速度可以為200~300rpm,優(yōu)選250rpm。由此,可以進一步提聞中和反應(yīng)的效率，從而進一步提聞對含鎮(zhèn)殘積礦的處理效率。
[0059]根據(jù)本發(fā)明的實施例，在進行第二中和處理之后，可以將中和后漿液進行過濾，洗滌，得到高鐵高硅濾渣。根據(jù)本發(fā)明的實施例，過濾，洗滌方式并不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可采用任何已知的過濾，洗滌方式。根據(jù)本發(fā)明的實施例，所得到的高鐵高硅濾渣由于其含鐵高，含硅高，因而可廣泛運用于制磚，水泥等建材工業(yè)。
[0060]另外，根據(jù)本發(fā)明實施例，由于含硫酸亞鐵的浸出液中含有少量亞鐵離子，因此，在本發(fā)明實施例中，第一中和處理和第二中和處理的至少之一是在含氧氛圍下進行的。由此，可以在中和處理的過程中，將二價鐵離子轉(zhuǎn)化為三價鐵離子，從而可以進一步提高除鐵效率。根據(jù)本發(fā)明實施例中，含氧氛圍可通過在第一中和處理和第二中和處理中引入純氧、空氣、雙氧水、高氯酸鉀的至少之一或它們的組合，其中，根據(jù)本發(fā)明實施例，可通過加入純氧或空氣，從而可以進一步提聞除鐵效率。
[0061]S500:第三中和處理
[0062]根據(jù)本發(fā)明實施例，將步驟S300中得到的除鐵后液進行第三中和處理，以便將除鐵后液的PH維持在7.0~7.5，獲得氫氧化鎳鈷沉淀和硫酸鎂溶液。根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，可以在85~98攝氏度的溫度下，將氫氧化鎂加入除鐵后液中進行第三中和處理。
[0063]根據(jù)本發(fā)明的實施例，在該第三中和處理中，經(jīng)過第二中和處理后的浸出液中的游離酸會與氫氧化鎂發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，主要如下: [0064]or+H+=H2O
[0065]由此采用氫氧化鎂代替氫氧化鈉沉淀鎳鈷，可以有效避免向整個工藝中引入鈉離子。進而可以進一步提高硫酸鎂溶液的純度。
[0066]根據(jù)本發(fā)明的實施例，氫氧化鎂的形式并不受特別限制，即可以是將溶液狀態(tài)的氫氧化鎂加入到經(jīng)過第二中和處理的浸出液中，也可以直接將固體狀態(tài)的氫氧化鎂加入到經(jīng)過第二中和處理的浸出液中。
[0067]根據(jù)本發(fā)明的實施例，用于實施上述中和反應(yīng)的反應(yīng)器的種類并不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可選擇任何已知反應(yīng)器。根據(jù)本發(fā)明實施例，在進行第三中和處理時，可通過機械攪拌方式將第二堿性中和試劑與濾液均勻混合，以便提高提高第三中和處理的效率。根據(jù)本發(fā)明的實施例，攪拌速度可以為200~300rpm,優(yōu)選250rpm。由此,可以進一步提聞中和反應(yīng)的效率，從而進一步提聞對含鎮(zhèn)殘積礦的處理效率。
[0068]根據(jù)本發(fā)明實施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員可采用任何已知的加入方式，例如并加方式或?qū)臃绞健溲趸V與除鐵后液的配比并不受特別限制，只要能夠使得除鐵后液的PH值達到7.0~7.5即可。由此可便于獲得氫氧化鎳鈷沉淀和硫酸鎂溶液。
[0069]另外，根據(jù)本發(fā)明實施例，本發(fā)明提供的處理含鎳殘積礦方法的各步驟是在常壓進行的。即在處理含鎳殘積礦時對設(shè)備要求不高。換話說，本發(fā)明提出的處理含鎳殘積礦方法設(shè)備投入費用低，可減少企業(yè)運營成本。
