CN103993175A - 硫酸镍钴溶液的处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了硫酸镍钴溶液的处理方法包括：(1)向含有镍钴的硫酸盐溶液中加入石灰乳进行沉镍钴处理，以便得到含有氢氧化镍钴沉淀和石膏的混合浆液；(2)对混合浆液进行旋流分离，以便分离得到氢氧化镍钴浆液和石膏浆液；(3)将石膏浆液进行酸洗过滤处理，以便得到石膏和第一滤液。(4)将氢氧化镍钴浆液进行浓密分离，以便得到底流浆液和溢流浆液；(5)将底流浆液洗涤过滤处理，以便得到氢氧化镍钴滤饼和第二滤液。利用上述方法可以有效降低处理成本且可以避免引入其他杂质。

Description

硫酸镍钴溶液的处理方法

技术领域

本发明涉及冶金领域，具体而言，本发明涉及硫酸镍钴溶液的处理方法。

背景技术

含镍钴红土矿传统湿法冶金处理流程比较长，其中包括了硫酸浸出、除杂、沉淀、溶解、萃取(除杂和镍钴分离)和电积等一系列工序。红土矿经过湿法浸出、除杂后，得到了含镍3～5g/L、钴<1g/L的硫酸盐体系溶液。除杂后液用沉淀剂进行镍钴沉淀获得镍钴中间产品，最终将pH值控制在镁沉淀之前以将镁与镍钴产品分离。

沉淀工序的目的是对有价金属离子进行初步富集。现行镍钴沉淀剂有多种：氢氧化钠、碳酸钠、氧化镁、硫化物，实际工业生产中可根据项目工艺要求、当地沉淀剂种类、价格、运输条件等进行选择。然而采用上述沉淀剂造成了大量的钠、镁排放以后将成为工艺中致命的问题。因此，现有的用于沉淀硫酸镍钴溶液的方法有待进一步改进。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种具有。

根据本发明的一个方面，本发明提出了一种硫酸镍钴溶液的处理方法，包括：

(1)向含有镍钴的硫酸盐溶液中加入石灰乳进行沉镍钴处理，以便得到含有氢氧化镍钴沉淀和石膏的混合浆液；

(2)对所述混合浆液进行旋流分离，以便分离得到氢氧化镍钴浆液和石膏浆液；

(4)将所述石膏浆液进行酸洗过滤处理，以便得到石膏和第一滤液。

(3)将所述氢氧化镍钴浆液进行浓密分离，以便得到底流浆液和溢流浆液；

(5)将所述底流浆液洗涤过滤处理，以便得到氢氧化镍钴滤饼和第二滤液。

因此，利用本发明上述实施例的硫酸镍钴溶液的处理方法可以高效、低成本地从硫酸镍钴溶液中回收镍钴。

另外，根据本发明上述实施例的硫酸镍钴溶液的处理方法还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，所述石灰乳中氢氧化钙浓度为1～10wt％。由此可以进一步提高沉淀效果。

在本发明的一些实施例中，所述硫酸盐溶液中镍钴的总浓度为1～10g/L。

在本发明的一些实施例中，所述石灰乳的加入量为理论用量的0.8～1.2倍。

在本发明的一些实施例中，所述沉淀镍钴处理是在20～70摄氏度的温度下进行的，优选在50摄氏度。由此可以进一步提高沉淀效果。

在本发明的一些实施例中，所述沉淀镍钴处理的时间为0.5～3h。由此可以进一步提高沉淀效果。

在本发明的一些实施例中，所述酸洗过滤处理是采用硫酸进行的，所述硫酸浓度为1～3wt％。

在本发明的一些实施例中，进一步包括：

(6)将所述第一滤液、第二滤液和溢流浆液返回步骤(1)进行所述沉镍钴处理。

在本发明的一些实施例中，进一步包括：

(7)将所述石膏浆液的一部分返回步骤(1)进行所述沉镍钴处理。

附图说明

图1是根据本发明一个实施例的硫酸镍钴溶液的处理方法的流程图。

图2是根据本发明另一个实施例的硫酸镍钴溶液的处理方法的流程图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考图1详细描述本发明实施例的硫酸镍钴溶液的处理方法。根据本发明实施例的硫酸镍钴溶液的处理方法包括：

