專利名稱：常溫常壓酸浸全濕法提鎳工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及金屬鎳的提取工藝，特別是一種從氧化鎳礦中提取 鎳的常溫常壓酸浸全濕法提鎳工藝。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有處理氧化鎳礦的工藝主要有 一、鎳鐵合金生產(chǎn)工藝。以 電爐熔煉為主，是世界處理氧化鎳礦的主流工藝，但氧化鎳礦中除鐵利用約50% 外，其余有價金屬利用率不高。二、硫化制取高鎳锍生產(chǎn)工藝。以硫粉作硫化 劑，高鎳锍作為中間商品，供精煉廠經(jīng)深加工成鎳和鈷最終產(chǎn)品。其流程回收 率在火法段一般為鎳85-91%;鈷75-80%。三、還原焙燒一氨浸工藝。將礦 石放在多膛爐內(nèi)進行選擇性還原焙燒，礦石中的鎳全部還原成金屬鎳。該工藝
鎳鈷回收率不高，鎳約75 80%，鈷則小于60%。四、高溫高壓酸浸出工藝。氧 化鎳礦用硫酸在240 27(TC和高壓條件下浸出，固液分離后從浸出液中生產(chǎn)鎳 和鈷的產(chǎn)品，鎳和鈷浸出率可達到95%以上，總收率達到90%。前三種工藝除所 述不足外，還存在投資成本高、能耗高，環(huán)境污染大的問題。第四種高溫高壓 酸浸出工藝比前三種工藝具有鎳和鈷浸出率、總收率高，而且它的投資成本、 能耗，環(huán)境污染方面都優(yōu)于前三種工藝，是近些年發(fā)展起來的一項較新的工藝。 但該工藝在使用中仍存有不足1、有較大的安全隱患存在，因為它需溫度在 240 27(TC、大氣壓3MPa條件下浸出，設(shè)備常處高壓下，而且該工藝設(shè)備腐蝕 問題較嚴重，較容易發(fā)生因設(shè)備腐蝕而產(chǎn)生的安全事故。2、能耗還是較大，因 為它仍需240 27(TC溫度的生產(chǎn)條件。3、生產(chǎn)期較長，它的浸出時間一般需3—7 天，長得可達數(shù)十天，影響生產(chǎn)效率。4、用硫化沉淀或還原氨浸去除Mg生產(chǎn) 成本較高。5、鐵渣渣量大，金屬損失高，過濾性能差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有處理氧化鎳礦的高溫高壓酸浸出工 一^ff存—在—的不足，提出一種—安全性好、—能耗低、—浸出—時短、生產(chǎn)成苯低、鐵渣 渣量小的處理氧化鎳礦的常溫常壓酸浸全濕法提鎳工藝。
通過下述技術(shù)方案可實現(xiàn)本發(fā)明的目的，常溫常壓酸浸全濕法提鎳工藝，其工藝流程為礦石-—原料制備-一 浸出一凈化I —-凈化II ---萃取一-電解-一鎳板，其特征在于
其浸出階段是指將制備的原料用砂泵打入浸出槽，加入鈉鹽活化劑，在 常溫常壓下徐徐加入98%濃硫酸進行浸出；
其凈化I階段是指對浸出渣采用清水三次逆流洗滌；
其凈化II階段是指采取分步除去的辦法清除浸出液中的Ca、 Mg、 Zn等雜
質(zhì)；
其萃取階段是指用烷基磷酸類萃取劑對凈化后的濾液進行萃取。 浸出階段，最終控制PH值在1-1.5之間，后加入石灰乳使PH值在5-6之間。
凈化I階段對浸出渣采用清水三次逆流洗滌洗后，其PH值應(yīng)在5-7之間。
凈化II階段分步除去浸出液中的Ca、 Mg、 Zn等雜質(zhì)的辦法是指先加入稀 酸調(diào)整PH值至4一4. 5,沉淀后的濾清液再加入NaF去除Ca2+， Mg2+ 反應(yīng)方程式如下 CaS04+2NaF=CaF2 j+Na2S04 MgS04+2NaF=MgF2 |+Na2s04
凈化除雜后終點PH: 4. 5—5. 0，雜質(zhì)濃度Fe<0. 05g/L; Cr<0. 05g/L, Ca <0. lg/L。