[0070]根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，利用上述步驟S100-S500將含鎳殘積礦進行處理，除去了含鎳殘積礦中的大部分鐵，和高含量二氧化硅的浸出渣，得到了氫氧化鎳鈷沉淀和硫酸鎂溶液。下面分別對氫氧化鎳鈷沉淀和硫酸鎂溶液進行處理，提取其中的可利用金屬。
[0071]S600:蒸發(fā)結(jié)晶硫酸鎂溶液
[0072]在一些實施例中， 將上述的硫酸鎂溶液進行蒸發(fā)結(jié)晶處理，以便獲得硫酸鎂晶體和蒸發(fā)母液。由此將含鎳殘積礦中的鎂進行提取，并得到硫酸鎂晶體形式的鎂產(chǎn)品。根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，利用上述步驟對體系排出的硫酸鎂溶液進行蒸發(fā)，將其濃縮至原體積的約30%左右，冷卻結(jié)晶獲得七水硫酸鎂產(chǎn)品，同時結(jié)晶母液返回系統(tǒng)循環(huán)蒸發(fā)，這樣既解決了鎳系統(tǒng)含鎂廢水排放帶來的環(huán)境問題，又獲得了七水硫酸鎂這一副產(chǎn)品，增加了企業(yè)的運營收入。
[0073]S700:對蒸發(fā)母液進行第四中和處理
[0074]在一些實施例中，進一步對上述蒸發(fā)結(jié)晶后的蒸發(fā)母液進行處理，例如，對蒸發(fā)母液進行第四中和處理。根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，利用含有鈣離子的堿性溶液對上述蒸發(fā)母液進行第四中和處理，以便獲得氫氧化鎂沉淀和沉鎂后液，其中，將所得到的氫氧化鎂沉淀返回至步驟S300、S400和S500分別用于進行第一中和處理、第二中和處理和第三中和處理。由此可以進一步提取硫酸鎂溶液中的金屬鎂得到氫氧化鎂沉淀形式的鎂產(chǎn)品。
[0075]利用上述方法將氫氧化鎂返回用于第一中和處理、第二中和處理和第三中和處理可以致使最終溶液中的鎂含量增高，從而減少對硫酸鎂進行蒸發(fā)結(jié)晶能耗。同時將含有鈉離子的有機相制備成鈉皂，可以有效避免大量Na+進入溶液，從而大幅度提高了鎂產(chǎn)品產(chǎn)率。
[0076]S800:溶解氫氧化鎳鈷沉淀
[0077]在一些實施例中，進一步對上述步驟S500第三中和處理中得到的氫氧化鎳鈷沉淀進行處理。根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，可以利用酸對氫氧化鎳鈷沉淀進行溶解處理，以便獲得鎳鈷溶液。具體的可以控制溶解處理的時間為2小時，由此可以進一步提高溶解效果和溶解效率，以便進一步提高對含鎳殘積礦的處理效率。根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，得到的鎳鈷溶液的pH為2.0,由此可以通過對鎳鈷溶液的pH進行監(jiān)控，以便確定酸的加入量。
[0078]根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，利用酸將對氫氧化鎳鈷沉淀進行溶解處理，獲得pH為2.0的鎳鈷溶液，可以充分地將氫氧化鎳鈷沉淀中的鎳和鈷浸出，以便進一步分離得到鎳和鈷產(chǎn)品。
[0079]S900:對鎳鈷溶液進行除雜
[0080]在一些實施例中，利用第一萃取劑對鎳鈷溶液進行萃取，以便去除錳、鋅、鐵至少一種雜質(zhì)，獲得含有雜質(zhì)的第一有機相和含有鎳、鈷的第一萃余液。根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，第一萃取劑的類型并不受特別限制，例如可以為經(jīng)過前處理的P204-Ni。Ρ204-Ν?選擇性較強，Ni離子能夠萃取溶液中的鐵錳鋅等雜質(zhì)金屬離子，同時將鎳鈷離子留在萃余液中，從而達到了凈化除雜的目的，由此可以得到較為純凈的含有鎳鈷的第一萃取余液。