S100：沉镍钴处理

现有的湿法处理含镍矿石通常采用硫酸首先对矿石进行湿法浸出处理，进而产生了大量的含有镍钴的硫酸盐溶液，需要进一步将其中的镍钴离子沉淀出来。采用氢氧化钠作为沉淀剂得到的镍钴滤饼含水率高；采用碳酸钠作为沉淀剂会使溶液中的锰大量沉淀造成产品杂质超标；采用氧化镁作为沉淀剂对其活性要求较高，难以长期保存；采用硫化物作为沉淀剂则对设备要求较高，且硫化氢、硫氢化钠操作中存在危险，更重要的是，随着环保要求越来越严格，采用上述沉淀剂会造成了大量的钠、镁排放是工艺中致命的问题。因此本发明的发明人正是发现上述沉淀剂的缺陷，并尝试采用新的沉淀剂用于沉淀有价金属。本发明的发明人意外地发现可以采用石灰乳进行沉淀，由于石灰乳的制备工艺简单，因此价格便宜；并且石灰乳在硫酸盐体系中沉淀金属离子后不会引入其他离子。

因此，根据本发明实施例的硫酸镍钴溶液的处理方法包括：首先，向含有镍钴的硫酸盐溶液中加入石灰乳进行沉镍钴处理，以便得到含有氢氧化镍钴沉淀和石膏的混合浆液。

根据本发明的具体实施例，待处理的硫酸盐溶液中镍钴的总浓度为1～10g/L。根据本发明的具体实施例，上述作为沉淀剂的石灰乳中氧化钙浓度并不受特别限制，例如氢氧化钙浓度可以为1～10wt％，由此可以显著提高沉淀效果。若氢氧化钙浓度过低且低于1wt％，会造成加入石灰乳体积量太大，若浓度过高且高于10wt％，添加时容易局部碱度过高，造成杂质元素沉淀过多，导致产品纯度下降。因此采用氢氧化钙浓度为1～10wt％的石灰乳沉镍钴可以显著提高沉淀效率，提高产品质量。

根据本发明的具体实施例，向硫酸镍钴溶液中加入石灰乳的量并不受特别限制，本发明的发明人发现，当处理上述实施例的硫酸镍钴溶液时，石灰乳的加入量可以为石灰乳理论用量的0.8～1.2倍，在本文中所使用的术语“理论用量”指的是，按照化学计量，硫酸镍钴溶液中的硫酸镍钴与石灰乳中的氢氧化钙按照理论反应方程式完全反应所用的石灰乳的量。本发明通过向硫酸镍钴溶液中加入理论用量的0.8～1.2倍的石灰乳可以有效提高沉镍钴效率，如果石灰乳的加入量过少会导致镍钴沉淀率不高，降低处理效率；同时如果石灰乳的加入量过多，会导致产生大量的硫酸钙浆液，增大氢氧化镍钴浆液与硫酸钙浆液的分离难度。因此，本发明的发明人发现，通过加入0.8～1.2倍理论用量石灰乳进行沉镍钴处理可以控制镍钴沉淀率达到90～96wt％。

根据本发明的具体实施例，沉淀镍钴处理可以在20～70摄氏度的温度下进行，由此可以显著提高沉淀效率。根据本发明的具体实施例，沉淀的温度可以优选在50摄氏度下进行，由此省去了额外对硫酸镍钴溶液进行加热或者冷却，节省能耗的同时可以进一步提高沉淀效果。