萃取階段分二階段進行第一階段用鈉皂P204 [二 (2-乙基己基)磷酸]進 一步除去，萃取所得有機相先用1. 2NHC1洗Ni,再有2. 5N鹽酸反萃鋅,得到的 含Zn和其他雜質(zhì)的氯鹽溶液用Na2C03沉淀Zn，得到富Zn化工原料，反萃后的 有機相用6. ON的HCl反萃微量的鐵，并用純水洗滌有機相，使空載有機相返回 皂化制P204—Na后再使用，反萃鐵后鹽酸內(nèi)部循環(huán)至其濃度降至5. ON后，用 離子交換法除去其中的鐵后，補充新酸至6. ON又返回反萃微量鐵系統(tǒng)。P204萃取工藝條件
有機相濃度15%溶劑油85% (V: V) 相比0/A=3. 5: 1 原液濃度Ni》20g/L
萃余液總雜質(zhì)量:Me《0. 05g/L, Zn<0. 003g/L
過程主要反應(yīng)方程式如下
制皂RH+NaOH=RNa+H20
萃取2RNa+Zn2+=R2Zn+2Na+
反萃R2Zn+2H+=2RH+Zn2+
沉Zn: Zn2++C032-=ZnC03|
沉Zn后液進入污水處理站處理后循環(huán)利用不排放。
第二階段將經(jīng)P204萃取除雜后的萃余液經(jīng)脫油后再采用P507 [2-乙基己基 膦]萃取Ni，得到純Ni有機相和萃余液。萃余液進入Ni回收系統(tǒng)，經(jīng)回收Ni 后的母液進入污水處理站處理后循環(huán)使用不排放。
純鎳有機相用純水洗凈后，再用電積后液反萃，得到高純度的NiS04溶液脫 油后，返回電積。
P507萃取工藝技術(shù)條件
有機相濃度20%溶劑油80% (V: V)
相比O/A-3. 5: 1
原液濃度Ni》20/L
萃余液Ni<0. 05g/L
反萃后液Ni《80g/L
化學(xué)反應(yīng)方程式
制皂RH+NaOH=RNa+H20
萃取2RNa+Zn2+=R2Zn+2Na+ R2Ni+H2SO產(chǎn)2RH+NiSO純鎳有機相用純水洗凈后，再用電積后液反萃，得到高純度的NiS04溶液脫
油后，返回電積。 電積方程式
2NiS04+2H20=2Ni+2H2S04+02 電流密度200A/m2，
本發(fā)明的效果在于1、安全性好，這主要在于本技術(shù)方案中的浸出條件僅 需常溫常壓下即可，不存在設(shè)備因腐蝕及高壓的問題而出現(xiàn)暴炸等的安全事故， 而僅需常溫常壓的條件，是因為在浸出階段添加了鈉鹽活化劑的緣故，由于鈉 鹽活化劑的作用，使原料在浸出階段只需常溫常壓即可。2、能耗較低，因為在 浸出階段不需高溫高壓的條件，這一項，即可省出較多的能源。3、生產(chǎn)期短， 生產(chǎn)效率得以大幅度提高，因為浸出階段的浸出時間僅需1 3小時即可，僅為 現(xiàn)有工藝的浸出時間的50—70分之一，這主要在于添加了活化劑使得原礦活性 得以改善，從而可在很短時間內(nèi)完成浸出。4、去除Mg生產(chǎn)成本較低，因為本 工藝是利用鹽析效應(yīng)分段消除Mg，從而最終達到降低鎂的要求，所以生產(chǎn)成本 較低。5、鐵渣渣量小、金屬損失低，因為本工藝在浸出過程中改善了渣料的物 性，使渣料的過濾性能大幅度提高，從而使渣料中鐵渣渣量小、其它金屬損失 低，并達到實現(xiàn)工業(yè)化的目的。
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明進一步闡述
具體實施例方式本工藝的流程是礦石一-原料制備一-浸出-一凈化I 一-凈化II一-萃取-一電解一-鎳板。礦石一-原料制備階段紅土鎳礦原料由原料 倉經(jīng)膠帶運輸機至圓弧振動篩處理后，經(jīng)鄂式破碎機、球磨機至分級機分級， 然后與水(含循環(huán)利用水)在成漿槽內(nèi)成漿。原料制備一-浸出階段用砂泵 將漿打入浸出槽，加入鈉鹽活化劑，在常溫常壓下徐徐加入98%濃硫酸進行浸出，
使原料中的有價金屬(Ni、 Co、 Zn等)由不溶性的硅酸鹽、氫氧化物或金屬氧化物變?yōu)榭扇苄缘牧蛩猁}進入溶液中，控制最終PH: 1-1.5，得到含有NiS04、