[0081]S1000:再生 P204
[0082]利用反萃劑，對上述含有雜質(zhì)的第一有機相進行反萃處理，以便再生其中的P204，獲得P204和含錳、鋅、鐵至少一種雜質(zhì)的溶液；
[0083]在一些實施例中，獲得可利用的P204可以包括下列步驟:利用氫氧化鈉溶液對所述P204進行皂化處理，以便得到P204-Na，利用硫酸鎳溶液對所述P204_Na進行轉(zhuǎn)皂處理，以便獲得P204-Ni，并 將所述P204-Ni用于所述第一萃?。挥纱丝梢詫204_Na中的Na離子置換到水相中，形成P204-Ni用于所述第一萃取，進而可以避免鈉離子再次被返回至第
一萃取。
[0084]SllOO:分離鎳和鈷
[0085]根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，利用第二萃取劑對步驟S900中得到的第一萃余液進行第二萃取，以便獲得含鈷的第二有機相和含鎳的第二萃余液，從而將鎳和鈷進行分離。根據(jù)本發(fā)明的具體示例，采用的第二萃取劑可以為P507-Ni，由此可以避免向上述含鎳的第二萃余液中引入過多的Na離子雜質(zhì)。
[0086]S1200:再生 P507
[0087]在一些實施例中，對步驟SllOO中含鈷的第二有機相進行反萃處理，以便再生其中的P507，獲得P507和硫酸鈷溶液。
[0088]根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，獲得可利用的P507可以包括下列步驟:利用氫氧化鈉溶液對P507進行皂化處理，以便得到P507-Na，利用硫酸鎳溶液對P507_Na進行轉(zhuǎn)皂處理，以便獲得P507-Ni，并進一步將P507-Ni用于所述第二萃取。
[0089]S1300:回收鎳
[0090]在一些實施例中，進一步對上述含鎳的第二萃余液進行電積處理，以便分別得到金屬鎳和第一電積母液，并將第一電積母液返回至步驟S800作為酸對所述氫氧化鎳鈷沉淀進行溶解處理；由此通過上述方法將步驟SllOO中得到的富含鎳的第二萃取余液進行電積處理進而獲得金屬鎳。
[0091]根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，電積處理的電流密度可以為180-250A/m2。由此可以進一步提高形成鎳的沉積效率。根據(jù)本發(fā)明的另一個具體實施例，在上述電積處理之前，還可以進一步包括:利用活性炭對第一電積母液和進行脫油處理。
[0092]S1400:回收鈷
[0093]在一些實施例中，對上述硫酸鈷溶液進行電積處理，以便分別得到金屬鈷和第二電積母液，并將第二電積母液返回至步驟S1200中作為反萃劑對含鈷的第二有機相進行反萃處理。根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，得到的第二電積母液中含酸性陽極液，由此將其作為反萃劑再利用對第二有機相進行反萃處理，避免了第二電積母液的外排。
[0094]根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，電積處理的電流密度可以為180-250A/m2。由此可以進一步提高形成鎳的沉積效率。根據(jù)本發(fā)明的另一個具體實施例，在上述電積處理之前，還可以進一步包括:利用活性炭對第二電積母液和進行脫油處理。
[0095]下面通過具體實施例對本發(fā)明進行描述，需要說明的是，下面的實施例僅僅是為了說明的目的，而不以任何方式限制本發(fā)明的范圍。另外，如無明確說明，在下面實施例中所采用的試劑均為市售可得的。
[0096]實施例1