根据本发明的具体实施例，上述沉淀镍钴处理的时间并不受特别限制，例如可以为0.5～3h。由此可以进一步提高沉淀效率。如果时间过长超过3小时，则增加了没必要的能耗，本发明是通过物料体积流量与容器体积的比来控制沉淀时间的，进而在保证充分沉淀镍钴的同时提高沉淀效率。

S200：旋流分离

根据本发明的具体实施例，进一步地对混合浆液进行旋流分离，以便分离得到氢氧化镍钴浆液和石膏浆液。由于氢氧化镍钴固体和石膏固体的密度相差不大，因此将两种浆液进行分离的难度很大，这也是应用石灰乳沉淀镍钴较难解决的问题。本发明的发明人意外地发现，混合浆液中形成的石膏的粒度比较大，分析当二者的密度相差不大的同时石膏颗粒沉降速度应该大，所以本发明的发明人大胆地尝试采用旋流器进行分离氢氧化镍钴，结果取得了良好的分离效果，进而使得石灰乳应用于硫酸镍钴溶液沉淀镍钴成为可能。因此，本发明采用旋流分离的方法可以有效地将氢氧化镍钴浆液和石膏浆液分离开来。

S300：处理石膏浆液

根据本发明的具体实施例，将石膏浆液进行酸洗过滤处理，以便得到石膏和第一滤液。由此可以对石膏浆液进行处理回收石膏，因此本发明上述实施例的硫酸镍钴溶液的处理方法采用石灰乳进行沉淀，并最终分离出石膏，未向氢氧化镍钴浆液中额外引入其他杂质，由此可以显著提高镍钴的纯度。

根据本发明的具体实施例，上述酸洗过滤处理可以采用硫酸进行，进而可以避免引入其他杂质，同时采用硫酸进行酸洗还可以进一步提高石膏产品的质量。根据本发明的具体实施例，采用的硫酸的浓度并不受特别限制，例如可以采用浓度为1～3wt％的硫酸。由此不仅可以达到酸洗的目的，还可以节省成本。

根据本发明的具体实施例，还可以将得到的部分石膏返回作为晶种促进石灰乳沉淀镍钴离子，剩余的石膏可以作为产品出售，提高该方法的副产物，降低处理成本。根据本发明的具体实施例，可以将石膏浆液的一部分作为晶种返回用于沉淀镍钴。具体地沉淀镍钴需要控制晶种的倍数，约2～8倍生成量。由此可以进一步提高沉镍钴效率。

S400：处理氢氧化镍钴浆液

根据本发明的具体实施例，将氢氧化镍钴浆液进行浓密分离，以便得到底流浆液和溢流浆液；将底流浆液洗涤过滤处理，以便得到氢氧化镍钴滤饼和第二滤液。由此利用上述方法可以将氢氧化镍钴进行浓集得到氢氧化镍钴滤饼。

根据本发明上述实施例的硫酸镍钴溶液的处理方法还可以进一步包括：将步骤S300中处理石膏浆液产生的第一滤液和步骤S400中处理氢氧化镍钴浆液产生的第二滤液和溢流浆液返回步骤S100中进行沉镍钴处理，由此可以进一步提高镍钴回收率以及石灰乳的使用率，降低处理成本和避免过多的废液排放。

采用本发明上述实施例的硫酸镍钴溶液的处理方法采用石灰乳进行沉淀镍钴离子，并通过旋流分离法分离氢氧化镍钴沉淀和石膏。由此可以显著降低沉淀成本，同时避免了向硫酸镍钴溶液中引入其他杂质，进而不仅提高了氢氧化镍钴沉淀的纯度，还可以避免含有金属杂质的废水排放。因此采用本发明的处理硫酸镍钴溶液的方法具有安全可靠、成本低廉、处理效果良好的优势。