CoS04、 ZnSO,的液體。同時會有少量的金屬雜質(zhì)(Fe、 Ca、 Mg、 Cr)等一同入水 溶液。此時加入石灰乳PH5-6。浸出---凈化I階段為了充分回收金屬，對浸 出渣采用清水三次逆流洗滌，使渣中有價金屬充分洗入溶液中，其中第一次洗 液含Ni2+的濃度較高，并入浸出液中，其余的洗液返回到調(diào)漿工序。浸出渣經(jīng)3 次逆流洗滌，洗至PH: 5-7。 Ni的浸出率可達98y。。凈化I ---凈化II階段浸 出液中還含有Ca、 Mg、 Zn等雜質(zhì)，采取分步除去的辦法清除。首先是加入稀酸 調(diào)整PH值至4一4. 5，沉淀后的濾清液再加入NaF去除Ca2+， Mg"反應(yīng)方程式如下
CaS04+2NaF=CaF2 |+Na2S04
MgS04+2NaF=MgF2 |+Na2s04 凈化除雜后終點PH: 4.5—5.0，雜質(zhì)濃度Fe〈0. 05g/L; Cr<0. 05g/L， Ca<
0. lg/L。凈化II—-萃取階段萃取階段分二段進行，第一段是凈化后的濾液
中還含有Zn、 Ca等金屬雜質(zhì)元素，可用鈉皂P204 [二 (2-乙基己基)磷酸]進一 步除去，萃取所得有機相先用1. 2NHC1洗Ni，再有2. 5N鹽酸反萃鋅,得到的含 Zn和其他雜質(zhì)的氯鹽溶液用Na2C03沉淀Zn，得到富Zn化工原料出售，反萃后 的有機相用6. ON的HC1反萃微量的鐵，并用純水洗滌有機相，使空載有機相返 回皂化制P204—Na后再使用，反萃鐵后鹽酸內(nèi)部循環(huán)至其濃度降至5. ON后， 用離子交換法除去其中的鐵后，補充新酸至6. ON又返回反萃微量鐵系統(tǒng)。 P204萃取工藝條件
有機相濃度15%溶劑油85% (V: V) 相比0/A=3. 5: 1 原液濃度Ni》20g/L
萃余液總雜質(zhì)量Me《0. 05g/L， Zn<0. 003g/L 過程主要反應(yīng)方程式如下 制皂RH+NaQH=RNa+H20 萃取2RNa+Zn2+=R2Zn+2Na+反萃R2Zn+2H+=2RH+Zn2+ 沉Zn: Zn2++CO32=ZnC03|
沉Zn后液進入污水處理站處理后循環(huán)利用不排放。
第二段是P2G4萃取除雜后的萃余液經(jīng)脫油后再采用P507 [2-乙基己基膦] 萃取Ni，得到純Ni有機相和萃余液。萃余液進入Ni回收系統(tǒng)，經(jīng)回收Ni后的
母液進入污水處理站處理后循環(huán)使用不排放。 P507萃取工藝技術(shù)條件 有機相濃度20%溶劑油80% (V: V) 相比0/A=3. 5: 1
原液濃度Ni^20/L 萃余液Ni<0. 05g/L 反萃后液Ni《80g/L 化學(xué)反應(yīng)方程式 制皂RH+NaOH=RNa+H20 萃取2RNa+Zn2+=R2Zn+2Na+ 反萃R2Ni+H2S04=2RH+NiS04
萃取一電解階段純鎳有機相用純水洗凈后，再用電積后液反萃，得到高 純度的NiS(h溶液脫油后，返回電積。 電積方程式
2NiS04+2H20=2Ni+2H2S04+02
電流密度200A/m2，電流效率90%，金屬回收率99. 5%。
電解一-鎳板階段NiS04溶液80%用上述方法反萃后，通過電積生產(chǎn)Ni板; 20%用純硫酸反萃，使其含Ni濃度〉120g/L，用蒸發(fā)濃縮結(jié)晶的方法制取化學(xué) 純硫酸鎳，濃縮后冷卻結(jié)晶，離心分離，母液返回蒸發(fā)器，結(jié)晶體進入烘干窯 烘干，烘干窯加熱方式為蒸夾套加熱，制取NiS0rxH20,x-6-7 。'
權(quán)利要求
1、一種常溫常壓酸浸全濕法提鎳工藝，其工藝流程為礦石---原料制備---浸出—凈化I---凈化II---萃取---電解---鎳板，其特征在于其浸出階段是指將制備的原料用砂泵打入浸出槽，加入鈉鹽活化劑，在常溫常壓下徐徐加入98％濃硫酸進行浸出；其凈化I階段是指對浸出渣采用清水三次逆流洗滌；其凈化II階段是指采取分步除去的辦法清除浸出液中的Ca、Mg、Zn等雜質(zhì)；其萃取階段是指用烷基磷酸類萃取劑對凈化后的濾液進行萃取。
2、 按權(quán)利要求1所述的常溫常壓酸浸全濕法提鎳工藝，其特征在于，所述 浸出階段最終控制PH值在1-1. 5之間，后加入石灰乳使PH值在5-6之間。