[0097]參考圖2，1)首先將待處理的含鎳殘積礦分為鎂質(zhì)礦和鐵質(zhì)礦；2)然后在85~98攝氏度的溫度下，利用硫酸對鐵質(zhì)礦進行浸出處理，以便獲得含有硫酸鐵的浸出液，其中，含有硫酸鐵的浸出液中游離酸的含量為40~45g/l ；3)接著在85~98攝氏度的溫度下，利用鎂質(zhì)礦對含有硫酸鐵的浸出液進行第一中和處理，以便將浸出液中游離酸的含量降至5g/l，過濾、洗滌得到中和后液和含有二氧化硅的浸出渣，含有二氧化硅的浸出渣中約含Si0260%的可用于建材工業(yè)；4)進一步地利用氫氧化鎂對上一步驟中得到的中和后液進行第二中和處理，將pH維持在1.0~1.5，反應(yīng)3~6小時后洗滌過濾，渣中含鐵約54%、含水12%，經(jīng)脫硫處理后渣含鐵58~60%，含硫~1.2%可作為鐵精礦出售，由此獲得沉鐵精礦和除鐵后液；5)利用氫氧化鎂對步驟4)中得到的除鐵后液進行第三中和處理，以便將除鐵后液的pH維持在7.0-7.5，獲得氫氧化鎳鈷沉淀和硫酸鎂溶液；6)將硫酸鎂溶液進行蒸發(fā)結(jié)晶處理，以便獲得硫酸鎂晶體和蒸發(fā)母液；7)利用含有鈣離子的堿性溶液對蒸發(fā)母液進行第四中和處理，以便獲得氫氧化鎂沉淀和沉鎂后液，其中，將所得到的氫氧化鎂沉淀返回至步驟3)、4)和5)分別進行第一中和處理、第二中和處理和第三中和處理；8)利用酸對氫氧化鎳鈷沉淀進行溶解處理2小時，以便獲得鎳鈷溶液，其中，鎳鈷溶液的pH為2.0 ；9)利用第一萃取劑對鎳鈷溶液進行第一萃取，以便去除錳、鋅、鐵至少一種雜質(zhì)，獲得含有雜質(zhì)的第一有機相和含有鎳、鈷的第一萃余液，其中，第一萃取劑為轉(zhuǎn)為P204-Ni ;利用反萃劑，對含有雜質(zhì)的第一有機相進行反萃處理，以便獲得P204和含錳、鋅、鐵至少一種雜質(zhì)的溶液；利用氫氧化鈉溶液對P204進行皂化處理，以便得到P204-Na，利用硫酸鎳溶液對P204_Na進行轉(zhuǎn)皂處理，以便獲得P204-Ni，并將P204-Ni用于第一萃??；10)利用第二萃取劑對第一萃余液進行第二萃取，以便獲得含鈷的第二有機相和含鎳的第二萃余液，其中，第二萃取劑為Ρ507-Ν? ;對含鈷的第二有機相進行反萃處理，以便獲得P507和硫酸鈷溶液，利用氫氧化鈉溶液對P507進行皂化處理，以便得到P507-Na，利用硫酸鎳溶液對P507_Na進行轉(zhuǎn)皂處理，以便獲得P507-Ni，并將P507-Ni用于第二萃??；11)對含鎳的第二萃余液進行電積處理，以便分別得到金屬鎳和第一電積母液，并將第一電積母液返回至步驟(8)作為酸對氫氧化鎳鈷沉淀進行溶解處理；12)對純凈的硫酸鈷溶液進行電積處理，以便分別得到金屬鈷和第二電積母液，并將第二電積母液返回至步驟(10)作為反萃劑對含鈷的第二有機相進行反萃處理。
[0098]由此，本工藝解決渣堆存占有大量土地也減輕了對環(huán)境造成潛在污染。即增加效益又可降低投資及運營費用。
[0099]另外，為減少往系統(tǒng)中引入Na+離子，上述實施例的處理含鎳殘積礦的方法采用措施如下:[0100]1、在鎳鈷萃取除雜及鎳鈷分離中，將鈉型有機分別制取鎳皂，避免了 Na+離子進入系統(tǒng)。
[0101]2、采用氫氧化鎂代替氫氧化鈉沉淀鎳、鈷。
[0102]3、采用氫氧化鎂中和除鐵。
[0103]4、由于氫氧化鎂返回系統(tǒng)致使最終溶液鎂含量增高，從而減少硫酸鎂蒸發(fā)結(jié)晶能耗，由于避免大量Na+進入溶液，從而大幅度提高了鎂產(chǎn)品產(chǎn)率。
[0104]在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。
[0105]盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下在本發(fā)明的范圍 內(nèi)可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。
【權(quán)利要求】