实施例1

待处理的硫酸镍钴溶液的成分见表1；

表1

按照图2所示步骤，取上述硫酸镍钴溶液5m³，加热至50摄氏度后，向其中加入氢氧化钙浓度为5wt％的石灰乳340kg，反应1h。分离采用旋流器进行分离，溢流为氢氧化镍钴矿浆，底流为硫酸钙矿浆，将硫酸钙矿浆的一部分作为晶种返回进行沉淀，石膏晶种倍数为8。分别采用浓度为2wt％的硫酸和水对硫酸钙矿浆进行酸洗和过滤，得到滤洗液和石膏产品。将氢氧化镍钴矿浆进行浓密分离得到底流浆液和溢流浆液，利用水对底流浆液进行过滤洗涤，得到氢氧化镍钴滤饼和滤洗液。将两步过滤得到的滤洗液和溢流浆液返回再次进行沉镍钴。

通过对氢氧化镍钴滤饼含量进行分析，镍沉淀率达到90％，旋流分离后氢氧化镍钴含Ni为33％，含Ca为8％。

实施例2

按照图2所示步骤，取上述硫酸镍钴溶液5m³，加热至50摄氏度后，向其中加入氢氧化钙浓度为10wt％的石灰乳170kg，反应1h。分离采用旋流器进行分离，溢流为氢氧化镍钴矿浆，底流为硫酸钙矿浆，将硫酸钙矿浆的一部分作为晶种返回进行沉淀，石膏晶种倍数为5。分别采用浓度为2wt％的硫酸和水对硫酸钙矿浆进行酸洗和过滤，得到滤洗液和石膏产品。将氢氧化镍钴矿浆进行浓密分离得到底流浆液和溢流浆液，利用水对底流浆液进行过滤洗涤，得到氢氧化镍钴滤饼和滤洗液。将两步过滤得到的滤洗液和溢流浆液返回再次进行沉镍钴。

通过对氢氧化镍钴滤饼含量进行分析，镍沉淀率达到96％，旋流分离后氢氧化镍钴含Ni为28％，含Ca为10％。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种硫酸镍钴溶液的处理方法，其特征在于，包括：

(1)向所述硫酸镍钴溶液中加入石灰乳进行沉镍钴处理，以便得到含有氢氧化镍钴沉淀和石膏的混合浆液；

(2)对所述混合浆液进行旋流分离，以便分离得到氢氧化镍钴浆液和石膏浆液；

(3)将所述石膏浆液进行酸洗过滤处理，以便得到石膏和第一滤液。

(4)将所述氢氧化镍钴浆液进行浓密分离，以便得到底流浆液和溢流浆液；

(5)将所述底流浆液洗涤过滤处理，以便得到氢氧化镍钴滤饼和第二滤液。

2.根据权利要求1所述硫酸镍钴溶液的处理方法，其特征在于，所述石灰乳中氢氧化钙浓度为1～10wt％。

3.根据权利要求2所述硫酸镍钴溶液的处理方法，其特征在于，所述硫酸盐溶液中镍钴的总浓度为1～10g/L。

4.根据权利要求3所述硫酸镍钴溶液的处理方法，其特征在于，所述石灰乳的加入量为理论用量的0.8～1.2倍。

5.根据权利要求1所述硫酸镍钴溶液的处理方法，其特征在于，所述沉淀镍钴处理是在20～70摄氏度的温度下进行的，优选是在50摄氏度的温度下进行的。

6.根据权利要求1所述硫酸镍钴溶液的处理方法，其特征在于，所述沉淀镍钴处理的时间为0.5～3h。

7.根据权利要求1所述硫酸镍钴溶液的处理方法，其特征在于，所述酸洗过滤处理是采用硫酸进行的，所述硫酸浓度为1～3wt％。

8.根据权利要求1所述硫酸镍钴溶液的处理方法，其特征在于，进一步包括：

(6)将所述第一滤液、第二滤液和溢流浆液返回步骤(1)进行所述沉镍钴处理。

9.根据权利要求1所述硫酸镍钴溶液的处理方法，其特征在于，进一步包括：

(7)将所述石膏浆液的一部分返回步骤(1)进行所述沉镍钴处理。