3、 按權(quán)利要求1所述的常溫常壓酸浸全濕法提鎳工藝，其特征在于，所述 凈化I階段對浸出渣采用清水三次逆流洗滌洗后，其PH值應(yīng)在5-7之間。
4、 按權(quán)利要求1所述的常溫常壓酸浸全濕法提鎳工藝，其特征在于，所述 凈化II階段分步除去浸出液中的Ca、 Mg、 Zn等雜質(zhì)的辦法是指先加入稀酸調(diào) 整PH值至4_4. 5,沉淀后的濾清液再加入NaF去除Ca2+， Mg2+反應(yīng)方程式如下 CaS04+2NaF=CaF2 |+Na2S04 MgS04+2NaF=MgF2々+Na2s04凈化除雜后終點PH: 4. 5—5. 0，雜質(zhì)濃度Fe<0. 05g/L; Cr<0. 05g/L， Ca <0. lg/L。
5、 按權(quán)利要求1所述的常溫常壓酸浸全濕法提鎳工藝，其特征在于，所述 萃取階段分二階段進行第一階段用鈉皂P204 [二 (2-乙基己基)磷酸]進一步 除去，萃取所得有機相先用1. 2NHC1洗Ni，再有2. 5N鹽酸反萃鋅,得到的含Zn 和其他雜質(zhì)的氯鹽溶液用Na2C(V沉淀Zn，得到富Zn化工原料，反萃后的有機相用6. GN的HC1反萃微量的鐵，并用純水洗滌有機相，使空載有機相返回皂化制 P204—Na后再使用，反萃鐵后鹽酸內(nèi)部循環(huán)至其濃度降至5. 0N后，用離子交換 法除去其中的鐵后，補充新酸至6. ON又返回反萃微量鐵系統(tǒng)；P204萃取工藝條件有機相濃度15%溶劑油85% (V: V)相比0/A=3. 5: 1原液濃度Ni^20g/L萃余液總雜質(zhì)量:Me《0. 05g/L， Zn<0. 003g/L過程主要反應(yīng)方程式如下制皂<formula>formula see original document page 3</formula>萃取2RNa+Zn2+=R2Zn+2Na+反萃<formula>formula see original document page 3</formula>沉Zn: <formula>formula see original document page 3</formula>沉Zn后液進入污水處理站處理后循環(huán)利用不排放；第二階段將經(jīng)P204萃取除雜后的萃余液經(jīng)脫油后再采用P507 U-乙基己基 膦]萃取Ni，得到純Ni有機相和萃余液。萃余液進入Ni回收系統(tǒng)，經(jīng)回收Ni 后的母液進入污水處理站處理后循環(huán)使用不排放；純鎳有機相用純水洗凈后，再用電積后液反萃，得到高純度的NiS(V溶液脫 油后，返回電積；P507萃取工藝技術(shù)條件有機相濃度20%溶劑油80% (V: V)相比0/A=3. 5: 1原液濃度Ni>20/L萃余液Ni<0. 05g/L反萃后液Ni《80g/L化學(xué)反應(yīng)方程式制皂RH+NaOH=RNa+H20 萃取2RNa+Zn2+=R2Zn+2Na+ 反萃R2Ni+H2S04=2RH+NiSO。
6、按權(quán)利要求1或2或3或4或5所述的常溫常壓酸浸全濕法提鎳工藝， 其特征在于，純鎳有機相用純水洗凈后，再用電積后液反萃，得到高純度的NiS04 溶液脫油后，返回電積，電積方程式2NiS04+2H20=2Ni+2H2SO4+02 電流密度200A/m2。
全文摘要
本發(fā)明提供一種常溫常壓酸浸全濕法提鎳工藝，其特點是在浸出階段加入了鈉鹽活化劑，使得原礦活性得以改善；凈化I階段采用清水三次逆流洗滌；凈化II階段采取分步除去的辦法清除浸出液中的Ca、Mg、Zn等雜質(zhì)。本發(fā)明具有安全性好、能耗低、浸出時短、生產(chǎn)成本低、鐵渣渣量小等優(yōu)點。
文檔編號C22B3/00GK101545056SQ200810030920
公開日2009年9月30日 申請日期2008年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月26日
發(fā)明者付舒宏, 芄 張 申請人:江西江鋰科技有限公司