1.一種含鎳殘積礦的處理方法，其特征在于，包括下列步驟: (1)將所述含鎳殘積礦分為鎂質(zhì)礦和鐵質(zhì)礦； (2)在85~98攝氏度的溫度下，利用硫酸對所述鐵質(zhì)礦進行浸出處理，以便獲得含有硫酸鐵的浸出液，其中，所述含有硫酸鐵的浸出液中游離酸的含量為40~45g/l ； (3)在85~98攝氏度的溫度下，利用所述鎂質(zhì)礦對所述含有硫酸鐵的浸出液進行第一中和處理，以便將所述浸出液中游離酸的含量降至5g/l，并且得到中和后液和含有二氧化娃的浸出洛； (4)利用氫氧化鎂對步驟(3)中得到的中和后液進行第二中和處理，將pH維持在1.0~1.5，以便獲得沉鐵精礦和除鐵后液； (5)利用氫氧化鎂對步驟(4)中得到的除鐵后液進行第三中和處理，以便將所述除鐵后液的pH維持在7.0-7.5，獲得氫氧化鎳鈷沉淀和硫酸鎂溶液； (6)將所述硫酸鎂溶液進行蒸發(fā)結(jié)晶處理，以便獲得硫酸鎂晶體和蒸發(fā)母液； (7)利用含有鈣離子的堿性溶液對所述蒸發(fā)母液進行第四中和處理，以便獲得氫氧化鎂沉淀和沉鎂后液，其中，將所得到的氫氧化鎂沉淀返回至步驟(3)、(4)和(5)分別進行所述第一中和處理、第二中和處理和第三中和處理； (8)利用酸 對所述氫氧化鎳鈷沉淀進行溶解處理2小時，以便獲得鎳鈷溶液，其中，所述鎳鈷溶液的PH為2.0 ; (9)利用第一萃取劑對所述鎳鈷溶液進行第一萃取，以便去除錳、鋅、鐵至少一種雜質(zhì)，獲得含有雜質(zhì)的第一有機相和含有鎳、鈷的第一萃余液，其中，所述第一萃取劑為轉(zhuǎn)為P204-Ni ； 利用反萃劑，對所述含有雜質(zhì)的第一有機相進行反萃處理，以便獲得P204和含錳、鋅、鐵至少一種雜質(zhì)的溶液； 利用氫氧化鈉溶液對所述P204進行皂化處理，以便得到P204-Na，利用硫酸鎳溶液對所述P204-Na進行轉(zhuǎn)皂處理，以便獲得P204-Ni，并將所述P204_Ni用于所述第一萃??； (10)利用第二萃取劑對所述第一萃余液進行第二萃取，以便獲得含鈷的第二有機相和含鎳的第二萃余液，其中，所述第二萃取劑為P507-Ni ； 對所述含鈷的第二有機相進行反萃處理，以便獲得P507和硫酸鈷溶液， 利用氫氧化鈉溶液對所述P507進行皂化處理，以便得到P507-Na，利用硫酸鎳溶液對所述P507-Na進行轉(zhuǎn)皂處理，以便獲得P507-Ni，并將所述P507_Ni用于所述第二萃?。? (11)對所述含鎳的第二萃余液進行電積處理，以便分別得到金屬鎳和第一電積母液，并將所述第一電積母液返回至步驟(8)作為酸對所述氫氧化鎳鈷沉淀進行溶解處理； (12)對所述純凈的硫酸鈷溶液進行電積處理，以便分別得到金屬鈷和第二電積母液，并將所述第二電積母液返回至步驟(10)作為反萃劑對所述含鈷的第二有機相進行反萃處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述含鎳殘積礦的處理方法，其特征在于，步驟(1)中的所述鎂質(zhì)礦含有18~20重量％的鎂。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述含鎳殘積礦的處理方法，其特征在于，步驟(11)和步驟(12)中的所述電積處理的電流密度均為180-250A/m2。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述含鎳殘積礦的處理方法，其特征在于，在步驟(11)和步驟(12)中的電積處理之前，分別進一步包括:利用活性炭對所述第一電積母液和所述第二電積母液進行脫油 處理。
【文檔編號】C22B3/08GK103757260SQ201410028097
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月13日
【發(fā)明者】傅建國, 戴江紅, 李少龍, 孫寧磊, 張陽, 陸業(yè)大, 鄭明臻, 王魁廷 申請人:中國恩菲工程技術(shù)有限公司